连续重整装置运行问题及对策

刘国辉，刘如泉，张世强

（中石油辽阳石化公司油化厂，辽宁辽阳 111000）

连续重整装置在我国石油加工行业中占有着重要的地位。它起着三个重要的作用：生产优质清洁汽油组分，生产轻质芳烃，提供廉价氢气。连续重整装置运行性能状况直接影响到整个原油加工链的效益。但从现状来看，在连续重整装置运行的过程中，还存在一些亟待解决的问题。如二甲苯塔分馏效果的问题、重整催化剂粉尘量过多、重整原料杂质含量、预加氢反应器压差高的问题等。这些问题将直接影响到连续重整装置的稳定长周期运行。所以，本文仔细分析了问题存在的原因，并提出有针对性的措施。

辽阳石化油化厂1 400 kt/a 连续重整装置以直馏石脑油、加氢石脑油和加氢裂化重石脑油为原料，生产高辛烷值汽油调和组分、C6～C7馏分、混合二甲苯，同时副产H2和液化气等。装置由700 kt/a 石脑油加氢部分、1400 kt/a 连续重整部分及3 000磅/h 催化剂连续再生部分以及配套的公用工程部分组成。本装置的原料为常减压装置来的直馏石脑油和渣油加氢装置来的加氢石脑油，经加氢处理和拔头，与加氢裂化重石脑油混合，作为重整进料。装置的主要产品是高辛烷值汽油调和组分（C9～C10组分）、C6～C7馏分、混合二甲苯、拔头油、戊烷油、含氢气体、液化气、含硫燃料气、燃料气等。

1 二甲苯塔分馏效果的问题

1.1 存在的问题及其原因

二甲苯塔位于重整分馏部分的末端，进料为C8+重整油。该塔塔顶产混合二甲苯作为下游装置原料；塔侧线产C9～C10重整汽油；塔底产重芳烃。当按照装置设计要求，将塔底重芳烃收率控制在目标值时，发现侧线C9～C10重整汽油产品不满足质量要求。经分析发现侧线C9～C10重整汽油中C10+A 超过规定要求，同时有接近2%混合二甲苯组分。在保证二甲苯塔顶产品质量合格的情况下，无法通过调整塔顶回流量和塔底温度的方式使侧线C9～C10重整汽油合格[1]。而且二甲苯塔压力一直低于设计值，即使通过提高塔底温度和减小塔顶热负荷的情况下，依旧无法改善情况。从直观上判断，二甲苯塔压力低是造成该塔分馏精度无法满足设计要求的主要原因。但在其他操作参数均满足设计条件下，塔压偏低的主要原因只能是实际进料组成与设计中的参数有所偏差。尤其，进料中的C10+A 等重组分高于设计中所要求的参数，造成塔内物料整体挥发度小产生的压力低[2]。

1.2 问题解决对策

为了优化二甲苯塔分离效果，提高各种产品质量，需要调整重芳烃采出量。在充分保证塔顶混合二甲苯满足产品指标的前提下。通过多采塔底重芳烃，来减少二甲苯塔侧线汽油中组分中C10+A 含量，降低汽油调和组分干点与高黏度组分提升汽油品质。同时当塔内中C10+A 比例减少后，塔釜油整体挥发度提高，塔压明显升高，二甲苯塔侧线中混合二甲苯组分含量可以低于1%，提高了混合二甲苯产品收率以及经济效率。

2 催化剂粉尘量过多问题

2.1 存在的问题及其原因

催化剂再生系统是整套装置的核心部分，催化剂再生效果直接影响重整催化剂运行性能。催化剂再生系统有两个分离料斗，待生催化剂分离料斗及再生催化剂分离料斗。在催化剂分离料斗中，来自催化剂除尘风机的淘析气将催化剂中少量粉尘从分离料斗的顶部吹出，至催化剂粉尘收集器。粉尘收集器顶部出来的气体一部分经催化剂除尘风机增压后作为淘析气使用，另一部分作为提升氮气由催化剂提升风机循环回L-阀组。粉尘收集器达到一定差压后，启动反吹程序，自动吹扫粉尘收集器过滤布袋上的催化剂粉尘，催化剂粉尘经粉尘收集罐收集后，重整催化剂粉尘进行回收。

催化剂粉尘量增大是催化剂再生系统的运转危害之一。轻则催化剂再生部分提升不畅，影响装置处理量和苛刻度。重则堵塞约翰逊网，造成装置非计划停工。出现该状况后，首先应检查反应器差压、温降等主要参数是否正常，判断内构件有无明显损坏；能坚持运行时，要保证装置处理量稳定，保障催化剂粉尘淘析干净，严格控制好再生参数，保障再生运转，逐步将再生系统趋向平稳，待有条件时进行处理解决。

再生催化剂粉尘量升高，代表着重整催化剂消耗量增大。重整催化剂金属成分铂较贵，催化剂消耗量增大会造成生产成本升高。所以减少重整催化剂消耗量对生产装置的经济效益有着相当重要的意义。首先，装置需要控制再生器烧焦温度；催化剂烧焦温度高会使催化剂担体结构被改变、损毁的概率增加，产生大量的催化剂粉尘。其次，催化剂粉尘若没有淘析干净，催化剂携带大量催化剂粉尘，逐渐在系统累积，将导致催化剂提升不畅、催化剂下料管堵塞、还原区及缓冲区料位波动。因此装置必须加强催化剂卸粉尘管理。

