5齐鲁分公司石脑油加氢装置反映器床层差压快速上升缘故分析及计策3239

石脑油加氢装置反映器床层差压

快速上升缘故分析及计谋王巍吴军（中国石化齐鲁分公司成功炼油厂山东淄博255400）摘要：成功炼油厂50万吨/年石脑油加氢装置第三周期于2020年5月17日动工，运行至第64天即显现床层差压由上升至，虽采取诸多操作调整均未生效，直至2020年1月31日停工撇顶差压最高。通过现场检查各部位结焦情形，并结合各部位垢样分析判定反抽提汽油携带碱液形成钠盐结盖及级配缺点是石脑油加氢装置压降上升的重要缘故。关键词：石脑油加氢差压反抽提级配前言成功炼油厂50万吨/年石脑油加氢装置以焦化汽油为原料，产品做乙烯料。第三周期于2020年5月17日动工，7月21日16:00时发觉反映器R101床层总压降由升至，一床层压降，与前期相较显著上升；7月22日9:00床层总压降，一床层压降。为避免床层压降上升过快，采取了原料分流、适时提大循环油及降低反映器入口温度等一系列方法维持装置运转。至2020年1月31日停工前，床层差压持续上升，最高至。2020年1月31日~2月5日对该反映器进行了撇顶处置。本文对该装置第三周期反映器差压上升过快的缘故进行了分析，并提出了计谋和建议。概况装置简介50万吨/年石脑油加氢装置（以下简称石脑油加氢装置）系由80万吨/年柴油加氢装置改造而来，该柴油加氢装置1982年4月建成投产，系统设计压力。2006年山东三维石化工程公司负责进行石脑油加氢适应性改造。要紧改造内容包括焦化汽油直供料并在出焦扮装置前加设反冲洗过滤器、反映器出口增设蒸汽发生器解决系统热量多余、分馏塔塔盘堵孔改造、塔顶改成全回流操作、部份产品循环间接实现原料罐液位操纵及催化剂顶部加装脱硅剂等，于2006年8月19日一次开车成功。依照改换一次催化剂作为一个运行周期，目前正处在第三周期，各周期运行情形见表一、表2。表1石脑油加氢装置各运行周期划分运行周期起止时间运行时间/h处理原料/t装置负荷，％第一周期2006年8月19日〜2007年5月30日6864332246第二周期⑴2007年6月6日〜2008年5月13日8232421430第二周期⑵2008年5月13日〜2009年5月3日8472474586第三周期⑴2009年5月17日〜2010年1月31日6240308228第三周期⑵2010年2月5日〜图图52020年2月2日散布器内壁结焦情形 图62020年5月7日散布器内壁结焦情形设计第一周期第二周期⑴第二周期⑵第三周期⑴第三周期⑵设计第一周期第二周期⑴第二周期⑵第三周期⑴第三周期⑵反映系统流程简图图1石脑油加氢装置反映系统流程简图表2石脑油加氢装置反映器各周期差压情形运行周期 差压问题描述反应器差压设计值1#、2#焦化供料；本周期未发现差压问题1#、2#焦化供料；本周期本阶段未发现差压问题2#、3#焦化供料；本周期本阶段从2009年3月起差压升至，至4月5日0:00出现明显拐点升至本周期本阶段从2009年7月21日16:00差压升至，7月22日9:00升至2月5日开工正常，2月7日差压数据MPa第三周期装置运行64天差压迅速上升，相当于第二周期显现差压问题运行时刻的1/10,相当于第二周期开始加工3#焦化汽油后显现差压问题运行时刻的1/5。催化剂装填情形石脑油加氢装置第三周期催化剂装填情形见表3。表3石脑油加氢装置反映器R101催化剂装填表位置装填物名称床层空高/mm计划装填实际装填装填高度/mm重量/t装填高度/mm重量/t1#床层空间100〜200—160—①13(50)未装PT-1451501170脱硅剂276030013301FH-DS500HPL-1200091480①61201102#床层空间200—150—①65040HPL-1①66340+3605600120295580100①131801601①20220+3602360+3102反映器差压上升趋势图2373635343330.40.350.30.250.20.150.10.050日日日日日日6联日"解日用加日月力〉［"#二小00月7日5月2日月30日"月5"日用小9W月6m月17日3：00图23差压快速上升缘故分析

散布器结垢情形分析

