催化重整预加氢装置运行常见问题及对策

催化重整预加氢装置运行常见问题及对策

金丰

锦州石化公司，辽宁 锦州 121001

摘要：催化重整预加氢装置产品质量不达标及压降增大问题都会造成生产波动，甚至造成整套装置的停车，对装置的长周期稳定运行造成不利影响，带来经济损失。本文分析了原料、结焦、设备泄漏、催化剂失活等常见问题，并提供了相应的对策，为催化重整预加氢装置的保运及优化提供参考和依据。

关键词：重整预加氢；杂质；反应器压降；对策

1 引言

催化重整装置是石油化工企业中不可或缺的工艺装置，其受重视程度随着芳烃和高辛烷值汽油需求量的增长而增加。由于重整过程一般采用铂锡或铂铼等贵金属进行催化，而原料油中存在的硫、钙、砷、氮、硅、铅等杂质，将导致催化剂失活，为了脱去原料油中的有害杂质，保证催化重整工艺长周期稳定运行，需要在原料油进行预加氢精制。

2预加氢产品的质量问题

由于石油化工企业的工艺不同，所采用的催化剂也不同，造成重整预加氢产品质量问题的原因没有规律可循，大体可分为催化剂活性下降和设备泄漏两类。

掺炼催化汽油或者焦化石脑油已成为石油化工企业拓展重整原料的常见手段，该方法在实现拓展重整原料的同时，也给原料油带来了杂质，其中氮和硅的影响尤为突出。当掺混原料油中的氮含量超标时，由于预加氢多采用低压高空速工艺，导致氮的去除尤为困难，最终造成预加氢产品质量的不合格。为此，可以冲调整原料油掺混物、改用高脱氮催化剂等办法来解决。而对于掺混原料油掺杂有硅时，硅将导致催化剂的活性的降低，降低预加氢产物的质量。为此，研究机构专门研发了高效的捕硅剂，该已成功应用于国内多套重整预加氢装置中。由于部分原油中砷的含量较高，进而导致直馏石脑油中砷的含量没有得到有效控制。砷的存在导致预加氢催化剂金属活性降低，最终预加氢产物中氮、硫等杂质超标。因此，在催化剂选择上一定要注意原料油与催化剂的匹配问题。

国内重整预加氢装置的主流工艺均采用循环氢加氢，在该工艺流程中设备的泄漏多出现在分馏和换热设备中。由于换热器原料油的操作压力较产物的高，当换热器发生内漏时，未经加氢处理的原料油混入产物中，将导致后续工序中反应器中催化剂中毒，将导致产物油中的硫含量超标、加快催化剂结焦速率、循环氢纯度降低的问题，最终造成产品质量不合格。此外，罐区的污染问题也不同忽视。由于经预加氢处理的产物油多在罐区储存，为保证储罐的密封性，通常在储罐上设置氮封。但由于氮封线都比较细，在产品油开始注入储罐时氮气不能及时补充罐内的空间，导致上述空间被空气填充，空气中的氧气溶解在产品油中生成了单质硫，造成产品油硫含量偏高。为此，要重视换热设备的质量，从采购、安装和运行三个环节入手，严把设备质量关，尽可能的杜绝换热器的原始缺陷，在设备维护和保修环节及时发现问题，消除安全隐患。

3.预加氢反应器压降增加

预加氢反应器压降增加是一直困扰催化重整装置的问题，压降的增加将导致循环氢量降低，由此导致进料量相应的减少、增加了原料油的停留时间。同时，也带来了催化剂利用率低、能耗高、投资大和设备易破坏等问题。影响预加氢压降的主要原因可归结为以下几点：1）烯烃含量高。部分原料油来源于焦化汽油，焦化汽油中所含有不饱和烯烃，不饱和烯烃在预加氢换热器、反应器等关键设备的高温部位聚合生焦，进而引起催化剂结焦生碳，导致反应器压降升高。2）原料加工量的影响。反应器压降随着介质流速的增大而升高，当装置处理量提高后，介质流速必然增加。与此同时，流速加快导致管道中的固体颗粒被带到反应器中，在反应器顶部聚集。在两个因素的共同作用下，导致反应器压降增加。3）结垢物的影响。由于掺炼的原料油中含有部分假话汽油，而焦化汽油中含有大量不饱和烯烃和胶质，这些不饱和组分聚成为结垢物，造成反应器顶部结焦，最终导致反应器压降增高。

对于上述几点原因，可以通过以下几项措施加以减轻或避免。在装置停工时，更换预加氢反应器顶部的催化剂和保护剂。但该方案的时间和经济成本都较高，并且仅能在短时间内起到作用，随着装置的正常运行，压降还将缓慢的上升。2）从过滤杂质的角度考虑，可以加密过滤器滤网，将大直径的颗粒在进入反应器前过滤掉，可以有效的减缓反应器压降的上升。但该方法在大大增加了清理过滤器频率的同时，也增加了介质泄露的风险。3）优化积垢篮。积垢篮多设置在反应器催化剂床层的顶部，其主要作用过滤进料中的固体颗粒杂质、均布介质。可以采用增加积垢篮个数、增加长度、改变布局等办法实现其结构优化，到达增加介质流通面积、容纳更多固体颗粒的目的，从而降低催化剂堵塞、减轻压降上升。4）自动反冲洗过滤器。近期，国内某公司研制了自动反冲洗过滤器，其结构特点是丝为楔形且间隙较小，经工程实践表明能够有效的降低压降。

4.结语

原料油劣化及掺混油品成份复杂，给重整预加氢装置的产品合格率及安全平稳运行带来了诸多难题，除控制原料油及掺混油品杂质含量外，还应从多个方面抑制预加氢反应器压降升高的问题。虽然国内在催化重整预加氢工艺及设备上已取得了长足的进步，已达到了追赶世界先进水平的目的，但仍存在诸多技术问题尚未完全解决。因此，催化重整预加强装置的优化是一个长期的课题。

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