2.2 问题解决对策

第一，在保证催化剂上结焦充分燃烧，控制再生器烧焦峰值。同时，加强对再生操作岗调整操作管理，要求细化操作步骤，避免烧焦区温度大幅度波动。第二，调整分离料斗淘析气量，控制整粒催化剂占催化剂粉尘的30%以上，将催化剂粉尘及半碎粒催化剂尽量淘析出来。粉尘收集器滤袋的压降上升周期逐渐变短，反吹无法将导致粉尘吹掉，待生催化剂粉尘收集器、再生催化剂粉尘收集器的滤袋堵塞。装置应及时更换粉尘收集器的滤袋，保证催化剂除尘效果。

3 重整原料杂质含量问题

3.1 存在的问题及其原因

重整反应系统中存在过量的水时，会洗掉催化剂上的氯，将导致催化剂的酸性功能失去平衡，因此必须严格控制重整进料中的水含量。重整催化剂“怕水”，进入催化剂中的水受热后会迅速膨胀，一部分催化剂会立刻碎裂，而大部分催化剂虽不会立即碎裂但机械强度会大幅下降。长期运行，催化剂粉尘生成量增大，催化剂上铂晶粒聚合，造成催化剂性能下降和寿命减短。重整进料由加氢裂化重石脑油及预加氢精制油构成。加氢裂化重石脑油自罐区占重整原料约一半。重整目前预加氢精制油中水含量基本低于10mg/kg；加氢裂化石脑油的水含量20～40mg/kg，导致重整进料水含量一直处于15～20mg/kg。

加氢裂化石脑油水含量高则通过调度联系上游装置做好原料脱水，加强D-211重整进料缓冲罐的脱水操作。2019年7月，加氢裂化重石脑油自芳烃厂罐区带明水，重整反应总温降由230℃降至180℃，重整氢外送量由53 000m3/h 降至42 000m3/h。重石缓冲罐D-211加强脱水。重整反应部分降温降量，重整进料量由120t/h 降至103t/h，重整反应器入口温度由518℃降至510℃，保护重整催化剂。重整催化剂R-334的比表面积严重下降。

3.2 问题解决对策

定期校验仪表，确保重整循环氢的水分析仪好用。在重整进料管线安装在线水分析仪器，实时监控重整原料水含量，避免原料水含量突然升高对重整催化剂的机械强度、比表面积造成冲击。

4 预加氢反应器压差问题

4.1 存在的问题及其原因

来自炼油厂常减压装置的直馏石脑油和来自油化厂渣油加氢装置的加氢石脑油进入装置预加氢进料缓冲罐 （D-101），缓冲脱水后经预加氢进料泵（P-101A/B）升压与预加氢循环压缩机（K-101A/B）来的循环氢混合，经过预加氢进料换热器（E-101A/B）壳程换热后进预加氢进料加热炉（F-101）加热，升温到反应温度进入预加氢反应器（R-101），原料油在催化剂和H2的作用下进行加氢精制反应，脱除原料中的有机硫、氮、氧、氯化合物和金属杂质，并使烯烃饱和。反应产物经高温脱氯反应器（R-102）脱除其中的氯，去预加氢进料换热器（E-101/A/B）管程与进料换热后，经预加氢产物空冷器（A-101A/B）、水冷器（E-102A/B）冷却后进入预加氢反应产物分离罐（D-102），进行气液分离。预加氢反应采用了氢循环流程，由二台往复式循环氢压缩机（一开一备）来完成，预加氢消耗的氢气由重整氢经增压提纯脱氯后补入预加氢产物分离罐。

2019 年12 月，预加氢反应器R-101 的压差缓慢升至450kPa，超过催化剂技术协议的保证值150kPa。预加氢反应部分停工检修期间，催化剂及保护剂撇头，F-101炉管爆破吹扫，清洗E-101A 管束。检修中发现R-101顶部催化剂瓷球中黑色粉末且局部存在板结、F-101炉管爆破的杂质较多、E-101A 壳程管束表面有积碳存在。经过化验分析，结垢物含Fe、S、C等元素。预加氢催化剂床层设计顶部为瓷球，无积垢篮。F-101炉管爆破吹扫从加热炉的入口充压，在加热炉出口进行爆破至出口无杂质为止。清洗E-101A 壳程管束。

4.2 问题解决对策

混合石脑油过滤器的滤网进行加密，SR-101使用300目滤网替代80目滤网，保证过滤后尽量不含固体物杂质。过滤出更多预加氢反应进料中的铁锈、污泥、重金属等固体杂质。及时切换防止过滤网损坏导致压降上升。强化上游原料控制指标的监控，严格控制直馏石脑油的干点，严防原料带明水进入预加氢反应系统。

在催化剂床层顶部装填“鸟巢”保护剂代替瓷球。“鸟巢”保护剂作用：①在提高催化剂床层空隙率的同时，大幅提高对结焦前驱体的转化能力和容垢能力；②通过改善机械杂质和固体垢物的沉积分布，明显减缓反应系统压力降的上升；③通过改善物流分布，显著提高了主催化剂的利用率，从而达到改善产品质量和延长装置运行周期的目的。“鸟巢”保护剂拥有巨大的空隙率及床层截面开口面积，容垢能力大幅提高，通过合理级配装填不同规格保护剂，能够显著降低床层压力降上升速率，延长装置运行周期。自加装“鸟巢”保护剂后，预加氢反应器R-101的压差低于60kPa（远低于催化剂技术协议的保证值150kPa），之后预加氢反应器未撇过头。

5 结束语

在连续重整装置运行的过程当中，在二甲苯塔分馏部分、催化剂再生系统粉尘量、重整原料杂质含量、预加氢反应器压差等方面都还存在问题。这些问题影响装置经济效益及安全平稳运行。当处理连续重整装置长周期运行存在的问题时，要通过分析具体装置问题产生的原因，并制定有针对性的解决对策，为连续重整装置的高效、稳定运行奠定扎实基础，推动我国石化业进步。