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催化重整装置运行总结

我厂现加工洪湖管输油(仪征油为主)与江汉油的比例一般 为7:3,江汉原油经与这些原油混合后,在重整装置原料油中实际 氯含量(见表4)一般在40~80ppm,最高达到144ppm。 表5:重整装置原料油中氯含量分析数据表
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荆门分公司研究院对我厂加工的各主要原油生产的重整料中 氯含量进行了跟踪分析,其结果表明除江汉油外,其它各种原油 生产的重整原料氯含量均低于15ppm,因此判断江汉原油重整料 中氯含量高是引起我厂重整原料中氯含量高的主要原因。从表3中 江汉原油重整料水洗前后氯含量变化不大分析,分析是江汉油田 在开采原油过程中加入了含有机氯的助采剂所致,卤代烃在进炉 管前就已经分解,在有水存在的环境下产生严重的腐蚀剥离作用, 形成氯化铁、硫化铁进入反应器,沉积在反应器床层顶部,或占 据催化剂颗粒间空隙,引起反应器压降上升。 原料中氯含量过高,严重影响预加氢催化剂活性及稳定性发 挥。造成反应系统及后部用氢装置腐蚀严重,特别是用氢系统高 含硫更加剧了设备腐蚀、减薄等现象,严重威胁装置安全生产。
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⑷、预加氢原料机械杂质含量高:由于原料罐区长期未清罐, 导致预加氢原料的机械杂质含量较高。而预加氢系统并未设置原 料过滤器,造成这部分机械杂质直接进入预加氢反应器,并有一 部分沉积在加热炉管中形成结焦的前身物。 ⑸、预加氢进料偏流:由于加热炉管内产生结焦,炉管内截 面因而逐渐变小,由于加热炉两路进料均无阀门,极易发生偏流 现象,油料在结焦炉管中的停留时间延长,这势必进一步加剧了 炉管的结焦现象。 ⑹、预加氢加热炉管爆破吹扫不彻底:由于预加氢加热炉停 工期间并未进行烧焦,而一般只进行爆破吹扫,不足以将所有结 焦物吹扫干净。开工之后还未吹扫干净的焦质便随反应进料进入 催化剂床层,反而加剧了压降的上升。还有部分附着在炉管内壁 的焦质成为结焦前身物,加剧了炉管的结焦。
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一、前言
荆门分公司25万吨/年催化重整装置自投产以来,受投资监控、 设备利旧率高、设备配置等各种因素影响,逐渐暴露出种种问题, 尤其是预加氢反应系统压降快速上升曾长期困扰重整装置长周期 平稳运行。荆门分公司多次与相关科研院所及兄弟单位进行技术 交流,催化剂多次换型,采取了相应的技术措施,始终未能从根 本上找到切实可行的技术方案, 2004年4月份装置停工检修期间 对预加氢系统流程进行了调整,至今重整装置已平稳运行一年多。 本文就荆门分公司催化重整装置开工期间取得的成功经验和出现 的问题及分析、解决措施做一个汇报,希望能对其他装置起到一 定的借鉴作用。
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中国石化股份公司荆门分公司 生产处
二00五年九月
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一、前言
荆门分公司催化重整装置原为北京院设计的 15万吨重整和芳 烃抽提联合装置,建成于70年代初期,后改造为10万吨宽馏份重 整。 1998年,随着荆门分公司原油加工能力的提高和国家对汽油 质量升级的强制要求,经中国石化总公司批准,由北京设计院对 该装置进行了大幅度的技术改造。装置规模扩大为25万吨/年、预 处理部分由原料先拔头后加氢改为全馏份加氢,采用氢气一次通 过流程;重整部分采用二段混氢, CB-6、CB-7催化剂分段装填、 固定床半再生技术。 装置于1999年7月份改造完毕中交,当月中旬开始进行单机 试运,分馏系统进行水冲洗、冷油运等工作,8月底完成。于9月 进油开工。
⑵、荆门分公司在总公司协调下,与江汉油田协商解决了江 汉油田在开采原油过程中加入含有机氯的助采剂问题,重整原料 中氯含量降到10ppm以下,缓解了原料氯含量高带来的腐蚀、压降 快速上升等问题。 ⑶、加热炉F201改造
鉴于预加氢进料加热炉F201的热负荷过小的情况,采取了以 下几点措施:
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流程更改后,预加氢反应系统波动造成结焦物被剥离,也会 被阻拦在前面的R201中,这样就将反应压降前移至R201,从而达 到减缓R202/1压降上升速率的目的。从而降低了反应器床层压降 的上升速率。 B、预加氢进料泵后增设了两台过滤器,以过滤预加氢原料中 的机械杂质。
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⑷、预加氢循环氢压缩机改造
对预加氢循环氢机K201/3、4的气缸进行重新测绘并进行了更 新改造。改造之后效果明显,压缩机故障率由改造前平均1个月一 次下降到平均半年一次,减少了因压缩机频繁换机引起脉冲气流 将炉管结焦物剥离带到反应床层的几率。 ⑸、预加氢加热炉炉管烧焦并分段爆破吹扫
催化剂活化步骤:由于RS-30催化剂只是经过了器外预硫化阶 段,并不是被充分硫化的催化剂,而器外的硫化过程只是将硫固 定在催化剂上,硫在催化剂上与活性金属的结合形式是氧硫化态 (即MeSxOy, Me代表金属,如W、Mo、Ni、Co等)。因此器外预硫化 的催化剂装入反应器后需进一步处理使之完全硫化(即MeSz),以 使催化剂活性达到最佳,这一过程称为器外预硫化催化剂的活化。 荆门分公司
