海南炼化连续重整装置以常压蒸馏装置提供的直馏石脑油及加氢裂化重石脑油为原料, 经过重整反应, 生产高芳含的芳烃抽提原料, 同时副产氢气及少量液化气, 其C5+重整生成油的辛烷值按RONC101设计 (改造前为102) 。2013年全厂大检修期间, 为提高经济效益, 进一步挖掘装置潜力, 委托SEI对该装置进行扩能改造设计, 使重整反应部分处理能力由120万吨/年提高到144万吨/年。本装置采用美国UOP (环球油品公司) 的第二代超低压连续重整工艺, 催化剂再生系统采用UOP公司的第三代催化剂连续再生“Cycle Max”工艺专利技术, 改造后改用国产催化剂, 型号为PS-Ⅵ。
本装置由预处理、重整、催化剂再生及异构化四个部分组成, 各部分设计公称规模如下:预处理部分:144万吨/年
重整部分:144万吨/年 (加氢裂化石脑油26.68万吨/年)
催化剂连续再生循环量:908公斤/时 (2000磅/时)
异构化:20万吨/年
2015年5月5日11点58分28秒, 重整氢增压机602-K-202, 转速突然由6750rpm降至0rpm。ITCC系统并未发出任何的联锁停机信号。降速停机过程用时约5分钟。转速突降时调速器输出仍维持在100%, 12点17分调速器输出瞬间降至0%。导致汽轮机进汽异常切断有两种可能, 一是调速汽门突然关闭, 二是速关阀突然关闭。通过调取SOE记录发现, 12点06分16秒“602-K-202允许启动”信号出现, 说明速关阀在机组停机过程中未关闭。因此, 本次停机的直接原因是调速汽门突然关闭, 判断可能是电液转换器接线或本身故障, 导致二次油压低于0.15MPa, 调速汽门突然关闭。此类故障很有可能在仪表检查、紧固线缆接头及静态调试过程中被消除。
采取的措施及处理结果:停机后相关专业人员对机组控制油路、电液转换器、速关电磁阀线缆接头和机组状态进行全面检查, 未发现异常, 装置外操及时启动盘车器进行盘车, 并打开蒸汽放空阀进行暖管、做好开机前的准备工作。14点38分、14:42分和16:47分分别进行了三次静态调试试验, 每次试验的调速器输出开度与二次油压和调速汽门开度的线性关系正常。
遗留问题与改进建议:
(1) 生产单元对该机组进行特护运行, 监控好二次油压, 速关油压、调速输入开度等重点参数并做好记录。
(2) 由于本次故障为首次发生, 为彻底查清原因, 决定暂不更换电液转换器。如再发生类似停机事故, 内操第一时间对ITCC的开车条件、状态监测、调速、油路及报警记录画面进行拍照取证;外操第一时间对现场的二次油压、速关油压、控制油压、调速汽门及速关阀状态进行拍照取证;仪表专业更换电液转换器, 检查电液转换器的电源及信号线路。
自2015年9月底份起, 脱戊烷塔塔顶压力、塔底温度、灵敏板温度出现大幅波动, 塔底重整生成油中的C4和C5含量持续超标, 提高塔底温度, 增大气相负荷后, 只能维持1小时又出现紊乱;同时脱丁烷塔塔底轻石脑油C6组分偏高, 同时含有少量C7组分, 超过控制指标 (不大于1.0Wt%) , 表明脱戊烷塔塔顶液夹带苯。这些迹象表明重整脱戊烷塔分离效果逐渐变差, 塔顶、塔底产品馏程重叠, 初步判断是塔盘结盐[1]。
通过查阅文献发现[2], 脱戊烷塔顶回流温度约40℃, 低于水蒸气露点温度, 塔顶回流在下流的过程中, 产生液相水, 液相水迅速溶解气相中的NH4Cl形成NH4Cl溶液, 溶液在下流的过程中失水浓缩后与铁锈、催化剂粉末一起沉积附着于塔板降液管, 造成塔盘结盐。现场用精密压力表测量塔板总压降为44KPa偏高, 由此初步认定脱戊烷塔32块塔板至40块塔板之间出现塔盘结盐情况。为了解脱戊烷塔的塔内件和气液相分布情况, 为故障原因的分析提供依据, 2015年11月份, 海南炼化公司委托岳阳长岭设备研究所采用γ射线扫描检测技术对脱戊烷塔602-C-201的两个运行工况进行了检测, 检测结果表明1#-39#塔盘正常, 气液相运行正常;40#塔盘液泛, 塔盘上液层高度1米左右, 第40#塔盘或其降液管存在堵塞情况。
为提高分离效果, 炼油部和单元对该塔进行了提高塔底温度, 增大回流比等大量的摸索调整, 现灵敏板温度与外送量、回流罐液位与回流量分别取消串级控制, 控制塔底温度≮212℃, 塔顶回流量≮10t/h, 回流罐液位由外送量控制, 塔底重整生成油中的C4和C5含量有所下降, 塔顶压力、灵敏板温度趋于稳定。解决铵盐堵塞塔盘最有效的方法是水洗, 考虑到设备、管线等原因, 暂时不做水洗处理, 计划2017年大检修期间对脱戊烷塔顶空冷器、水冷器前后增上手阀, 便于下一周期对脱戊烷塔进行水洗。
四氯乙烯经P302加压, 分成两路进入再生器的氯氧化段。注氯流程如图1所示:
