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重整进料换热器压力降问题解决方案探讨点击：1855 日期：[ 2014-04-26 21:54:10 ] |
| 重整进料换热器压力降问题解决方案探讨 潘洋 中国石油大连石化分公司(辽宁省大连市116031) 摘要：分析了中国石油大连石化分公司2.ZM口a连续重整装置进料换热器压力降升高的原因，从清洗和运行情况分析，板式换热器结盐是造成压力降升高的主要原因，甲苯浸泡下来的稠环芳烃也是引起压力降升高的另一重要原因。提出了解决进料换热器压力降问题的方案和建议。 关键词：连续，整装t进料换热器压力降 2.ZM口a连续重整装置是中国石油大连石化分公司“十五”期间建设的一个重要项目。重整进料换热器采用的是法国帕奇诺公司生产的焊板式换热器。该换热器具有换热效率高，压力降低，占地面积小等优点。为了降低能耗，装置在设计时取消了中间罐，采取3.SM“a石脑油加氢装置直供料的方式。这种设计在降低装置能耗的同时也增加了上下游装置的关联度，给装置的平稳生产带来了隐患。装置于2008年6月23日一次开车成功。开工后不久就发生再生空气冷却器泄漏，再生催化剂无法白烧的问题。装置从2008年8月开始一直采取油中注氯的方式保持催化剂活性。长期的油中注氯也为板式换热器压力降升高埋下了隐患。 决定将装置加工量稳定在180“h，E一1401人口压力也稳定在630kPa左右，压力降为253kPa。结合开工初期装置发生的一系列生产问题，分析认为:由于装置长期采取油中注氯，催化剂酸性功能过强，裂化反应加剧，产生了易于聚合的烯烃类物质。此类物质进人板式换热器后随着温度变化，易聚结在板式换热器人口和板束内，造成板式换热器压力降升高。经过试验，发现这种勃稠物质能够溶于苯、甲苯等芳烃类物质。2009年5月停检消缺时对板式换热器用甲苯进行了浸泡。浸泡后的甲苯为墨绿色，初步判断浸泡可以将堵塞物清洗下来。可是浸泡后板式换热器人口压力下降不大，压力降在200kPa左右，收效甚微。 1·压力降产生的过程和初步分析 重整进料换热器(E一1401)压力降大的问题最初是在2(X刃年3月出现的。当时装置加工量由142叮h开始提量，当提至175口h时，发现E一1401气门开度增加，压缩机出口压力上升。经现场测量，E一1401压力降达到252kPa，超出设计值214kPa。随后，车间在E一1401人口导淋处排液，排出类似沥青的胶状杂质。这种胶质的碳氢比很高，oo%为稠环芳烃，还有少量烯烃聚合物和沥青组分。这种物质在以前的重整生产过程中从未发现过，行业内也从未见报道过。当时认为这种胶质是E一1401压力降升高的主要原因。在这种情况下，如果继续提高装置加工量将面临设备损坏的危险。 2·压力降产生原因的进一步分析 由于甲苯浸泡未能完全解决问题，继续探究造成板式换热器压力降升高的原因。查阅开工后的大事记，发现有两个重要的事件对分析板式换热器压力降升高有着很重要作用。2009年4月，重整脱戊烷塔塔顶空冷器也出现过压力降高的问题。当时，用除氧水对空冷器进行了清洗，解决了这一问题。随后，对水样进行分析发现有氯化钱。重整脱戊烷塔结盐不算新问题，国内其他炼油厂也出现过类似的问题，但往往是装置运转末期，催化剂持氯能力下降造成的。该装置开工不到一年就出现这样的问题是很不正常的。2008年9月重整原料曾经出现过2次原料氮污染，原料氮质量分数为53卜岁g，超标100多倍。原料中的氮以有机态存在，经过重整反应系统后转化为无机态的NH3。