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从上图中我们可以看出,虽然每次催化剂撇头、过筛后开工 初期反应器床层压降下降,但很快又重新上涨,而且每次过筛后 预加氢反应器床层的起始压降均呈上升趋势,压降上涨的速率也 变得越来越快。很显然,通过对催化剂撇头、过筛是不能解决预 加氢反应压降问题的。
预加氢反应床层压降增长过快的原因分析
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压降 MPa
0.3 0.2 0.5 0.4 0.7 0.6 0.9 0.8 0.1 0
预加氢反应床层压降图
改造前压降上升趋势图
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时间
03 -3 -2 03 -4 03 -1 -4 -1 03 8 -5 -1 03 0 -6 -1 3 03 -7 03 -1 -8 03 -26 -1 0 03 -14 -1 1 03 -25 -1 2 03 -11 -1 21 04 8 -1 -2 9 04 -2 -5
A、在不改变加热炉基础结构的情况下,在加热炉对流室增设了 两排炉管。 B、加热炉燃烧器更换为高效燃烧器。 C、加热炉炉膛重新喷涂陶纤衬里,降低散热损失,提高热效率。 采取以上改造措施后加热炉炉膛温度平均下降了80~100℃左右, 有效地降低了炉管结焦的速率,改造前后对比见表5:
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二、装置运行情况
重整预加氢系统2000~2005年生产任务完成情况见下表1
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二、装置运行情况
重整装置2000~2005年生产任务完成情况见下表2
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三、装置运行工艺分析
1、荆门分公司自行解决了预加氢反应器压降增长过快影响装 置长周期运行的瓶颈问题。 1999年重整装置开工以来,预加氢反应系统压降快速上升长 期困扰重整装置长周期平稳运行,预加氢反应器平均四个月撇头 或过筛一次,最短的时候曾经在装置开工一周后停工处理压降问 题,2000~2003年累计撇头、过筛12次。荆门分公司多次与相 关科研院所及兄弟单位进行技术交流,催化剂3次换型,采取了相 应的技术措施,始终未能从根本上找到切实可行的技术方案解决 这一问题,下图为2003年3月至2004年4月的预加氢反应床层压 降上升趋势:
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只有经过活化后,催化剂才可能达到预期活性。催化剂活化 的充分与否决定了催化剂活性的高低,因此催化剂的活化成为器 外预硫化催化剂开工过程中至关重要的步骤。5月2日7:20引氢气 进装置,根据石科院专家的建议,引氢气前催化剂床层最高温度 点控制不高于80℃,因为高于此温度,催化剂会与氢气迅速发生 反应,引起反应器内的放热。氢气循环稳定后,反应器入口温度 以30℃/h的速度升至130℃。14:35启动泵201向预加氢进料,15: 30预加氢建立闭路循环(带塔201),油路循环稳定后,反应温度 以30℃/h向280℃升温。RS-30开始进行活化,硫化油性质及催化 剂活化曲线见下图:
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预加氢压降过大的解决措施
⑴、预加氢反应系统流程调整
A、针对预加氢反应系统在生产波动的情况下,易将炉管中剥 落的焦粉等杂质带入预加氢反应器R202/1床层中引起压降快速上 升的问题,将原预加氢脱氯反应器R201调至加氢反应器R202/1前, 并装填容垢能力较强的HTP系列脱铁剂,改造前后流程见下图。
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炉膛温度与炉管油品吸热关系图
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表-3 反应器内结焦成分分析
以上分析数据中表明:催化剂床层中含有大量含铁杂质及碳 粉。由于加热炉F201两路进料均无阀门,随着加热炉管内产生结 焦,炉管内截面逐渐变小,极易发生偏流现象,延长油料在结焦 炉管中的停留时间,进一步加剧了炉管的结焦现象。
根据近几年来的生产数据及装置的实际情况,分析造成预加 氢反应床层压降过快增长的原因有以下几点: ⑴、预加氢进料加热炉的热负荷过小:预加氢进料加热炉 F201是原10万t/a半再生重整装置的预加氢原料加热炉,设计热 负荷较小 (1.874MW)。预加氢设计进料 38t/h,在进料达到 33t/h左右时,炉膛温度就可高达800℃甚至更高。从下图可以看 出,预加氢进料越靠近炉管内壁,其流速越慢、吸收的热量越多、 油品温度越高。过高的温度使得预加氢进料极易在炉管内壁附着 并形成焦质,从催化剂床层所采的焦状物的分析结果公司
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⑵ 、重整装置原料氯含量过高:1999年至2002年荆门分公司 进厂原油中发现江汉原油含有大量有机氯离子,引起重整装置严 重腐蚀。荆门分公司研究院通过对江汉原油跟踪分析,发现重整 原料有机氯离子含量居高不下,见表4。 表4:江汉原油重整原料氯含量分析
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2004年5月开工至今,重整装置已运行一年多, R201脱铁剂 更换了4次,预加氢反应器压降上升缓慢,截止目前压降一直维持 在0.05-0.07MPa,没有出现因预加氢反应器压降问题影响装置正 常生产的情况。
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