連續(xù)重整裝置緩沖區(qū)催化劑輸送管線堵塞問題的分析及對策

文 章，李國沖，陳保華，黃 艷

（中國石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008；2. 中國石油華北石化公司，河北 任丘 062552）

連續(xù)重整裝置緩沖區(qū)催化劑輸送管線堵塞問題的分析及對策

文 章1，李國沖1，陳保華1，黃 艷2

（中國石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008；2. 中國石油華北石化公司，河北 任丘 062552）

南方某煉廠220萬t·a-1連續(xù)重整裝置在催化劑使用末期，緩沖區(qū)催化劑輸送管線出現(xiàn)堵塞。針對連續(xù)重整裝置在催化劑使用末期時的運(yùn)行，我們建議要重點(diǎn)關(guān)注催化劑的強(qiáng)度和催化劑粉塵中的整顆粒度。首先，適當(dāng)提高淘析氣量以確保整顆粒度在指標(biāo)范圍；其次，加強(qiáng)催化劑各項(xiàng)指標(biāo)的跟蹤分析，及時更換催化劑。

連續(xù)重整；催化 劑；堵塞；處理措施

1 概述

中國南方某煉廠220萬t·a-1連續(xù)催 化重整裝置采用美國UOP公司工藝包，由華東設(shè)計(jì)院進(jìn)行設(shè)計(jì)，于2010年9月正式開工投產(chǎn)。該裝置反應(yīng)器采用2+2疊置式布置，催化劑在兩列反應(yīng)器之間及再生系統(tǒng)之間建立循環(huán)，除了再生劑、待生劑及反應(yīng)器之間提升線屬于氣力輸送（流化床）外，其他區(qū)域如還原段至一反、緩沖區(qū)至三反等均屬于重力輸送（圖1）。

圖1 重整反應(yīng)器布局及其催化劑提升示意圖

重整催化劑到了使用末期時，裝置緩沖區(qū)的催化劑輸送管線發(fā)生了堵塞，為此，我們采取了一系列的處理措施，并針對重整催化劑使用末期裝置運(yùn)行的注意事項(xiàng)提出一些建議。

2 運(yùn)行問題分析

2.1 問題描述

2.1.1 緩沖區(qū)與三反之間壓差無法建立

2015年11月11日凌晨0點(diǎn)開始，緩沖區(qū)與三反之間的壓差值由7kPa左右，降低至0kPa，壓差控制閥PDV2010自動關(guān)閉，緩沖區(qū)事故氫閥XV2045打開，仍不能使壓差值建立。此時為了確保催化劑的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提升，將壓差控制閥PDV2010手動開至閥位80%。

2.1.2 緩沖區(qū)、還原段、分離料斗料位異常上漲

2015年11月24日凌晨5:50左右，緩沖區(qū)料位由近60%在1h內(nèi)上漲到103.2%，內(nèi)操人員手動控制增大四反底部催化劑提升速率后，緩沖區(qū)料位仍不見下降，而分離料斗料位卻在上漲。因?yàn)檫€原段料位一直處于60%～70%，內(nèi)操人員通過降低催化劑循環(huán)速率至70%，嘗試降低二反底部催化劑提升量，從而降低緩沖區(qū)料位。但經(jīng)過一段時間后發(fā)現(xiàn)仍不見效，便將催化劑循環(huán)速率恢復(fù)至75%。初步判斷可能為核料位儀出現(xiàn)故障。儀表人員進(jìn)行檢查處理后，還原段與緩沖區(qū)料位顯示值未降低（期間13:00左右，還原段料位上漲至100%）。19:45左右，由于閉鎖料斗催化劑無法正常提升至還原段，導(dǎo)致長循環(huán)觸發(fā)再生熱停。

2.1.3 三反壓降、溫降異常變化

研究發(fā)現(xiàn)，11月24日11:00和14:30左右，因?yàn)樗姆慈肟跍囟壬?，四反進(jìn)料加熱爐F104共熄滅5個火嘴，燃料氣用量也從原來的900kg·h-1降至440kg·h-1，此時四反溫降由22℃上升至29℃，三反溫降由36℃下降至27℃，二者幾乎相等。另外，自11月23日重整降量后，各反應(yīng)器出入口壓降中，三反壓降下降了近3kPa，最為明顯。

2.2 原因分析

基于以上現(xiàn)象，可以判斷緩沖區(qū)至三反催化劑輸送管線存在堵塞情況。如果該處催化劑輸送管線出現(xiàn)堵塞，會使二反底部催化劑的提升速率大于緩沖區(qū)下料速率，從而不斷累積直至緩沖區(qū)料位滿。按正常操作思路，為了確保緩沖區(qū)料位在正常范圍，一方面必須降低二反底部催化劑的提升速率，另一方面則需要增大四反底部催化劑的提升速率。前者會促使還原段下料速率降低，使得還原段料位上漲，后者會增大分離料斗催化劑補(bǔ)入速率，使得分離料斗料位也上漲。

