600kta连续重整装置长周期运行分析.docx

1、600kta 连续重整装置长周期运行分析连续重整装置长周期运行分析 600kta连续重整装置长周期运行分析 孙福林 炼油事业部 摘 要 介绍 600kt/a连续重整装置在第三周期运行过程中，为确保装置长周期运行所做的操作优化和技术攻关方面的工作成效。连续重整装置在第三周期安全平稳运行1100 天，装置负荷率率为 95.53%，产品液收达到 90.04%，其中催化剂连续使用 2526天，催化剂循环再生 480 圈，制造了国内同类装置运行周期最长记录。装置长周期运行过程中能耗操纵、产品质量操纵和设备安全平稳运行操纵方面的体会，可为同类装置保持长周期运行提供参考。关键词 连续重整 能耗操纵 产品质量

2、 设备爱护 长周期 概况 作业五区 600 kt/a连续重整装置是炼油事业部“九 五”期间投资的一个重要装置，装置于 1998年 6 月建成投产。装置由 723.40 kt/a预处理部分、600 kt/a重整反应部分以及 450 kg/h 催化剂连续再生部分、520 kt/a重整油分馏部分组成。装置以低辛烷值石脑油为原料，生产高辛烷值汽油（RON为 100）调和组分、C6组分、液化气、并副产氢气。C6组分至芳烃抽提装置，以满足市场对苯和 6#溶剂油的需求，液化气可作为车用液化气调和组分，重整装置副产氢气可为加氢装置提供廉价的氢源。装置反应部分采纳 UOP 第二代超低压连续重整反应工艺，催化剂再

3、生部分采纳 UOP 第三代CycleMax 连续再生工艺技术。连续重整装置于 1998 年 6 月开工投运后，分别于 2000年 5月、2002 年 5 月、2005 年 6 月进行了三次停工检修，其中 2006 年 6月 10日至 2005 年 6月 15日，装置连续安全平稳运行 1100 天，其中催化剂连续使用 2526天，催化剂循环再生 480圈，制造了国内同类装置运行周期最长记录。本文着重对装置第三周期长周期运行情形和确保长周期运行的技术措施进行分析总结。长周期运行综合分析 连续重整装置第三周期共开工 1100天，加工预分原料 2299376 t，重整进料1891573 t，精制油 4

4、718 t，生产出合格高辛烷值汽油 1228518 t，占重整进料约64.95%，提供小重整原料 C6组分油 474635t，占重整进料约 25.09%，同时副产氢气体127376 t，占重整进料的 6.73%，液化气 52720 t，占进料约 2.79%。第三周期重整进料最大为 78.5 t/h（标定值，76.25 t/h），最小处理量为 45 t/h，平均进料量为 71.65 t/h，平均负荷率为 95.53%。第三周期重整料占预分料的比例为 82.26%，平均负荷率为 95.53%。重整装置负荷率较高，处于高空速运转，装置潜能充分发挥，由于原料芳烃潜含量变化较大，一样在 25%40%，最

5、低达 25%以下，但在较高空速工况条件下，芳烃转化率仍旧较高（约为 150%185%），装置液收率等重要技术指标均达到事业部的考核指标，差不多达到最佳值。长周期运行前后期要紧操作参数对比 装置长周期运行前后期要紧操作参数见表 1。表 1 装置长周期运行前后期要紧操作参数 项目 设计指标 2002年 6 月15 日数据 2005年 6月15日数据 预加氢反应器进口温度/280350 290.3 300.1 重整反应器(一反四反)进口温度/480550 495.2 510.2 重整反应氢油比（分子比）1.8 2.24 3.31 四合一炉（F201204）炉膛温度/960 756.8 858.2 预

