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重整装置预加氢进料/产物换热器内漏分析与判断点击：1743 日期：[ 2014-04-26 21:39:19 ] |
| 重整装置预加氢进料/产物换热器内漏分析与判断 竺家培，高秋云 (中国石化青岛炼化，山东省青岛市266500) 摘要:介绍了一种通过比较预加氢反应器进料与生成油换热器、汽提塔进料与塔底油换热器、汽提塔进料与分馏塔塔底油换热器以及预加氢进料与分馏塔顶油换热器油样中总硫含量的变化来分析与判断预加氢进料换热器内漏的方法。正常生产情况下，预加氢精制油中总硫的含量应该是比较低的。如果精制油中总硫质量分数超过0．5%，则或是催化剂活性下降，或是相关换热器发生内漏。利用这一特点，可进行预加氢进料/产物换热器内漏的分析与判断。此方法在中国石化青岛炼化预加氢装置上的运用情况表明，结果准确、简便，行之有效。 关键词：催化重整 预加氢 换热器 内漏 分析 判断 预加氢进料/产物换热器是预加氢装置的关键设备之一，换热器因加工制造、使用不当和腐蚀导致内漏的现象在国内外多套重整装置上出现过，一旦处理不及时，就会造成重整催化剂硫中毒、影响重整装置的平稳运行，带来重大的经济损失。因此，如何快速准确地分析和判断换热器内漏，并及时采取相关补救措施显得十分必要。本文将就预加氢装置进料/产物换热器发生内漏的现象以及如何快速准确地分析和判断进行研究。 1·换热器发生内漏的现象 由于换热器两相流中原料的压力高于生成油压力，一旦换热器发生内漏，部分没有经过预加氢反应转化的预加氢原料串入反应生成油(即重整进料)中，将会造成重整催化剂中毒，严重影响重整产品的质量。预加氢进料/产物换热器发生内漏后，会出现如下现象: (1)精制油中硫含量分析超标。精制油硫质量分数由小于0．5μg/g缓慢上升到3．5μg/g左右; (2)循环氢纯度由87%下降至76%; (3)反应总温降减少; (4)催化剂结焦速率加快，待生催化剂的碳质量分数由4．8%上升至5．8%。 2·进料/产物换热器内漏的分析与判断方法在确认进料/产物换热器发生泄漏前，一定要进行科学的分析，防止误判而造成停工，给公司造成巨大经济损失。精制油硫含量超高主要有两个方面造成:一是预加氢反应深度不足;二是换热器内漏。 从6月27日开始，预加氢原料硫质量分数由300μg/g左右升至400μg/g左右，根据中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院(FRIPP)专家的意见，分三次提高了反应温度，反应温度在7月3日由280℃提至285℃，7月13日由285℃提至295℃，7月18日由295℃提至300℃。 预加氢反应器(R101)出口有机硫质量分数已降至0．1μg/g左右(见表2)，但精制油硫含量仍是超高，目前已经达到了3．54μg/g(7月27日数据)，初步判断应是换热器内漏造成硫不合格。针对精制油硫含量极低的特点，为了尽可能地避免在采样、取样过程中硫化氢、单质硫对化验分析结果的影响，我们在与FRIPP和中国石油化工股份有限公司石油科学研究院(石科院)专家、检验中心共同确定了采样方法、样品制备及分析方法，即样品经CdSO4洗、Hg洗后进行总硫含量分析。 3·换热器内漏排查 换热器内漏可造成精制油硫含量不合格的换热器有:E101A～F，E102A～C，E104，E111。其中E101A～F为预加氢反应器进料与生成油换热器(生成油走管程)，E102 A～C为汽提塔C101进料与塔底油换热器(C101塔底油走管程)、E104为汽提塔C101进料与分馏塔C102塔底油换热器(分馏塔C102塔底油走管程)，E111为预加氢进料与分馏塔C102塔顶油换热器(预加氢进料走管程)。 4．1换热器内漏初步排查 从表1、表2化验分析数据看，E102管程出入口、E104管程出入口硫含量都没有发生变化，而且与精制油硫含量基本一致，可以排除E102，E104内漏可能。对于E111换热器，从C101塔底油硫含量与C102塔底油硫含量基本一致来看，也可排除。根据以上情况分析，内漏换热器可锁定为E101。 4．2 E101A～F内漏的排查 E101A～F分为三组，两台一组，如图1所示。只能排查哪组换热器泄露，而不能具体到单台换热器。 针对精制油硫含量极低的特点，为了尽可能的避免在采样、取样过程中硫化氢、单质硫对化验分析结果的影响，7月19日，经与FRIPP和石科院专家、检验中心共同确定了采样方法、样品制备及分析方法，对E101前后油样进行化验分析。 7月19—20日，在R101出口(采样点1)、E101B管程出口(采样点2)、E101D出口(采样点4)、E101F出口(采样点5)、D103底油、C101底油、C102底油3次采样，样品经CdSO4洗、Hg洗后进行总硫含量分析，结果见表3。 从表3可以看出: (1)R101出口油样有机硫质量分数均小于0．2μg/g，表明催化剂活性能够满足脱硫的要求，也就是说硫含量高与预加氢反应深度无关。 (2)R101出口油样有机硫含量合格，而E101B出口油样有机硫含量明显升高，由此判断E101A/B有内漏现象。从D103到C101底，C102底有机硫含量未升高，基本上可以排除后部换热器内漏的可能性。 (3)从有机硫分析结果看，系统泄漏量不大，只有2～3μg/g，尚不能完全排除E101C/D/E/F微量内漏。 另外，从表3分析数据看，E101B出口硫含量均高于E101D，E101F出口，较为反常。我们推测可能是由于换热器内漏后，硫未混合均匀，而采样点2靠近E101B，导致采出的样品硫含量偏高。为此，我们在距离采样点2后6 m的距离增加了“采样点3”，对E101三组换热器再次进行了化验分析比对，分析数据见表4。 从表4、图3可得出: (1)表4数据与表3数据反映的情况是一致的。 (2)E101C出口油样比E101B出口总硫有所下降，证实了前面硫混合不好的推测。可初步判断E101A/B这一组换热器发生泄漏。 (3)四组分析数据中，E101C管程入口硫含量均低于E101D管程出口，仍不能排除E101C/D内漏的可能。 (4)E101E/F内漏基本可以排除。 5·实际泄漏情况及原因分析 8月29日至9月3日对预加氢换热器E101A～F进行抢修，其中E101A上水后即发现一根换热管泄露(见图4)。 原因分析: (1)换热管存在原始质量问题(如轧折、结疤或离层等原始缺陷); (2)由于该设备为U型管管束，换热设备厂家在进行换热管弯制时产生较大残余应力。 6·结束语 通过测定总硫和硫醇硫含量来间接得到了硫化氢的含量，同时采取了分段采样、分段分析的方法来确定硫分布情况，发现预加氢反应器出口的总硫含量比较低，预加氢进料换热器E101B、D、F管程出口的总硫含量开始升高，预加氢部分的其他换热器的出口的总硫含量的数据比较一致，从而判断出预加氢进料产物换热器内漏，为装置的停工处理提供了可靠的数据支持。(编辑：陈凤娥) |
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