石脑油加氢装置反映器差压转变趋势图第三周期动工不足9个月，反映器内构件结焦情形较第二周期动工22个月的情形要轻。散布器结垢情形见图3〜图6。可排除散布器结垢致使反映器差压上升。图32020年2图32020年2月2日散布器外壁结焦情形 图42020年5月7日散布器外壁结焦情形分派盘结焦情形分析2020年5月7日吊出反映器散布器后发觉分派盘已全数结焦并覆盖至接近泡帽部位，高度近20cm。而本次打开后焦高在20mm,泡帽齿缝的70%被堵住。第三周期反映器床层最高压降为上周期的93%,泡罩盘焦高仅为第二周期的1/10,泡罩盘上的结焦层顶部为片状墨绿色物质，底部为掺有黄色的颗粒状物质。打开泡帽内部焦高与降液管管口几近持平，结焦情形对照见图7〜图10o由此推断第三周期压降形成份配盘不是要紧缘故。图72020年2月2日分派盘结焦情形形对照见图7〜图10o由此推断第三周期压降形成份配盘不是要紧缘故。图72020年2月2日分派盘结焦情形图92020年2月2日泡罩内部结焦情形积垢篮结焦情形分析图82020年5月7日分派盘结焦情形图102020年5月7日泡罩外部结焦情形图112020年2月2日积垢篮内部挂壁情形图122020年5月7日积垢篮内部挂壁情形第三周期与第二周期相较，上周期积垢篮外侧壁已全数结焦堵住，本次1/3以下（70%）均结焦覆盖，结焦对照情形见图11〜图14o由此推断反映器床层压降要紧集中在积垢篮部位。图132020图132020年2月2日积垢篮外部挂壁情形 图142020年5月7日积垢篮外部挂壁情形垢样数据分析因第一周期无垢物样品，故只对第二、三周期进行比较。两周期反映系统部份垢样由公司研究院采纳元素半定量X射线-荧光光谱分析法进行了分析，分析数据见表4O表4石脑油加氢装置第二'三周期垢样分析数据部位入口分配盘积垢篮下部保护剂及催化剂E101/A（壳）时间09051002（表层）1002（内部）0905 10021002（保护剂）1002（催化剂1）1002（催化剂2）0905C24ONaMg -————AlSiPS——Cl1KCaCr———Mn———FeCo——NiCu———ZnGa -—————Ge -——————AsBr—Zr———Mo—Hf———W———注：各元素以质量百分含量表示，％;蓝色为偏高数据。分析表4数据能够发觉，钴、钼、钨、镍四元素要紧存在于爱惜剂及催化剂床层的垢样中，这与加氢催化剂及脱硅爱惜剂的要紧成份相吻合。积垢篮高610mm，第H周期积垢篮下部插入HPL-1催化剂201mm，第0周期⑴积垢篮插入FH-DS催化剂110mm,因此这两次积垢篮底部垢样要紧成份也与催化剂组成吻合，因此这四种元素数据无异样。铝、氧（部份）、磷、硅四元素要紧异样偏高数据也显现在催化剂床层部位。催化剂担体要紧为Al2O3，磷为催化剂助剂,因此此两类数据在此部位显现也不属异样,明显异样的两类元素为钠和硅。垢样中钠含量异样情形分析垢样分析数据钠元素含量明显偏高,入口分派盘垢样中钠元素养量百分比为铁元素的5倍,达20%之多,集中在分派盘垢样及爱惜剂垢样中,而且在积垢蓝垢样中,钠含量2020年分析数据显著高于2020年,说明钠在反映器顶部结盖严峻,其为催化剂毒物,将引发催化剂永久失活。如此多的钠元素来源只可能由上游原料携带,分析发觉,焦化液化气脱硫醇装置存在汽油反抽提进程,而且两套脱硫醇装置的反抽提汽油溶解二硫化物后,均并入两套焦扮装置稳固汽油出装置流程，外送至石脑油加氢装置。该反抽提汽油来源于HC石脑油，2〜3吨/小时送至两套焦化汽油反抽提罐,吸收了二硫化物后从一次反抽提罐经界控方式抽出并入了焦化稳固汽油出装置流程。这一反抽提进程携带碱液应该是钠最可能的引入进程,在反映器顶部形成纳盐垢层,致使差压上升。从两套焦化液化气脱硫醇反抽提汽油投历时刻观看,3#焦化反抽提汽油投用于2020年年末,尔后两个月石脑油加氢装置差压即显现拐点并迅速上升至直至两个月后停工换剂差压未再下降,最高达。2#焦化反抽提汽油投用于2020年5月25日,石脑油加氢装置现在为第三周期刚动工初期,即开始掺炼两套脱硫醇的反抽提汽油,64天即显现前面述及的第三周期差压快速上升问题。因此,石脑油加氢装置压降上升进程与两套脱硫醇的反抽提汽油并入时刻大体一致。