而隨著四反底部催化劑的不斷提升和緩沖區(qū)的下料不足，三反內(nèi)催化劑藏量會不斷減少，進(jìn)而形成“空腔”，一方面使得三反出入口壓降明顯降低，另一方面使得油氣在三反內(nèi)與催化劑接觸不足（即反應(yīng)不充分），延遲至四反中充分反應(yīng)，導(dǎo)致了三反溫降明顯下降，四反溫降有所上升。另外，由于油氣在三反中反應(yīng)不充分，使得進(jìn)入F104的油氣溫度較以往偏高，降低了F104的熱負(fù)荷，即降低燃料氣用量。

3 對策

3.1 氫氣“沖洗”處理

結(jié)合以往再生系統(tǒng)短時間停車后出現(xiàn)四反底部催化劑提升不暢，并用氮?dú)夥创档玫降慕鉀Q經(jīng)驗(yàn)，由內(nèi)操人員將二反底部一次提升氣流量控制閥FIC2008手動全關(guān)全開，引氫氣至緩沖區(qū)對輸送管線進(jìn)行“沖洗”疏通。FIC2008全開一會兒，緩沖區(qū)料位明顯下降，輸送管線疏通成功，催化劑從緩沖區(qū)補(bǔ)入三反中。之后，再生開始黑燒，催化劑建立循環(huán)。

3.2 停工卸劑處理

11月25日13:00，催化劑提升再次發(fā)生故障，并且采用原“沖洗”手段無法疏通輸送管線，重整裝置被迫于11月28日停工檢修。在檢修過程中，共處理了以下幾個問題：

1）將緩沖區(qū)催化劑粉塵結(jié)塊物全部卸出并清理壁上附著的催化劑粉塵物，確保緩沖區(qū)至三反的催化劑輸送管線暢通。

2）更換了緩沖區(qū)與三反之間的排放氣輸送管（即壓差控制閥PDV2010管線），以及三反內(nèi)兩處損壞的法蘭墊片。

3）將系統(tǒng)中的催化劑卸出并進(jìn)行分級處理，除去催化劑結(jié)塊物、粉塵、高碳劑和侏儒球。

4）清理反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件，尤其對堵塞嚴(yán)重的三反內(nèi)部中心管及扇形筒進(jìn)行清理。

經(jīng)過檢修處理后，裝置于12月8日開工恢復(fù)生產(chǎn)，之后未再出現(xiàn)過催化劑輸送管線堵塞的問題。

4 結(jié)論

重整催化劑到了使用末期，強(qiáng)度明顯下降，極易產(chǎn)生催化劑粉塵。如果不能及時將系統(tǒng)中的催化劑粉塵除去，當(dāng)積累到一定程度時，不僅會造成催化劑的循環(huán)不暢，還容易造成設(shè)備內(nèi)構(gòu)件的堵塞（主要是對約翰遜網(wǎng)的堵塞），甚至?xí)仁寡b置停工檢修，造成經(jīng)濟(jì)損失。

因此，建議連續(xù)重整裝置在催化劑到了使用末期時，要重點(diǎn)關(guān)注催化劑的強(qiáng)度和催化劑粉塵中的整顆粒度。首先，必須定期分析催化劑粉塵中的整顆粒度，并通過提高再生系統(tǒng)淘析氣量，確保整顆粒度在要求的范圍內(nèi)（可適當(dāng)偏大點(diǎn)）。其次，要加強(qiáng)對催化劑各項(xiàng)指標(biāo)的跟蹤分析，如強(qiáng)度、比表面積、氫鉑比等，一旦發(fā)現(xiàn)催化劑各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)明顯超標(biāo)，要及時整批次更換催化劑。

[1] 徐承恩.催化重整工藝與工程[M].北京：中國石化出版社，2006：512-514.

[2] 朱亞軍.UOP連續(xù)重整裝置催化劑循環(huán)故障分析及處理[J].煉油技術(shù)與工程，2014，44(10)：5-10.

Analysis and Countermeasures of Catalyst Blockage in Buffer Zone of CCR Platforming Unit

WEN Zhang1, LI Guochong1, CHEN Baohua1, HUANG Yan2
(1.Guangxi Petrochemical Company,CNPC,Qinzhou 535008,China; 2. North China Petrochemical Company, CNPC, Renqiu 062552,China)

TE 624.41

B

1671-9905(2016)11-0059-02

2016-09-21