6、加氢进料量/t h-1 4899 88.5 89.5 预加氢氢油比（体）150 167.78 211.3 预加氢产品分离罐压力/MPa 1.752.2 1.812 1.815 预加氢汽提塔塔底温度/150220 187.6 195.2 预加氢汽提塔塔顶回流罐压力/MPa 0.81.3 1.203 1.201 预加氢分馏塔塔底温度/150185 157.6 160.8 预加氢分馏塔塔顶回流罐压力/MPa 0.30.4 0.35 0.35 重整进料量/t h-1 4582.5 75.2 75.1 脱戊烷塔塔底温度/188225 199.6 200.3 脱戊烷塔塔顶回流罐压力/MPa 0.80.96

7、 0.884 0.886 重整产物分离器压力/MPa 0.230.27 0.240 0.240 重整 2#再接触罐压力/MPa 1.952.2 1.962 1.971 C4/C5 分离塔塔底温度/115145 123.7 135.5 C4/C5 分离塔塔顶回流罐压力/MPa 1.201.35 1.271 1.265 脱 C6 塔塔底温度/130160 141.3 143.3 脱 C6 塔塔顶回流罐压力/MPa 0.010.08 0.035 0.028 待生催化剂提升气总量/Nm3 h-1 130140 135 135 再生催化剂提升气总量/Nm3 h-1 190205 195 196 置换气流

8、量/Nm3 h-1 250 285 285 催化剂一段还原入口温度/365377 370.2 369.7 催化剂二段还原入口温度/475482 480.4 480.1 再生器燃烧段入口温度/465477 475.5 476.0 再生器烧焦区床层温度/593 545.6 521.5 再生烧焦区氧含量，%1.0 0.560 0.596 再生器烧焦区气体出口温度/565 475.5 469.8 再生器干燥区入口温度/540565 560.3 554.8 除尘风机（K251）出口流量/Nm3 h-1 14001600 1456 1445 在装置开工初期，催化剂活性和选择性较好，因此选择较低的反应温度和

9、氢油比就能满足产品质量要求；而运行后期，催化剂活性和选择性有所下降，为了确保产品质量，提升了反应温度和氢油比。总体而言，在本周期运行过程中，工艺指标操纵正常，产品质量合格，装置运行平稳。原料性质及要紧产品性质对比 装置长周期运行前后期重整原料及产品性质对比见表 2。表 2 装置长周期运行前后期重整原料及产品性质 项目 运行前重整进料 运行后重整进料 运行前重整产物 运行后重整产物 N(环)C5，%0.44 0.3 0.50 0.5 P(烷)C5，%0.54 0.1 2.55 2.9 N(环)C6，%5.61 5.9 0.82 0.6 P(烷)C6，%12.29 13.6 13.08 15.6

10、A(芳)C6，%0.67 1.1 5.56 8.2 N(环)C7，%10.83 11.3 0.3 0.4 P(烷)C7，%13.95 20.6 9.6 11.0 A(芳)C7，%1.65 1.5 14.81 16.0 N(环)C8，%11.38 4.3 0.31 0 P(烷)C8，%15.8 21.1 3.9 3.9 A(芳)C8，%3.4 2.9 22.99 26.3 N(环)C9，%8.56 4.8 0.02 0 P(烷)C9，%11.15 10.0 0.6 0 A(芳)C9，%1.36 0.8 16.4 13.2 芳潜，%33.29 25.69 61.09 50.50 汽油辛烷值 100

11、 102 芳烃转化率，%165.16 176.89 在装置开工初期，催化剂活性和选择性较好，因此芳烃转化率和汽油辛烷值都较高，而在运行后期，由于专门好地操纵了再生系统操作，保持了较好的催化剂活性和选择性，同时由于提升了反应温度，芳烃转化率和汽油辛烷值仍旧较高。本周期开工初期炼油事业部加工原油以石蜡基为住，故重整原料芳烃潜含量较低，但由于转化率高，汽油质量仍旧能满足要求，而自 2003年开始，炼油事业部加工原油中间基逐步增多，故芳烃潜含量较高，虽转化率降低，但汽油质量仍旧能满足要求。物料平稳 装置长周期运行物料平稳（2002年 6月 10 日2005年 6月 15 日）见表 3。表 3 装置长周

