發表時間： 2024-03-14 09:29:55
作者： 石油化工設備維護與檢修網
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裝置概況
中國石油遼河石化公司600kt/a連續重整裝置于2012年12月開工，重整反應再生部分采用UOP Cyclemax氯吸附工藝技術。再接觸單元采用二級逆流再接觸工藝，配置3臺往復式增壓機，正常運行兩開一備。自2018年以來，增壓機結焦問題持續存在影響裝置平穩運行，嚴重制約裝置機組的長周期運行。
01 裝置再接觸工藝流程
重整反應產物分離罐（D1201）頂一部分富氫氣體先經增壓機一級壓縮冷卻后與2號再接觸罐底油混合后進入1號再接觸罐，在罐內氣液分離后，罐底油經液相脫氯送入脫戊烷塔進行精餾。1號再接觸罐頂氣體再經二級壓縮冷卻后與D1201罐底油混合后送入2號再接觸罐，在罐內進行氣液分離，罐底油送入1號再接觸罐，2號再接觸罐頂氣體脫氯后送入PSA氫氣提純單元。
02 增壓機組簡介
重整氫增壓機K1202A/B/C是4M型兩級壓縮往復活塞壓縮機。其額定功率1996kW，排氣量22dam3/h，一級吸氣壓力0.80MPa，一級排氣壓力0.85MPa，二級吸氣壓力0.85MPa，二級排氣壓力2.30MPa。氣缸和填料采用有油潤滑方式，注油器為單獨電機驅動。
問題描述
（1）重整氫壓縮機在2012年年底投用，剛開始的一年多故障率不高。自2014年9月開始，故障率明顯上升，其主要表現為氣缸部分的易損件使用壽命縮短，尤其是二級排氣閥故障率很高。據統計，自2014年9月到2016年5月，21個月里發生二級排氣超溫故障34次，更換二級排氣閥129件。相當于平均每個月檢修1.6次，平均每個月更換二級排氣閥6件。
（2）本周期裝置2018年9月開工運行，到2020年5月，增壓機組因氣缸、氣閥、填料等部位積炭問題累計檢修13次，機組平均運行時間75d。
對K1202機組解體檢修，發現氣缸和氣閥內存在大量的膠質聚合物，同時氣閥閥片有部分損壞，填料環內也有大量的聚合物，聚合物粘附在活塞上，使活塞與端蓋的余隙變小而發生了碰撞，導致活塞環搭口部分發生損壞。裝置關鍵機組故障率高和運行周期短，不但嚴重影響生產安全平穩運行，而且花費了大量費用，大幅增加了操作工和檢修人員的勞動強度。
原因分析
對故障氣閥解體檢查，發現氣閥本體及各個零附件均粘結一層黑色焦油狀物質，有的已結成了硬塊，閥片、閥蓋密封面、閥座密封面及部分彈簧均發生了不同程度破損。根據觀察，判斷是這種黑色焦油狀物質導致氣閥故障。對氣缸及氣閥上的焦油狀物質進行元素分析，見表1。
從表1可以看出，該結焦物缺氫程度較低，為富氫物質。查閱文獻，其他煉油廠對重整氫增壓機結焦物做過詳細分析，增壓機結焦情況相似，推斷重整氫增壓機結焦的原因，主要是重整反應產物中含有的C3，C4小分子不飽和烴類與催化劑流失的氯一起進入增壓機氣缸中，隨壓縮過程中溫度、壓力的升高加速了不飽和烴的聚合，生成了大分子烴類，最終形成積炭，粘附在氣缸壁及氣閥上，造成增壓機氣閥等部件的損壞。從工藝運行條件和設備部件結構兩方面進一步分析如下。
01 工藝運行條件
（1）本周期采用PS-Ⅵ重整催化劑，與上周期催化劑相比，新催化劑的比表面積大，持氯能力強，同時由于再生注氯量偏大，催化劑氯含量高，如圖3所示。
從圖3可以看出，再生催化劑氯含量有較長時間超過上限指標（1.3%）。催化劑酸性功能增強，造成反應產物中烯烴含量增加。
（2）柴油改質重石腦油干點偏高（大于180℃），進入重整反應后，重整催化劑積炭量增大（見圖4），造成催化劑活性損失，從而需要較高的反應溫度，裂化反應加劇，烯烴含量增加。
（3）再接觸空冷器冷后溫度偏高，氣液分離效果不好，氣相中C3，C4組分增多，導致不飽和烴含量增加，同時還會出現壓縮氣體帶液，進一步加劇了增壓機積炭問題。
02 設備部件結構型式
原增壓機氣閥采用網狀閥片，為面密封型式，當閥片上出現結焦后，閥片極易因受力不均勻而損壞，造成機組排氣超溫。
采取措施
01 工藝調整
（1）降低再生注氯量以降低再生催化劑氯含量，合理控制裝置的水氯平衡，減少裂解反應的發生。從2019年8月2日開始裝置多次降低再生注氯量，已從0.36kg/h降低至0.28kg/h。再生催化劑氯含量調整情況如圖5所示。
從圖5可以看出，催化劑氯質量分數已逐漸下降至1.1%~1.2%，維持在適宜的范圍。可以在保證產品質量合格的前提下，盡量降低重整反應溫度，減少重整反應中的裂化反應，從而減少烯烴的生成。
（2）加強上游裝置石腦油干點的控制，要求直餾石腦油干點不高于180℃，柴油改質重石腦油干點不高于175℃，同時提高裝置反應循環氫流量，提高催化劑循環速率，從而減少催化劑積炭量，保證催化劑在反應過程中維持較好的活性，反應溫度較之前降低了3~5℃。
（3）對增壓機入口空冷器A1203和A1201A/B的噴嘴進行改造，并在空冷器的百葉窗上安裝濾網，避免柳絮、飛蟲進入水箱中，防止空冷噴淋水嘴堵塞。定期清理空冷噴淋水泵過濾器及百葉窗濾網上的柳絮和飛蟲，保證介質冷卻效果。
（4）加強增壓機入口緩沖罐脫液，投用增壓機入口管線伴熱，控制增壓機氣缸冷卻水溫度高于介質溫度5℃，在增壓機啟機前，加強入口管線脫液，避免增壓機入口帶液。
（5）降低控制機組注油器的注油量，避免因注油量大可能導致的結焦。
02 設備改造
針對網狀閥片在使用中存在的問題，將重整氫增壓機的網狀閥改造成環狀閥（見圖6），在2018年4月和6月分別應用到增壓機K1202B/C后，效果較好。
（1）把原網狀閥片改成多個環狀閥片，使氣閥的密封型式由面密封變成線密封，氣閥的密封性能更可靠，效率更高。
（2）把閥片材質由原來的PEEK改成PC（PEEK+碳纖維），提高了閥片的強度和耐沖擊性。
（3）對閥片、閥座和閥蓋采用型面化設計，既增加了氣閥的流通面積，又減少了油黏滯對閥片的影響。
（4）采用粗壯的彈簧和獨特的非金屬彈簧保護套結構，提高了彈簧的可靠性。
編 輯 | 化工活動家
來 源 | 遼河石化 煉油技術與工程
作 者 | 潘顯良
關鍵詞 | 連續重整 增壓機組 結焦分析 對策
