600kt/a逆流重整裝置運行問題分析

孟相萍

(中海油石化工程有限公司，山東 濟南 250000)

石化公司600kt/a逆流移動床連續(xù)重整裝置首次采用逆流移動床工藝技術，與現(xiàn)有的連續(xù)重整相比，工藝條件更加優(yōu)化合理，流程特點鮮明。重整裝置以低辛烷值直餾石腦油和少量加氫焦化石腦油為原料，經(jīng)過加氫預處理后的精制油進入重整反應部分，生產(chǎn)清潔高辛烷值汽油調合組分，同時副產(chǎn)少量的氫氣、液化氣、化工輕油等產(chǎn)品；副產(chǎn)的氫氣直接供給PSA裝置作為原料進行氫提濃。由于此裝置技術比較新，設備國產(chǎn)化較多，該裝置自首次開工以來，也出現(xiàn)了不同程度的問題，經(jīng)過34個月的運行后，設備問題開始凸顯，閥門內漏、故障等情況開始出現(xiàn)。

1 儀表、閥門問題

1.1 再生循環(huán)氣干燥器DR701程控閥問題

現(xiàn)象及處理過程：

再生干燥器DR701程控閥UV73009在加熱切換至冷卻時多次不能正常打開，干燥器程序停止，催化劑循環(huán)再生系統(tǒng)停工，干燥器DR701切出系統(tǒng)，撤壓，拆卸此閥，內部閥板與底座連接處銹蝕較為嚴重。

原因分析及解決措施：

再生循環(huán)氣自再生系統(tǒng)排出，經(jīng)過堿洗及水洗后氣體略帶酸性，含水汽后對干燥器程控閥造成腐蝕。久而久之，閥板與閥體之間銹渣累積，造成閥門關閉不嚴。此閥反復故障造成催化劑循環(huán)再生系統(tǒng)停工，嚴重影響到重整催化劑活性，造成重整生成油辛烷值降低及產(chǎn)氫量降低。解決措施就是常備閥門、及時更換。

1.2 再生循環(huán)氣干燥器蒸汽切斷閥UV73013故障

現(xiàn)象及處理過程：

03：30左右，再生循環(huán)氣干燥器DR701出口循環(huán)氣露點出現(xiàn)報警，04：05左右，再生循環(huán)氣露點達到-18.16℃，并出現(xiàn)急劇上升現(xiàn)象，上升趨勢如圖1所示，排查原因發(fā)現(xiàn)干燥器蒸汽切斷閥UV73013出現(xiàn)故障，未能打開，再生系統(tǒng)停工。

圖1 再生循環(huán)氣露點變化曲線

原因分析及總結：

此次再生停工是由于加熱蒸汽切斷閥UV73013故障引起，此問題開工近兩年首次遇到，隨后又多次出現(xiàn)因故障不能正常打開的情況。鑒于此，對此閥進行了更換。

再生系統(tǒng)停工，對干燥器內干燥劑進行再生：

(1)通過切斷再生器與堿洗系統(tǒng)、干燥器、K-701之間的聯(lián)系，將壓縮機K-701全部打返回，對干燥器兩個干燥塔進行循環(huán)再生，減少干燥劑含水量，在再生過程中將干燥器前端及后冷器后汽水分離器放空開大，排明水。在再生加熱階段，干燥塔底部進去的熱氣想徹底穿透整個床層需要較長的時間，比如在對干燥器B罐進行加熱時，干燥塔頂部出口溫度一直不升高，為此根據(jù)干燥塔頂部出口溫度及時調整了加熱時間，保證此干燥塔床層徹底被穿透，將水分盡量多的攜帶出來，通過此次對干燥塔進行加熱再生發(fā)現(xiàn)，穿透整個干燥塔床層大約需要215min。

(2)在此次對干燥器內干燥劑再生過程中，K-701返回線全開，氣體全部打返回，由于K-701出口管線為DN300管線，而壓縮機返回線為DN150管線，造成壓降很大，壓縮機出口壓力0.42MPa，而進入堿洗罐后壓力只有0.18MPa，此時壓縮機壓縮比較大，造成出入口溫度上升，出口溫度直逼135℃高高聯(lián)鎖值，因此采取了開干燥器副線閥方式來降低壓縮機入口溫度，在一定程度上降低了壓縮機入口溫度。

1.3 重整增壓機K-202返回線PV21001B定位器故障

現(xiàn)象及處理過程：

10：24左右，K-202二反二PV21001A/B不斷關閉，10：35左右，二反二PV21001A/B全關，PIC21001在自動狀態(tài)下，控制打開PV20501A/B。PV20501A/B、PV21001A/B變化曲線如圖2所示。