12、期运行物料平稳 项目 总量/t 收率，%平均量/t h-1 预分馏料 2299376 100 87.10 拔头油 327115 14.23 12.39 液化气 41424 1.80 1.57 气体 24693 1.07 0.94 精制油 4718 0.21 0.18 重整原料 1891573 82.26 71.65 重整进料 1891573 100 71.65 汽油 1228518 64.95 46.53 C6产品 474635 25.09 17.98 液化气 52720 2.79 2.00 氢气 127376 6.73 4.82 缺失 8324 0.44 0.32 在本周期生产运行过程中，装

13、置操作平稳，产品分布完全满足生产需要，其中装置负荷率达到 95.53%，平均液收达到 90.04%，副产氢气 127276 t（大约相当于一套25000 Nm3/h 制氢装置 1100 天满负荷产氢量），制造了可观的经济效益。长周期运行操纵过程绩效分析 长周期运行能耗操纵分析 能耗操纵遇到的要紧困难 随着装置运行周期延长，预加氢催化剂和重整催化剂由于结焦、积垢及活性金属缺失等缘故导致催化剂活性和选择性逐步变差，为确保重整进料质量和重整产品质量，必须按照生产需要逐步提升预加氢反应温度和重整反应温度，预加氢进料加热炉和重整四合一反应炉负荷逐步增加，导致燃料消耗逐步增加。随着装置运行周期延长，加热炉

14、炉管管路腐蚀剥层及油品结焦引起的结垢逐步累积于管路中，加热炉炉管外壁会逐步积灰，导致炉管传热系数下降，为满足分离塔供热及反应供热需要，重沸炉和反应加热炉负荷逐步增加，导致燃料消耗逐步增加。由于管路腐蚀剥层及油品结焦引起的结垢逐步累积于管路中，导致管路压降增加，为坚持系统运行，必须要提升机泵和压缩机出口压力，增加动设备负荷，导致电耗逐步增加。随着装置运行周期延长，动设备故障频率增加，专门是氢气增压机 K202/ABC 和预加氢循环机 K101/AB，由于阀片结焦或积垢等缘故导致机组排气量下降，不得不频繁停机检修清洗阀片，机组在切换和试运过程中都会额外增加电耗，由于 K202/ABC和 K101/

15、AB是装置要紧耗电大户，因此机组检修会导致装置电耗增加。其它方面，随着装置运行周期延长，冷却器管路结垢会增加循环水消耗；空冷器翅片结垢或积灰会增加电耗；蒸汽管路静密封泄露无法消缺导致蒸汽消耗增加等。3.1.2 操纵能耗的要紧措施 严格操纵加热炉操作，重点操纵好排烟温度和过剩空气系数：排烟温度一样操纵在 175左右，一是防止露点腐蚀，二是尽量通过空气预热器回收烟气余热；过剩空气系数一样操纵在 1.15左右，一是确保燃料燃烧完全，防止 CO带入烟气中，二是防止过量空气进入加热炉而增加加热炉负荷。排烟温度和过剩空气系数操纵要紧通过在线外表分析参数调剂“三门一板”，操纵烟气氧含量不大于 5%，确保空气

16、预热器和余热锅炉运行平稳。在治理上，技术人员每周二次对烟气组分进行分析，及时对在线外表进行校正，对操作调剂提供准确参考，对操作调剂进行指导；各班组开展“红旗炉”竞赛，促使操作工时刻关注加热炉操作变化，按照在线运算出的加热炉效率，分析操作缘故，优化操作，确保加热炉效率大于 90%。充分利用先进操纵系统 APC，精心设置操作参数范畴和质量指标范畴，实行产品质量卡边操作，优化分馏塔顶底温度和回流量，改变传统的高塔底温度、高回流量操作习惯，科学调剂重沸炉负荷。按照原料性质和产品质量需要，及时调剂反应温度，防止过高温度导致油品在管路中结焦；定期对临氢系统管路压降进行测量，发觉管路压降专门，及时调整操作，

