600kt/a逆流重整装置运行问题分析

2018-07-07孟相萍

山东化工 2018年11期

孟相萍

(中海油石化工程有限公司，山东济南 250000)

石化公司600kt/a逆流移动床连续重整装置首次采用逆流移动床工艺技术，与现有的连续重整相比，工艺条件更加优化合理，流程特点鲜明。重整装置以低辛烷值直馏石脑油和少量加氢焦化石脑油为原料，经过加氢预处理后的精制油进入重整反应部分，生产清洁高辛烷值汽油调合组分，同时副产少量的氢气、液化气、化工轻油等产品；副产的氢气直接供给PSA装置作为原料进行氢提浓。由于此装置技术比较新，设备国产化较多，该装置自首次开工以来，也出现了不同程度的问题，经过34个月的运行后，设备问题开始凸显，阀门内漏、故障等情况开始出现。

1 仪表、阀门问题

1.1 再生循环气干燥器DR701程控阀问题

现象及处理过程：

再生干燥器DR701程控阀UV73009在加热切换至冷却时多次不能正常打开，干燥器程序停止，催化剂循环再生系统停工，干燥器DR701切出系统，撤压，拆卸此阀，内部阀板与底座连接处锈蚀较为严重。

原因分析及解决措施：

再生循环气自再生系统排出，经过碱洗及水洗后气体略带酸性，含水汽后对干燥器程控阀造成腐蚀。久而久之，阀板与阀体之间锈渣累积，造成阀门关闭不严。此阀反复故障造成催化剂循环再生系统停工，严重影响到重整催化剂活性，造成重整生成油辛烷值降低及产氢量降低。解决措施就是常备阀门、及时更换。

1.2 再生循环气干燥器蒸汽切断阀UV73013故障

现象及处理过程：

03：30左右，再生循环气干燥器DR701出口循环气露点出现报警，04：05左右，再生循环气露点达到-18.16℃，并出现急剧上升现象，上升趋势如图1所示，排查原因发现干燥器蒸汽切断阀UV73013出现故障，未能打开，再生系统停工。

图1 再生循环气露点变化曲线

原因分析及总结：

此次再生停工是由于加热蒸汽切断阀UV73013故障引起，此问题开工近两年首次遇到，随后又多次出现因故障不能正常打开的情况。鉴于此，对此阀进行了更换。

再生系统停工，对干燥器内干燥剂进行再生：

(1)通过切断再生器与碱洗系统、干燥器、K-701之间的联系，将压缩机K-701全部打返回，对干燥器两个干燥塔进行循环再生，减少干燥剂含水量，在再生过程中将干燥器前端及后冷器后汽水分离器放空开大，排明水。在再生加热阶段，干燥塔底部进去的热气想彻底穿透整个床层需要较长的时间，比如在对干燥器B罐进行加热时，干燥塔顶部出口温度一直不升高，为此根据干燥塔顶部出口温度及时调整了加热时间，保证此干燥塔床层彻底被穿透，将水分尽量多的携带出来，通过此次对干燥塔进行加热再生发现，穿透整个干燥塔床层大约需要215min。

(2)在此次对干燥器内干燥剂再生过程中，K-701返回线全开，气体全部打返回，由于K-701出口管线为DN300管线，而压缩机返回线为DN150管线，造成压降很大，压缩机出口压力0.42MPa，而进入碱洗罐后压力只有0.18MPa，此时压缩机压缩比较大，造成出入口温度上升，出口温度直逼135℃高高联锁值，因此采取了开干燥器副线阀方式来降低压缩机入口温度，在一定程度上降低了压缩机入口温度。

1.3 重整增压机K-202返回线PV21001B定位器故障

现象及处理过程：

10：24左右，K-202二反二PV21001A/B不断关闭，10：35左右，二反二PV21001A/B全关，PIC21001在自动状态下，控制打开PV20501A/B。PV20501A/B、PV21001A/B变化曲线如图2所示。