2015年8月17日, 再生氧分析仪多次故障, 导致再生热停, 经排查发现氧分析仪NN22 (再生专用氮) 中含有大量四氯乙烯, PP330022出口压力由正常值00..99MMPPaa上升至11..88MMPPaa, 单元根据经验判断再生注氯线分配器出现结焦堵塞情况, 部分四氯乙烯由疏通N2线3#阀 (见图1) 倒串至再生专用氮中, 引起氧分析仪故障。
处理步骤:手动热停再生, 停再生注氯泵P302, 再生器压力由0.265MPa缓慢泄压至0.05MPa, 并保持再生风量 (N2) 不低于50Nm3/h, 防止空气进入再生器, 引起再生器床层飞温。关闭4#、5#阀 (见图1) , 拆开6#、7# (见图1) 法兰, 取出分配器后进行清洗, 清洗完成后恢复流程, 正常开启再生系统, 投用再生注氯流程, 并标定注氯量, 同时开大疏通N2量, 改善四氯乙烯结焦情况。
2017年1月24日13:42, 当班人员在正常监盘中发现重整反应各反温降出现缓慢下降, 14:43分快速下降, 及时报告班长和单元管理人员。截至15:35分左右, 一反由115℃降低到75.2℃, 二反由76.9℃降低到58.7℃, 三反由53.3℃降低到40.7℃, 四反由36.8℃降低到25.9℃, 总温降由268.8降低至198.6℃, 由于循环氢中硫化氢含量剧增, 纯度由85%降低至76%, 循环氢量由87000Nm3/h增加至超量程100000Nm3/h, 产氢量由78000Nm3/h降至66000Nm3/h。
单元从原料切换, 反应温度控制和加样分析判断等方面快速展开, 立即装置采取以下处置方法:
(1) 加样分析, 判断高硫组分来自何处。分别对预加氢蒸发塔C101底精制油和加裂重石进行加样分析, 确定高硫组分来源为加裂重石脑油。
(2) 切换原料, 置换精制油。15:04分左右, 将加裂重石脑油 (30t/h) 切出, 将预加氢精制油 (165t/h) 外甩至3601罐区, 同时引进4701罐区储备精制油 (160t/h) , 重整进料控制在160t/h;1537预加氢部分由175t/h逐步降量至160t/h。
(3) 降低反应温度, 降低积炭量。15:20, 重整各反应器反应温度由517/517/526/527℃按照1℃/h速度分别降至511/511/521521℃。
(4) 23:54预加氢C101底精制油硫含量低于0.5ppm后, 将重整进料由罐区精制油改为蒸发塔C101底油, 各反分别按照1℃/h速度分别提至515/515/525/527℃。
(5) 1月25日7:30, 加裂重石脑油分析合格后, 改进预加氢蒸发塔C101, 重整装置恢复正常生产。
自2016年10月起, 预加氢反应器601-R-101压降不断上升, 截止12月20日, 反应器压降由0.19MPa上升至0.21MPa, 上升速度相对比较平稳;自12月20日起, 反应器压降突然迅速上升至0.25MPa, 截止2017年3月底, , 反应器压降已上升至0.3MPa, 期间多次清洗预加氢原料过滤器, 但是效果不佳;2017年4月3日, 反应器压降突然下降至0.25MPa, 校表后仍显示为0.25MPa, 4月4日下降至0.23MPa后稳定至今。
原因分析:
(1) 随着装置进行到末期, 反应器床层顶部杂质累计, 导致床层部分或全部被堵塞, 催化剂自由通道变少, 反应器压降迅速上升。
(2) 原料油中的生胶母体, 未接触催化剂前, 在高温下迅速进行聚合反应, 形成有机微粒沉积在反应器上部, 形成焦体垢层, 导致反应器压降不断上升。
(3) 受原油加工种类调整、石脑油组分变化等因素影响, 反应器顶部形成的焦体垢层破裂, 反应器压降短期内迅速下降, 最终趋于稳定。
下一步措施:
(1) 加强反应器压降变化情况监控, 同时密切关注重整进料各项指标, 防止出现沟流现象, 造成预加氢精制油不合格, 导致重整催化剂中毒。
(2) 制定预加氢反应器催化剂撇头方案。
通过研究海南炼化扩能改造连续重整装置长周期中运行出现的问题, 提出切实可行的处理措施, 在优化生产工艺的同时, 提出工艺改造项目立项申请, 对部分老旧设备提出设备更新计划, 为重整装置长周期平稳运行提供了保障。
摘要：中国石化海南炼油化工有限公司 (下称海南炼化) 连续重整装置于2013年10月份大检修期间进行扩能改造, 装置处理能力由1.2Mt/a提升至1.44Mt/a, 目的产品由高辛烷值汽油调和组分改为高C8有效组分的聚酯原料, 重整催化剂采用国产PS-Ⅵ替换UOP公司的R-274, 通过分析装置运行期间出现的各种问题, 研究并制定相关优化措施, 确保装置长周期平稳运行。
关键词：连续重整,PS-Ⅵ,长周期,问题,措施
[1] 孟凡辉连续重整装置氯腐蚀问题分析及对策.云南化工, 2014, 41 (3) .
[2] 姜冶连续重整装置解决铵盐问题浅析.化工管理, 2004.
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