17、防止管路结垢；操纵好预加氢系统注水操作，防止管路结盐。操纵压缩机入口分液罐液位，严防气体带液而损坏压缩机阀片。在 2004 年下半年，由于再接触系统气体分液罐破沐网损坏等缘故，导致氢气和循环氢带烃严峻，经常引起引起氢气增压机 K202阀片结焦而停机检修，为此作业五区采取了降低气体温度和降低分液罐液面等措施，在一定程度上减少了压缩机阀片结焦频率和机组修理频率。另外，采取确保冷却器循环水流速能有效缓解冷却器管程结垢；采取对空冷器进行定期吹灰能有效保持散热效率；蒸汽管路静密封泄露采取打卡和对卡件处定期注胶的做法也能有效减少蒸汽缺失。能耗操纵成效分析 通过优化操作，严细治理，新的技术手段和操纵措施逐步

18、实施，随着装置运行周期延长，装置能耗并未上升，还有逐步下降趋势，各时期能耗状况见表 4（2002.6.102005.6.15）。2005年 16 月能耗较低的缘故是能耗系数通过了修改：燃料气系数由1000 kEo/t 修改为 9501000 kEo/t；电系数由 0.30 kEo/kWh 修改为 0.26 kEo/kWh。故能耗下降幅度较大。另外装置负荷对能耗也有一定阻碍，负荷率越高能耗越低。表 4 装置长周期运行综合能耗对比 项目 2002.612 2003 累计 2004累计 2005.16 开工天数/天 203 365 366 166 装置总处理量/t 274688 635656 663

19、343 282732 单位处理量/t h-1 56.38 72.56 75.52 70.97 负荷率，%75.17 96.75 100.69 94.62 电单耗/kW h 106.49 106.04 105.83 108.31 1.0MPa蒸汽单耗/t-0.10-0.10-0.12-0.13 3.5MPa蒸汽单耗/t 0.03 0 0 0 燃料气单耗/t 89.95 91.70 91.83 93.15 新奇水单耗/t 0.02 0.0036 0.0003 0.0003 循环水单耗/t 27.01 20.40 24.22 27.46 自来水/t 0.005 0.001 0.008 0.009 除

20、氧水单耗/t 0.34 0.32 0.30 0.31 每吨综合能耗/kg标油 122.87 120.97 119.43 112.34 长周期运行产品质量操纵分析 3.2.1 产品质量操纵遇到的要紧困难 随着装置运行周期延长，预加氢催化剂和重整催化剂由于结焦、积垢及活性金属缺失等缘故导致催化剂活性和选择性逐步变差，预加氢脱硫、脱氮、脱砷等效率逐步下降，重整芳烃转化率和汽油辛烷值会逐步下降。随着炼油事业部加工原油品种越来越多而品质越来越差，重整原料性质变化频繁而品质也逐步变差，给操作调剂带来一定困难，而由于产品质量分析比较滞后，在线外表又不够准确，经常会因为调剂滞后而阻碍产品质量。3.2.2 产品

21、质量操纵要紧措施 催化剂活性和选择性逐步变差，为了操纵好产品质量，要紧手段只有提升反应温度、增加氢油比和降低空速这些措施，反应空速的操纵要紧按照生产任务调剂，操作中一样不作为调剂手段，因此在操作中，在循环压缩机有余量的前提下，要紧通过调剂氢油比来操纵产品质量，而在氢油比没有调剂余地的情形，只能采取提升反应温度的做法，如预加氢反应温度由开工初期的 290提升到末期的 300，重整反应温度由开工初期的 495提升到末期的 510，这些手段有效保证了产品质量，但这些调剂手段差不多上以牺牲能耗为代价的，因此在操作调剂尽量实行产品质量卡边操作，尽量保持低反应温度、低氢油比操作。操纵好催化剂再生系统操作，

