李天壽

摘 要：本文主要對(duì)150萬(wàn)t/a蠟油加氫裝置循環(huán)氫量突然大幅降低的原因進(jìn)行了分析、驗(yàn)證及處理，提出了對(duì)注水溫度的控制，保證裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：蠟油加氫;循環(huán)氫量;銨鹽結(jié)晶

1 裝置簡(jiǎn)介

烏魯木齊石化150萬(wàn)t/a蠟油加氫裝置設(shè)計(jì)采用FRIPP開(kāi)發(fā)的劣質(zhì)蠟油加氫，主要以減壓蠟油和焦化蠟油為原料，氫氣主要采用重整氫氣及化肥氫氣。150萬(wàn)t/a蠟油加氫裝置于2019年3月28日晃電緊急停工，在開(kāi)工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)循環(huán)氫量大幅降低的，循環(huán)氫壓縮機(jī)防喘振閥關(guān)閉后，剛好滿足反應(yīng)氫油比，致使裝置不能提高負(fù)荷生產(chǎn)。經(jīng)過(guò)分析，確認(rèn)這個(gè)問(wèn)題的原因是銨鹽結(jié)晶，堵塞壓縮機(jī)入口過(guò)濾器所致。

2 原因分析

150萬(wàn)蠟油加氫K102于2019年3月29日13時(shí)左右氮?dú)夤r開(kāi)機(jī)轉(zhuǎn)正常，3月31日12時(shí)55分左右壓縮機(jī)入口流量由109000Nm3/h突然降至53000Nm3/h;調(diào)速器門開(kāi)度由80%降至69%;蒸汽耗量由11t/h降至9t/h;同時(shí)壓縮機(jī)低壓端推力軸瓦溫度TISA13141由66℃上漲至77℃，TISA13142由49℃上漲至52℃;壓縮機(jī)軸位移XIA13141由0.07mm上漲至0.183mm，XIA13142由0.093mm上漲至0.209mm;機(jī)組其他運(yùn)行參數(shù)無(wú)明顯變化。4月1日改氫氣工況后，循環(huán)氫量一直無(wú)法達(dá)到正常運(yùn)行要求（正常運(yùn)行循環(huán)氫量在110000Nm3/h左右）。

排查當(dāng)日氮?dú)夤r下壓縮機(jī)入口管線及相連容器的進(jìn)出口壓力，從結(jié)果看在流量波動(dòng)的同時(shí)壓縮機(jī)入口壓力由3.3MPa上漲至3.4MPa（上漲0.1MPa），壓縮機(jī)入口分液罐D(zhuǎn)108頂壓力由3.26MPa上漲至3.34MPa（上漲0.08MPa），壓縮機(jī)出口壓力由3.64MPa降為3.47MPa（降低0.17MPa），氫氣工況下入口管線及相應(yīng)設(shè)備的進(jìn)出口無(wú)明顯壓差。

現(xiàn)場(chǎng)排查機(jī)組進(jìn)出口閥門狀態(tài)正常，目前機(jī)組各運(yùn)行參數(shù)均在指標(biāo)范圍內(nèi)，BH5000狀態(tài)監(jiān)測(cè)正常，車間請(qǐng)博華信智對(duì)K102狀態(tài)監(jiān)測(cè)作相關(guān)診斷，初步判斷壓縮機(jī)各參數(shù)運(yùn)行正常，未見(jiàn)故障頻率。從技術(shù)層面排除設(shè)備本體存在故障。

歷史數(shù)據(jù)對(duì)比：統(tǒng)計(jì)了1月至3月的機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)比發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)速相近的情況下除循環(huán)氫量逐漸變少和防喘振閥開(kāi)度變小以外，機(jī)組其余各參數(shù)無(wú)明顯變化，初步推斷壓縮機(jī)入口循環(huán)氫量不足是由于銨鹽結(jié)晶導(dǎo)致，裝置在緊急泄壓后，壓力突變?cè)斐刹糠侄氯锩撀浜蠹性谀程帯?/p>

3 結(jié)果驗(yàn)證

2019年5月裝置按計(jì)劃停工檢修，打開(kāi)K102入口過(guò)濾器及壓縮機(jī)入口緩沖罐D(zhuǎn)108人孔后，后可以看到灰白色塊狀結(jié)晶物嚴(yán)重堵塞在入口過(guò)濾器和出口緩沖罐破沫網(wǎng)上，同時(shí)伴有刺鼻的氨味。對(duì)K102入口過(guò)濾器取垢樣分析，該結(jié)晶物部分溶于水，主要成分為氯化銨，水面底部為少量黑色粉沫。

檢修過(guò)程中，車間利用高壓水槍對(duì)壓縮機(jī)入口破沫網(wǎng)進(jìn)行清洗，縮機(jī)入口管線用蒸汽吹掃完畢后再用氮?dú)鈱?duì)入口管線及壓縮機(jī)機(jī)體進(jìn)行吹掃，同時(shí)開(kāi)停工過(guò)程中對(duì)反應(yīng)高壓空冷、冷高分罐、聚結(jié)器、循環(huán)氫脫硫塔、循環(huán)氫入口分液罐除鹽水浸泡，徹底清除結(jié)晶的銨鹽。

4 銨鹽結(jié)晶分析及防控措施

裝置原料中的S和N在加氫反應(yīng)器中轉(zhuǎn)變成HCl和NH3，原料中微量的Cl轉(zhuǎn)化為HCl，在隨后的過(guò)程中聚合生成NH4HS和NH4Cl。通常NH4Cl的結(jié)晶溫度在170-200℃，而NH4HS結(jié)晶溫度在120-150℃，因?yàn)榻Y(jié)晶溫度不同，使得系統(tǒng)中析出的部位不同。通過(guò)定期對(duì)混合原料油中的氯離子含量的分析，發(fā)現(xiàn)混合原料油中的氯離子含量控制≤1 mg/mL，偶爾出現(xiàn)超標(biāo)的情況，原料油中攜帶的氯離子經(jīng)過(guò)反應(yīng)器后生成的氯化氫與氨反應(yīng)生成氯化銨。

裝置在正常生產(chǎn)中，E103管程入口溫度約為215℃，出口溫度約為170℃，達(dá)到了氯化銨結(jié)晶的溫度。車間對(duì)E103管程入口持續(xù)注水1.5t/h，A101持續(xù)注水6.5t/h，注水大部分采用機(jī)組凝結(jié)水，少量除鹽水，水溫60-65℃。對(duì)循環(huán)氫中氨含量進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)循環(huán)氫中氨含量逐漸上升。裝置設(shè)計(jì)最大加工量185t/h，注水不低于進(jìn)料量的5%，同時(shí)保證20%左右液相水，因此判斷注水量低和注水溫度高是導(dǎo)致銨鹽結(jié)晶的主要因素。

裝置檢修過(guò)程中，通過(guò)流程改造后，降低注水溫度至42℃，提高了空冷注水液相百分比，同時(shí)降低了空冷出口溫度。對(duì)E103連續(xù)注水4.0t/h，對(duì)換熱器管束表面銨鹽進(jìn)行沖洗，高壓空冷A101兩路持續(xù)注水8t/h，防止銨鹽結(jié)晶，確保裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉孝川，高壓換熱器銨鹽結(jié)晶原因分析及處理[J].廣州化工，2011，39（12）：140-141.