图2 PV20501A/B、PV21001A/B MV值变化曲线

D-202气体向D-201返回，D-201压力上涨，此时PIC21001与PIC20501压力控制涉及到低选问题，PIC21001与PIC20501控制PV20501A/B方向正好相反，在低选作用下，按照程序设定，PV20501A/B听从PIC21001控制，PV20501A不断打开，造成D-201压力不断上涨，最终上升至0.283MPa。D-201 压力曲线如图3所示。

PIC20501在自动状态下，不断提高PIC20501阀位，待超过50%后，PIC20501转为控制PV20501C阀动作， D-201泄压阀打开，最高开至7%阀位，后及时将PV20501C改手动关闭，放火炬量并不大，未造成较大影响。PV20501C阀位曲线如图4所示。

图3 D-201压力曲线

图4 PV20501C阀位(MV值)曲线

原因分析：

事故初，由于DCS显示D-202压力持续上升，此时二反二PV21001A/B处于全关状态，认为K-202二级压缩能力不足，但重整外送氢量并无异常减小情况，经分析，二反二PV21001A/B可能漏量，现场排查发现，在DCS显示PV21001A/B全关的情况下，阀门位置仍然能听到气体过量的声音，尤其是PV21001B处声音较大，定位器显示此阀现场有5%的开度，定位器出现故障，将PV21001B切除，在B阀切除前D-202压力不断上升，最终上升至0.88MPa，切除后，压力不再上升，联系仪表处理正常后投用，D-202压力不再上升，慢慢调整至0.78MPa。

事故总结：

(1)在重整外送氢压缩机K-202未出现停机事故的情况下，D-201压力上升，在可控范围内，不需要放火炬，此次D-201压力最高上升至0.283MPa，并不高，若PV20501C自动状态下打开，应迅速关闭，如短时间内查找不到原因，时刻关注D-201压力，视情况再慢慢开PV20501C进行泄压，最终上升压力不能接近D-201安全阀起跳压力0.42MPa。

(2)在发生此种事故时，在人员较少的情况下，应迅速将催化剂循环停下，即拍下一反下密封、再生上密封、再生下密封、催化剂循环停车联锁，调整好再生配风，这样既能防止发生氢氧互串的风险，又能使操作员抽出时间调整再接触部分压力及预处理、重整系统，除此之外，现场的排查很重要，此处阀门的漏量也是及时排查才得以发现。

(3)分程器控制说明：

①PIC20501：在0～50%阀位时，一回一控制阀PV20501AB起作用，在0阀位时，PV20501AB全开；50%阀位时，PV20501AB全关。一回一控制阀开关顺序为：在关阀时，先关PV20501B，后关PV20501A；开阀时，先开PV20501A，然后开PV20501B。当阀位在50%～100%时，PV20501C起作用，当PIC20501阀位50%时，PV20501C为全关，当PIC20501阀位100%时，PV20501C阀位全开。

②PIC21001：在0～50%阀位时，二回二控制阀PV21001AB起作用，在0阀位时，PV21001AB全开；50%阀位时，PV21001AB全关。二回二控制阀开关顺序为：在关阀时，先关PV21001B，后关PV21001A；开阀时，先开PV21001A，然后开PV21001B。当阀位在50%～100%时，一回一控制阀PV20501AB起作用，当PIC21001阀位50%时，PV20501AB为全关，当PIC21001阀位100%时，PV20501AB阀位全开。

③PIC21002：在0～50%阀位时，控制阀PV21002起作用，在0阀位时，PV21002全关；50%阀位时，PV21002全开。当阀位在50%-100%时，二回二控制阀PV21001AB起作用，当PIC21002阀位50%时，PV21001AB为全关，当PIC21001阀位100%时，PV21001AB阀位全开。

注：在操作过程中，如果把控制阀单独解手动进行操作，操作完成再次投自动前，需要将对应的分程器解手动进行对表，然后再依次将控制阀及分程器投自动，控制阀此时接受分程器信号，转为自动控制。

(4)低选控制说明(举例说明)：

①正常状态：PIC20501通过控制一反一PV20501A/B来调节D-201压力；PIC21001通过控制二反二PV21001A/B来调节D-202压力；PIC21002通过控制氢气外送PV21002来调节D-203压力。

