DCC裂解石脑油装置第一反应器压降高原因分析

DCC裂解石脑油装置第一反应器压降高原因分析

赵海星 1 武学梅 2

榆林炼油厂 陕西 榆林 718500

摘要：陕西延长石油（集团）炼化公司榆林炼油厂20万吨/年DCC裂解石脑油加氢装置是在2014年5月由20万吨/年柴油加氢装置技术改造而成。改造后装置处理延长中煤榆能化DCC装置所产生DCC裂解石脑油。装置由反应部分、分馏部分、公用工程部分组成。该装置加热炉由前置加热炉改为第一反应器和第二反应器中间加热炉；在运行过程中发现第一反应器床层总压降随运行时间不断上涨，制约了该装置优质高效安全平稳长周期运行。本文简介20万吨/年DCC裂解石脑油加氢装置技改流程与原理，重点分析第一反应器（R1301）在运行中出现床层压降高的主要原因，提出了抑制第一反应器床层压降上涨趋势的一些具体措施，以供参考。

关键词：DCC石脑油加氢；催化剂床层；压降；原因；措施

引言

陕西延长石油（集团）炼化公司榆林炼油厂20万吨/年DCC裂解石脑油加氢装置，是由我厂20万吨/年柴油加氢--临氢降凝装置改造而来。2015年4月初，厂部以《榆林炼油厂20万吨/年DCC裂解石脑油加氢项目可行性研究报告》、《延长石油榆林炼油厂DCC石脑油加氢工艺试验报告》、《榆林炼油厂20万吨/年DCC裂解石脑油加氢项目基础设计》等资料为依据，将其改造为20万吨/年DCC裂解石脑油加氢装置。技改后装置加工原料为延长石油中煤榆林能源化工有限公司150万吨/年DCC装置所副产的DCC裂解石脑油，利用加氢精制工艺脱除DCC裂解石脑油中的硫和氮、饱和烯烃，降低苯含量，生产高辛烷值汽油调和组分后送至苯抽提装置抽出苯，最终产品作为国VI汽油调和组分。工艺生产方案为两段加氢工艺技术。其一段加氢的主要目的是在较低温度下饱和DCC石脑油中的二烯烃，再在较高温度下经二段加氢脱硫去除单烯烃、硫、氮及氧的有机化合物。该工艺为国内首次工业化应用，不仅大幅提高了DCC裂解石脑油的经济价值，生产可替代MTBE的汽油调和组分，而且为榆林炼油厂汽柴油质量升级项目的圆满完成做出突出贡献，该工艺为DCC裂解石脑油拓展了产品去向，并大大促进DCC工艺的推广应用。

1工艺技术方案

国六车用汽油标准中硫含量要求为≤10µg/g，同时汽油中苯含量要求其≤0.8v%。但是榆能化所产DCC裂解石脑油中硫、氮含量高，烯烃含量高，质量差，使得该油品在市场销售中价格低廉，严重影响了DCC装置的经济效益。可是该油品的辛烷值高，通常超过100，如能脱除硫、氮等杂质，再进行芳烃抽提，降低苯含量后，就可以作为优质的汽油调和组分，同时能大大提高DCC装置的经济效益和利用价值。因此榆林炼油厂采用抚顺石油化工研究院（FRIPP）的两段加氢工艺技术：（一段采用FH-98加氢催化剂，饱和DCC裂解石脑油中的二烯烃，减少物料聚合生焦，保证装置长周期运行；二段采用FH-40C加氢催化剂，将原料中杂质硫和氮含量脱除至1mg/kg以下，并饱和原料中的烯烃。加氢产品经过汽提分馏，脱除硫化氢和部分轻烃，塔底重组分去苯抽提装置，抽提出苯后的石脑油即可作为高辛烷值组分，与汽油调和出厂。）将20万吨/年柴油加氢装置改造为20万吨/年DCC裂解石脑油加氢装置，联合20万吨/年苯抽提装置，生产低硫高辛烷值的优质国六汽油调和组分，完成榆林炼油厂的汽油质量升级项目。

2压降高原因分析

20万吨/年DCC裂解石脑油加氢装置由于运行工况影响，平均4到5个月检修一次，最长运行周期是9个月。第一反应器R1301压降高（最高时：反应器总压降最高达1.102MPa，其中下床层压降为0.974MPa），车间本着保护催化剂及设备运行安全考虑组织对其进行抢修。根据装置运行工况数据整理、原料化验数据分析、抢修时反应器及剂类结焦的情况判断反应器压降高原因如下：