装置当时采取原料中注氯，大量的氯未能被催化剂吸收，进人了重整产物中。这也大大增加了重整循环氢中的HCI浓度。高浓度HCI和过量的NH3结合便生成了大量的氯化钱。氯化铁随重整循环氢进人板式换热器人口，并在低温部位析出，造成板式换热器压力降升高。为了进一步证实分析，采用HYSYS软件进行了模拟计算，得到如下数据:首先在装置100%加工负荷，氢油比2.4(moFmol)的条件下，计算进料温度在90℃和100℃时，操作压力、原料氮含量和循环氢中HCI浓度的关系，见表1。 根据上面的计算可以得到以下结论： (1)在系统氮含量和HCI浓度一定情况下，系统压力越高越容易结盐。这也解释了为什么钱盐生成在压缩机出口和板式换热器人口端，而压缩机人口没有的现象。因此，一旦人口压力增加到一定值以后，即使氮含量和HCI浓度没有变化，结盐速率也可能会成倍增加。 (2)原料氮含量越高，生成按盐所需要的临界HCI浓度越低。只要原料氮含量控制在指标范围内，系统结盐所需要的临界HCI质量分数为60.70卜岁g，这在重整的实际操作中是几乎不可能发生的。换句话说，只要原料氮含量控制在指标范围，结盐的可能性就不会存在。 (3)提高进料温度，可以抑制结盐反应的发生。通过计算，进料温度从90℃提高到100℃可以使临界HCI浓度提高2倍。所以建议将重整进料温度从原来的90℃提高到100℃。通过计算可以看出，结盐发生在2008年9月的氮污染时期。查当时分析数据超标时间为9月2一礴日，最大值为73林扩g，最小值为6.5林岁g，取其平均值50卜梦g进行计算。 经计算，循环氢中NH3质量分数可以达到220林岁g，氯化钱的生成量为3.4k酬h。按照3天72h计算，共生成氯化钱244.8kg。 3·解决方案与效果 2009年5月重整装置再次停工处理板式换热器。氯化钱为强酸弱碱盐，具有很强的腐蚀性。如果采用普通的水洗，会造成设备腐蚀。经过反复论证，决定用弱碱性的联氨溶液进行化学清洗。首先在板式换热器冷料侧添加盲板，接着将联氨溶液从排污线打人进行化学清洗。清洗前联氨溶液的pH值为11，氯离子质量分数为50林岁g;清洗后pH值为3，氯离子质量分数为3019林酬g。从清洗前后的pH值变化和氯离子浓度变化，可以肯定其中确实结了大量的盐。根据联氨溶液化学清洗前后氯离子浓度的变化估算，本次清洗下来的氯化物的质量约为350kg，这与模拟计算的结果相差不大。氯离子浓度变化不大时，改为除盐水冲洗，检测除盐水pH值、氯离子和铁离子含量。当氯离子质量分数<50林酬g，pH值>7，停止冲洗。清洗完后将循环氢接管打开进行检查，金属表面无附着物。清洗流程见图1。 清洗后装置开工，板式换热器压力降为75kPa，恢复到正常水平，克服了装置处理量无法提高的生产瓶颈。 4·结论和建议 从本次清洗和板式换热器投用后的运行情况来看，板式换热器内存在结盐现象。对化学清洗后的水样进行化验，证实主要是氯化钱和氯化铁成分。结盐是造成压力降升高的主要原因。甲苯浸泡下来的稠环芳烃也是引起压力降升高的一个重要原因。 几点建议: (l)要求上游装置严格控制重整进料油中的氮质量分数小于0.5林扩g。 (2)催化剂再生尽可能维持白烧，减少注氯量，再生催化剂氯质量分数控制在0.9%。 (3)控制反应苛刻度，降低液化石油气收率，减少裂化反应的发生。 (4)原料初馏点控制在75一80℃，液化石油气收率控制在5%以下。(编辑：苏德中) |
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