即反抽提汽油携带碱液形成钠盐结盖是石脑油加氢装置压降快速上升的要紧缘故。垢样中硅含量异样情形分析焦扮装置消泡剂的利用引发焦化汽油、焦化柴油和焦化蜡油中含硅,其中焦化汽油中含硅最多,约占1/3。少量硅的沉积就能够够使催化剂孔口堵塞、活性下降、床层压降上升,汽油中硅含量要求W1%/g。第二、三周期石脑油加氢反映器主催化剂顶部均填了数量大体相当的捕硅剂,其活性正常发挥可不能致使催化剂硅中毒。但两个周期积垢篮均插入催化剂床层,而且两次积垢篮底部及侧面都全数结焦,垢样分析,2020年5月硅含量为%,2020年2月为%,而且下部未结焦催化剂中硅含量也为2%,这说明催化剂顶部的捕硅剂并未发挥应有的作用,上游装置带入的有机硅并未全数在主催化剂前被截住,部份进入下部催化剂床层。这可能有两个缘故：其一,捕硅剂装填量不足；其二,捕硅剂已在积垢篮外侧全数结焦,造成捕硅活性未如期发挥。第二周期高负荷运行696天并未显现催化剂硅中毒失活问题,因此捕硅剂量不足缘故能够排除,捕硅剂结焦才是造成捕硅剂活性发挥不足的要紧缘故。加氢爱惜剂的设计原那么是需要兼顾粒度级配和活性级配,粒度级配不足会造成爱惜剂和主剂的交壤处因间隙率降低过快致使原料油在此积存造成局部结焦严峻引发床层压降；活性级配不足会造成丧失温度梯度,局部温升高结焦速度加速。二、三周期所用爱惜剂脱铁剂及脱硅剂性能见表5。表5石脑油加氢装置第一床层爱惜剂物性理化性质捕硅剂FHRS-1PT-145形状三叶草多孔球尺寸/mm①〜X(2〜10)①10〜13化学组成，%MoO3«WO3«NiO«物理性质孔容/«比表面积/左300<1压碎强度/左150左90装填密度/〜〜由表5看出，石脑油加氢装置第n周期及第m⑴周期的脱铁剂均为无活性爱惜剂，而脱硅剂那么具有必然加氢活性。但脱铁剂缺少孔径及间隙过渡，从过滤、容纳进料中颗粒物过渡到脱出进料中油溶性铁、钙、胶质等有害组分是需要孔径及活性过渡的，但两次级配均存在这方面不足；第二，两次装填积垢篮均插入了催化剂床层，使得积垢篮外侧二烯烃聚合生焦、烯烃饱和及脱硅活性增强，使得积垢篮快速堵塞压降上升。即级配缺点是石脑油加氢装置压降上升的缘故之一。结论（1）两套焦化液化气脱硫醇装置反抽提汽油携带碱液进入石脑油加氢装置，形成钠盐结盖是石脑油加氢装置压降快速上升的要紧缘故。（2）反映器顶部催化剂级配缺点造成积垢篮外侧壁结焦速度快形成压降上升。（3）上游装置焦炭塔切换操作、稳固塔操作转变、消泡剂注入等一系列缘故和石脑油加氢装置二烯烃聚合生焦、氢油比操纵、紧急事故处置等均会对床层压降造成阻碍。计谋与建议（1）解决反抽提汽油去向两套焦化液化气脱硫醇反抽提汽油若是硫含量不阻碍汽油质量可直接调和汽油（加氢裂扮装置石脑油辛烷值不低，加氢裂化反映机理与催化裂化相仿）；若是硫含量阻碍汽油质量，增加水洗方法，水洗后可再进入焦化稳固汽油出装置去一加氢。（2）完善催化剂级配方案级配方案应在粒度级配上优化过度，活性级配在知足脱金属、脱硅及双烯烃饱和需要的同时有效减缓压降上升。同时积垢篮外侧壁幸免过量与活性强的爱惜剂接触。本次撇顶后级配装填能够说比较好地完善了原缺点，装填数据见表6。表6石脑油加氢装置第三周期⑵第一床层催化剂装填项目数据项目数据第一床层第m周期⑵脱硅保护剂，mm300空高/mm160催化剂FH-DS/mm全撇出KT支撑剂013/mm催化剂HPL-1/mm1550（估计）脱铁保护剂/mm630积垢篮位置/mm在脱硅剂床层以上200mm（3）增设二烯烃饱和反映器焦化石脑油比直馏石脑油硫量多10〜20倍，且含有更多的烯烃、氮和氧化硅。其中含有的共轭二烯经在通常的加氢处置条件下会发生叠合，叠合产物会引发反映器压力降增大。焦化石脑油生成叠合产物的潜在能力大约是直馏石脑油的300倍，在烯烃饱和操纵不那时，因为催化剂床层顶部生成过量焦炭，会致使装置过早停工。增上二烯体饱和反映器用于在低温下进行二烯烃饱和，能够切除改换爱惜剂，幸免停工造成的损失，操作灵活、经济效益好。原料原料图15增上二烯体饱和反映器流程示用意（4）增设内置积垢篮从本装置二、三周期散布器、分派盘及积垢篮的结焦堵塞情形看，有必要利用散布器与分派盘中间空间增设内置积垢篮，使油品携带的生焦物在此处沉积，从而幸免其在分派盘及后部床层积聚，造成系统压降上升。