浅析重整预加氢压缩机C2101出口压力超高问题

摘 要：本文针对重整预加氢压缩机出口压力高的现象，分析了预加氢原料油氮含量，预加氢反应器床层上部结焦问题，及换热器中产生铵盐的原理与生成条件，并根据车间实际情况提出解决方案。

关键词：预加氢压缩机；氮含量；铵盐结晶；结焦

中图分类号：F40 文献标识码：A

1案例概述

催化重整装置1998年3月筹建，2001年4月动工兴建，2002年9月建成投产。装置由预处理、重整和公用工程部分组成。其原料是二连：长庆混合原油（10：3）的HK—180℃的直馏汽油馏分和加氢粗汽油。重整主要产品是研究法辛烷值（RON）为95以上的高辛烷值汽油，并副产氢气、轻石脑油、液化石油气。富氢气供加氢精制装置使用，轻石脑油和液化石油气送出装置。装置预处理部分包括预加氢反应系统，精制油脱氯反应器、精制油脱水分馏系统、精制油脱硫系统；催化重整装置的公称能力为10×104t/a，实际预处理能力为14×104t/a，重整进料量为12×104t/a，年开工率为8000小时。

2装置主要问题

为了降低装置的吨油能耗，车间要求提高加工量，使装置处于满负荷运转，当进料量提高时，随即预加氢循环氢压缩机C2101出口压力出现增长趋势，C2101出口压力最高限值为2.80Mp，运行当中压缩机出口压力一度达到甚至超过最高值，当调低进料量时，出口压力才恢复正常，严重影响了公司的生产计划，成为影响装置长周期运行的一个突出问题。经分析，怀疑预处理装置进料与反应产物换热器E2102A—F有一部分管程可能铵盐结晶堵塞，导致系统流程不畅通，形成压降，压缩机出口压力居高不下。

3装置E2102A—F工艺流程图（图1）

图1

（1）经过检修，打开换热器E210-2A—F头盖，进行检查，发现E2102F管程管束全部被白色的铵盐堵塞，E2102E有一半的管程被铵盐堵塞，如图2所示。

由工艺流程图可知，预加氢预缩机C2101来循环氢和预加氢进料在E2102F壳程前管线混合，直接进入E2102F壳程，依次进入E2102（E-A），通过换热器进行加热，同时取走反应生成油的反应热。反应生成油从从反应器出来，进入E2102（A-F）管程与进料进行换热，其热量是逐级经过换热器进行递减的，根据图一所示的结晶情况判断，当反应物流流经E2102E时，其温度就达到铵盐结晶的临界温度160℃。虽在预加氢反应器后设置脱氯罐进行脱氯，目的是脱除反应物中氯组分，但预加氢所消耗氢气是由重整反应生成。由于重整反应要求保证反应产物的辛烷值，就必须依靠注氯注水弥补双金属催化剂的酸性组分，所以重整所产氢气中含有的氯组分就被带入预加氢系统，与预加氢反应所产氮化物在适合的温度下结晶而成氯化铵，附着在换热器管束当中。

另外近一段时间预加氢进料的含氮量一直排偏高，工艺指标上要求直馏石脑油含氮量小于等于6PPm，而实际的原料油氮含量曲线图如图3、图4所示。

由曲线图上数据趋势可知，在二月和三月两个月内，约有22天的时间，预加氢进料直馏石脑油中氮含量≥6ppm，车间通过调高反应压力，适当的提升反应温度进行脱氮，则直馏石脑油中大量的氮组分在预加氢反应中被氢气还原，还原产物与系统中的氯组分反应形成的铵盐附着在换热器管束中，堵塞换热器，其一造成管道内压降增大，压缩机出口压力跟随增高，导致压缩机负荷变大。其二进料和反应产物换热效果下降，进料温度低，从而使预加氢加热炉的负荷加大，消耗大量的瓦斯气，不利于节能降耗。

（2）预加氢反应器中R2101上部床层结焦严重（图5），造成催化剂床层压降增大。也是导致预加氢压缩机C2101出口压力升高的原因。

（3）压缩机出口单向阀问题，单向阀堵。

4解决方法

（1）在停工检修期间，对E2102A

-E、A2101和压缩机出入口管线及过滤器进行水清洗，彻底清除铵盐结垢。

（2）延长在E2102B管程出口、E2102D管程出口注水点处注入除盐水的时间，适当加大注水量，增加注水的频次，在高分V2102处加强脱水，用以冲洗管束中结晶的铵盐。

（3）加强日常对预加氢进料换热器E2102压差的关注，并定期对换热器及加热炉进行差压测试，及时发现问题及时处理。

（4）更换压缩机出口单向阀。

（5）加强操作管理，加大对操作员工的培训力度，使其了解催化剂的性能与操作指标，严格按照操作规程进行操作，防止催化剂超温结焦。

5处理效果分析

经过以上处理措施的实施，压缩机C2101出口压力由2.7Mpa左右降低到2.50Mpa左右，减少了E2102处的铵盐结晶，可以灵活的增大直馏石脑油的加工量，严格控制操作温度，控制原料杂质含量，使得催化剂床层上部板结结焦速度减缓，为装置的长周期运行奠定了基础。

参考文献

[1]李大东.加氢处理工艺与工程[M].北京：中国石化出版社，2004.

[2]于静.DZ-1A重整预加氢精制催化剂的研制与应用[J].2005.

[3]邹高新.预加氢第一反应器压降上升原因分析及对策[Z].