圖2 PV20501A/B、PV21001A/B MV值變化曲線

D-202氣體向D-201返回，D-201壓力上漲，此時PIC21001與PIC20501壓力控制涉及到低選問題，PIC21001與PIC20501控制PV20501A/B方向正好相反，在低選作用下，按照程序設定，PV20501A/B聽從PIC21001控制，PV20501A不斷打開，造成D-201壓力不斷上漲，最終上升至0.283MPa。D-201 壓力曲線如圖3所示。

PIC20501在自動狀態(tài)下，不斷提高PIC20501閥位，待超過50%后，PIC20501轉為控制PV20501C閥動作， D-201泄壓閥打開，最高開至7%閥位，后及時將PV20501C改手動關閉，放火炬量并不大，未造成較大影響。PV20501C閥位曲線如圖4所示。

圖3 D-201壓力曲線

圖4 PV20501C閥位(MV值)曲線

原因分析：

事故初，由于DCS顯示D-202壓力持續(xù)上升，此時二反二PV21001A/B處于全關狀態(tài)，認為K-202二級壓縮能力不足，但重整外送氫量并無異常減小情況，經(jīng)分析，二反二PV21001A/B可能漏量，現(xiàn)場排查發(fā)現(xiàn)，在DCS顯示PV21001A/B全關的情況下，閥門位置仍然能聽到氣體過量的聲音，尤其是PV21001B處聲音較大，定位器顯示此閥現(xiàn)場有5%的開度，定位器出現(xiàn)故障，將PV21001B切除，在B閥切除前D-202壓力不斷上升，最終上升至0.88MPa，切除后，壓力不再上升，聯(lián)系儀表處理正常后投用，D-202壓力不再上升，慢慢調整至0.78MPa。

事故總結：

(1)在重整外送氫壓縮機K-202未出現(xiàn)停機事故的情況下，D-201壓力上升，在可控范圍內，不需要放火炬，此次D-201壓力最高上升至0.283MPa，并不高，若PV20501C自動狀態(tài)下打開，應迅速關閉，如短時間內查找不到原因，時刻關注D-201壓力，視情況再慢慢開PV20501C進行泄壓，最終上升壓力不能接近D-201安全閥起跳壓力0.42MPa。

(2)在發(fā)生此種事故時，在人員較少的情況下，應迅速將催化劑循環(huán)停下，即拍下一反下密封、再生上密封、再生下密封、催化劑循環(huán)停車聯(lián)鎖，調整好再生配風，這樣既能防止發(fā)生氫氧互串的風險，又能使操作員抽出時間調整再接觸部分壓力及預處理、重整系統(tǒng)，除此之外，現(xiàn)場的排查很重要，此處閥門的漏量也是及時排查才得以發(fā)現(xiàn)。

(3)分程器控制說明：

①PIC20501：在0～50%閥位時，一回一控制閥PV20501AB起作用，在0閥位時，PV20501AB全開；50%閥位時，PV20501AB全關。一回一控制閥開關順序為：在關閥時，先關PV20501B，后關PV20501A；開閥時，先開PV20501A，然后開PV20501B。當閥位在50%～100%時，PV20501C起作用，當PIC20501閥位50%時，PV20501C為全關，當PIC20501閥位100%時，PV20501C閥位全開。

②PIC21001：在0～50%閥位時，二回二控制閥PV21001AB起作用，在0閥位時，PV21001AB全開；50%閥位時，PV21001AB全關。二回二控制閥開關順序為：在關閥時，先關PV21001B，后關PV21001A；開閥時，先開PV21001A，然后開PV21001B。當閥位在50%～100%時，一回一控制閥PV20501AB起作用，當PIC21001閥位50%時，PV20501AB為全關，當PIC21001閥位100%時，PV20501AB閥位全開。

③PIC21002：在0～50%閥位時，控制閥PV21002起作用，在0閥位時，PV21002全關；50%閥位時，PV21002全開。當閥位在50%-100%時，二回二控制閥PV21001AB起作用，當PIC21002閥位50%時，PV21001AB為全關，當PIC21001閥位100%時，PV21001AB閥位全開。

注：在操作過程中，如果把控制閥單獨解手動進行操作，操作完成再次投自動前，需要將對應的分程器解手動進行對表，然后再依次將控制閥及分程器投自動，控制閥此時接受分程器信號，轉為自動控制。

(4)低選控制說明(舉例說明)：

①正常狀態(tài)：PIC20501通過控制一反一PV20501A/B來調節(jié)D-201壓力；PIC21001通過控制二反二PV21001A/B來調節(jié)D-202壓力；PIC21002通過控制氫氣外送PV21002來調節(jié)D-203壓力。