②事故状态：D-201、D-202压力上升，超过设定值，例：如图5所示，D-201压控PIC20501阀位MV47%，则作用到PV20501A/B的MV值为94%；D-202压控PIC21001阀位MV值60%，则二反二PV21001A/B 100%，全关，为降低D-202压力，PIC21001控制一反一PV20501A/B，此时PIC21001作用到PV20501A/B的MV值为80%；PIC21001作用到PV20501A/B的MV值80%小于PIC20501作用到PV20501A/B的MV值94%，则受低选作用，PV20501A/B听从PIC21001的控制，继续开一反一PV20501A/B，PIC20501在自动状态下，阀位超过50%后，控制PV20501C进行泄压，来降低D-201压力。PIC20501的阀位超过50%后，即事故状态下，PIC20501作用到PV20501A/B的MV值为100%，始终大于PIC21001作用到PV20501A/B的MV值，即一直听从PIC21001的控制。

图5 压控阀阀位相互关系

1.4 重整高分罐D-201压力PIC20501假指示

现象及处理过程：

2016年6月21日，济南遇较大暴雨，导致D-201压力出现假指示，在自动状态下，PIC20501控制PV20501A/B关，初始判断是由于气温突降，A-201冷后温度下降5℃，氢纯度上升，重整循环氢量降低4000Nm3/h，造成D-201压力上升。于是进行调整，手动关闭压缩机K-202一反一PV20501A/B，催化剂循环部分差压波动较大，进一步分析判断为D-201压力假指示，实际压力与显示值相反。立即将D-201压控PIC20501置手动控制，根据D-206压力手动调节PIC20501，控制一反一开度，将D-201压力调整至0.25MPa，包括后期提量过程，同样通过手动调节来控制D-201压力。

事故总结：

在雷雨天气下，此类仪表密封不严，易造成仪表进水，出现假指示，建议对此类关键仪表做好防护。

2 碱洗部分堵塞及腐蚀问题

2.1 碱洗部分管线阻塞

再生碱洗部分碱侧pH值9.3左右，此部分含盐污水极易出现结晶现象，通常情况下通过蒸汽吹扫进行吹通处理，装置为防止出现吹扫不通造成再生停工事故，新铺设一条D-706至P-706管线，作为备用；除此之外，目前通过加大碱侧补水来减少含盐污水外送管线堵塞现象发生。

2.2 碱洗部分腐蚀

再生循环气水洗水pH值6.0，弱酸性，对水洗水外送管线及阀门腐蚀较为严重，曾多次出现碱洗罐D-706水侧液控阀LV70101腐蚀泄漏情况；除此之外，再生循环气携带弱酸性水汽进入后续干燥器DR701，对DR701阀门及换热器造成腐蚀，2015年4月29日，DR701重整装置循环水用量降低，经分析判断后冷器管束发生泄露，拆卸后发现换热器管束腐蚀较为严重，部分管束有较大腐蚀穿孔。

3 催化剂循环部分差压控制阀设计偏大问题

催化剂循环系统中一反、二反、三反上部料斗与反应器间差压控制阀及二反、三反、四反下部料斗与反应器间差压控制阀设计偏大，为保证正常差压，此类阀门开度较小，大约在2%左右，阀门在小开度时波动较大，造成此处差压波动较大。装置将在检修期间更换此类阀门。

4 重整干气去向问题

D-205顶干气目前去向为重整增压机外送氢压缩机K-202级间罐D-202，流量约在800Nm3/h，由于干气中氢气含量较低，对此部分气体的反复压缩无疑是造成了能源的浪费。此部分气体曾试图改至重整燃料气系统，但存在两个较为重要的问题，一是K-202级间罐D-202内氢气倒串至瓦斯系统，此部分氢气含有氯组分，形成氨盐，易造成燃料气管线阻塞；二是目前干气与瓦斯系统碰口在瓦斯罐D-405压控阀后，由于干气量波动较大，干气改去瓦斯系统后造成加热炉燃料气及长明灯压力波动较大，计划在装置大检修时将碰口改至压控阀前。