1、榆能化提供的原料杂质多，油品密度增大。

2、原料过滤器滤网精度差。（相对比较以前油品质量来说）

3、循环氢进口温度、流量波动、频繁提降加工量对床层压降影响明显。

4、E1301至R1301入口管线进行爆破吹扫（0.4MPa），杂质量大，管线有堵塞现象；判断在油品进入反应器前有缩聚反应发生。

5、第一床层上部瓷球层粉尘多，第二床层催化剂从反应器底部过筛后，粉尘量大，胶粉多，催化剂有结块现象；怀疑瓷球、催化剂强调不够，同时有缩聚反应发生。

3解决措施

3.1原料油储罐增加氮封保护措施

DCC裂解石脑油加氢装置第一反应器压降持续走高，分析原因之一为DCC裂解石脑油原料在存储过程中与含氧杂质接触发生聚合反应生成胶质，生成的胶质沉积在催化剂表面，致使催化剂的通过性变差，催化剂床层压降升高。本装置在原设计中原料油缓冲罐气封气采用瓦斯气，考虑到瓦斯气组份复杂，其中含有微量的含氧杂质，为防止DCC裂解石脑油原料在原料油缓冲罐内与瓦斯气中的含氧杂质接触促使聚合反应加剧，联合三车间工艺技术组对装置原料油缓冲罐V1301气封系统组织进行了技改。技改后原料油缓冲罐气封气采用高纯氮气来代替燃料气，有效抑制了原料油聚合反应的发生，缓解了第一反应器压降上涨趋势。

3.2新增原料油过滤器以提高过滤精度

我车间利旧原15万/年重整装置的原料油过滤器技改为DCC裂解石脑油第一原料过滤器（过滤精度为25微米），同时再增设一台过滤精度为10微米的高精度原料油过滤器，三台过滤器采用串联布局的工艺，最大限度的减少原料油中携带的杂质进入装置临氢系统的几率，保证装置长周期安全平稳运行。同时规定每个运行班次对原料过滤器进行一次反冲洗，现在床层压降涨速稳定。对在用原料泵、压缩机实行特护检查，努力做到平稳运行。一反进口温度提高至160℃，现在床层压降涨速稳定。对工艺控制指标加强管理考核。循环氢进气温度控制40±5℃，现在床层压降涨速稳定。

3.3新增结垢蓝优化催化剂装填方案

在受制于上游装置所产劣质原料的条件下，为延缓DCC裂解石脑油原料的聚合反应速率，有效抑制装置第一反应器的压降上升趋势，车间工艺技术组在抚研院专家的指导下对装置第一反应器上部新增结垢蓝一套，对催化剂装填方案进行了优化。从上次检修来看，结垢蓝有效阻碍部分油品杂质进入反应器床层，优化后的催化剂装填方案采用采用不同尺寸、容垢能力强且具有一定活性组分的鸟巢形状保护剂组合装填在第一反应器上部床层，由床层顶部向下，保护剂尺寸逐渐减小，空隙率逐渐减小，这样既能有效拦截反应器前生成的聚合物，让整个保护剂床层都发挥作用；又能使反应器床层保护剂活性呈逐渐增强，有效延缓原料油聚合反应的速率，抑制反应器压降的上涨趋势。

结语

综上所述，我们通过加强对原料油在长输过程中管控；罐区加强脱水；原料油储罐增加氮封保护措施；技术改造原料油过滤器，提高原料油过滤器过滤精度，阻止原料油中的杂质被携带进装置的反应系统；新增结垢蓝优化催化剂装填方案等一系列措施。现在能有效减缓反应器床层压降上涨速率，延长了装置运行周期；我们在装置运行油品分析比对发现：一反催化剂床层压降高与DCC原料油中密度及不饱和烃含量有关（尤其是二烯烃）；一反进口温度低容易导致油品缩聚反应发生，根据温升应适当提高一反进口温度。这些结论对于20万吨/年DCC裂解石脑油装置能安全、平稳、优质、高效、长周期运行奠定了基础。

参考文献

［1］李成栋.催化重整装置技术问答（第三版）［M］.北京：中国石化出版社，2012：19-21.

［2］李建章.浅谈分子间氢键对有机化合物性质的影响［J］.自贡师范高等专科学校学报，2003（4）：174-177.

［3］于淼，屈丽红.谈分子内氢键对有机化合物性质的影响［J］.吉林粮食高等专科学校学报，1999（1）：22-25.