②事故狀態(tài)：D-201、D-202壓力上升，超過設定值，例：如圖5所示，D-201壓控PIC20501閥位MV47%，則作用到PV20501A/B的MV值為94%；D-202壓控PIC21001閥位MV值60%，則二反二PV21001A/B 100%，全關，為降低D-202壓力，PIC21001控制一反一PV20501A/B，此時PIC21001作用到PV20501A/B的MV值為80%；PIC21001作用到PV20501A/B的MV值80%小于PIC20501作用到PV20501A/B的MV值94%，則受低選作用，PV20501A/B聽從PIC21001的控制，繼續(xù)開一反一PV20501A/B，PIC20501在自動狀態(tài)下，閥位超過50%后，控制PV20501C進行泄壓，來降低D-201壓力。PIC20501的閥位超過50%后，即事故狀態(tài)下，PIC20501作用到PV20501A/B的MV值為100%，始終大于PIC21001作用到PV20501A/B的MV值，即一直聽從PIC21001的控制。

圖5 壓控閥閥位相互關系

1.4 重整高分罐D-201壓力PIC20501假指示

現(xiàn)象及處理過程：

2016年6月21日，濟南遇較大暴雨，導致D-201壓力出現(xiàn)假指示，在自動狀態(tài)下，PIC20501控制PV20501A/B關，初始判斷是由于氣溫突降，A-201冷后溫度下降5℃，氫純度上升，重整循環(huán)氫量降低4000Nm3/h，造成D-201壓力上升。于是進行調整，手動關閉壓縮機K-202一反一PV20501A/B，催化劑循環(huán)部分差壓波動較大，進一步分析判斷為D-201壓力假指示，實際壓力與顯示值相反。立即將D-201壓控PIC20501置手動控制，根據(jù)D-206壓力手動調節(jié)PIC20501，控制一反一開度，將D-201壓力調整至0.25MPa，包括后期提量過程，同樣通過手動調節(jié)來控制D-201壓力。

事故總結：

在雷雨天氣下，此類儀表密封不嚴，易造成儀表進水，出現(xiàn)假指示，建議對此類關鍵儀表做好防護。

2 堿洗部分堵塞及腐蝕問題

2.1 堿洗部分管線阻塞

再生堿洗部分堿側pH值9.3左右，此部分含鹽污水極易出現(xiàn)結晶現(xiàn)象，通常情況下通過蒸汽吹掃進行吹通處理，裝置為防止出現(xiàn)吹掃不通造成再生停工事故，新鋪設一條D-706至P-706管線，作為備用；除此之外，目前通過加大堿側補水來減少含鹽污水外送管線堵塞現(xiàn)象發(fā)生。

2.2 堿洗部分腐蝕

再生循環(huán)氣水洗水pH值6.0，弱酸性，對水洗水外送管線及閥門腐蝕較為嚴重，曾多次出現(xiàn)堿洗罐D-706水側液控閥LV70101腐蝕泄漏情況；除此之外，再生循環(huán)氣攜帶弱酸性水汽進入后續(xù)干燥器DR701，對DR701閥門及換熱器造成腐蝕，2015年4月29日，DR701重整裝置循環(huán)水用量降低，經(jīng)分析判斷后冷器管束發(fā)生泄露，拆卸后發(fā)現(xiàn)換熱器管束腐蝕較為嚴重，部分管束有較大腐蝕穿孔。

3 催化劑循環(huán)部分差壓控制閥設計偏大問題

催化劑循環(huán)系統(tǒng)中一反、二反、三反上部料斗與反應器間差壓控制閥及二反、三反、四反下部料斗與反應器間差壓控制閥設計偏大，為保證正常差壓，此類閥門開度較小，大約在2%左右，閥門在小開度時波動較大，造成此處差壓波動較大。裝置將在檢修期間更換此類閥門。

4 重整干氣去向問題

D-205頂干氣目前去向為重整增壓機外送氫壓縮機K-202級間罐D-202，流量約在800Nm3/h，由于干氣中氫氣含量較低，對此部分氣體的反復壓縮無疑是造成了能源的浪費。此部分氣體曾試圖改至重整燃料氣系統(tǒng)，但存在兩個較為重要的問題，一是K-202級間罐D-202內氫氣倒串至瓦斯系統(tǒng)，此部分氫氣含有氯組分，形成氨鹽，易造成燃料氣管線阻塞；二是目前干氣與瓦斯系統(tǒng)碰口在瓦斯罐D-405壓控閥后，由于干氣量波動較大，干氣改去瓦斯系統(tǒng)后造成加熱爐燃料氣及長明燈壓力波動較大，計劃在裝置大檢修時將碰口改至壓控閥前。

5 結語

連續(xù)重整作為煉油廠汽油生產(chǎn)及產(chǎn)氫重要裝置，安全平穩(wěn)運行顯得尤為重要。一套新的裝置經(jīng)過三年的磨合，設計及設備方面的問題基本凸顯，總結裝置所存在的問題，利用公司大檢修機會，動改設計缺陷，保證裝置檢修后長周期運行。

[1]李成棟.催化重整裝置技術問答[M].3版.北京:中國石化出版社,2014.

[2]孫兆林.催化重整[M].北京:中國石化出版社,2006.

[3]徐承恩.催化重整工藝與工程[M].北京：中國石化出版社,2006.