22、确保催化剂活性：操纵适当再动气氧含量和烧焦温度保证烧焦成效，氧含量严格按 0.5%0.8%操纵，烧温度温度操纵指标为不大于593，实际操作按不大于 570；操纵好水氯平稳，油中水按不大于 10 ppm 操纵，反映到气中水按 1030 ppm 操纵，再生催化剂氯含量按 0.95%1.1%操纵（通过调整注氯量调剂）；操纵好重整注硫，防止催化剂活性过高而结焦，注硫量按 0.0150.03 ppm（对重整进料）操纵。充分利用先进操纵系统 APC 的预估操纵能力，按照原料性质及时调剂操作参数操纵点，通过 APC 系统预估判定，自动调整有关工艺参数，确保产品质量。在治理上，对要紧产品质量执行班组考核制度，

23、杜绝因操作调剂不及时对产品质量的负面阻碍。3.2.3 产品质量操纵成效 在本周期运行过程中，技术人员和操作人员克服了催化剂寿命长、原料性质变化频繁等困难，精心操作，主动优化工艺参数，确保了产品质量合格率达到 100%。要紧产品质量数据（2002年 6 月与 2005 年 6月）见表 5。表 5 装置长周期运行前后期产品质量对比 项目 2002.6 典型数据 2005.6典型数据 汽油 C6 组分 汽油 C6 组分 馏程/初馏点 106 56 111 61 干点 191 77 193 90 非芳组分，%21.13 67.20 22.89 77.31 苯组分，%0.82 32.64 0.08 23

24、.23 甲苯组分，%23.12 0.03 22.44 0.25 C8芳烃组分，%29.31 0.04 29.88 0 C9+芳烃组分，%25.62 0.08 25.71 0 汽油辛烷值 100 102 芳烃转化率，%176.89 165.16 3.3 长周期运行设备爱护操纵分析 3.3.1 设备爱护操纵遇到的要紧困难 设备冲刷腐蚀加快：装置安全运行的要紧腐蚀形状要紧有两大类，一类是外部环境腐蚀，另一类是内部介质腐蚀。外部环境腐蚀要紧存在于两个方面：一方面是操作温度在 120以下且外保温是岩棉的管线，如催化剂提升线，由于水分会渗入到保温中而对管线外壁造成电化学腐蚀；另一方面是某些框架、容器、空冷

25、平台钢板长期空气和水引起的腐蚀。内部介质腐蚀要紧有冲刷腐蚀、湿硫化氢腐蚀和氯腐蚀。随着装置运行周期延长，这些设备冲刷腐蚀会逐步加快，阻碍装置安全平稳运行。设备缺陷逐步增多：由于机泵、阀门、工艺管线等设备长期处于连续运转状态，机泵叶轮磨损、管线积垢、阀心腐蚀或卡结、法兰面泄露、单向阀失效等故障会逐步增多，对装置安全平稳运行带来一定困难。压缩机安全运行咨询题：装置负荷量变化对压缩机的安全运行有一定程度的阻碍，要紧体现在两个方面，一方面是装置满负荷时，重整循环机 K201轴位移偏大，接近报警值；另一方面是装置负荷量大时，气体中带液严峻，会对压缩机内构件造成损害。这些咨询题会对装置长周期满负荷运行产生

26、一定的阻碍。K202AB活塞杆连接结构还存在一定的缺陷，容易在满负荷运行时发生断裂事故等。公用工程系统设备咨询题：本周期阻碍装置长周期运行方面的咨询题要紧体现在二个方面：一是中压蒸汽系统泄漏点逐步增多，二是凝聚水管线弯头多次显现冲蚀减薄而泄漏。设备运行操纵要紧措施 针对冲刷腐蚀咨询题采取的措施：针对操作温度在 120以下且外保温是岩棉的管线由于水分会渗入到保温中而对管线外壁造成电化学腐蚀咨询题，作业五区定期对有类似工况管线进行测厚检查，并有打算地将原保温更换成憎水保温；针对某些框架、容器、空冷平台钢板由于积水腐蚀，采取了部分更换钢板和增加导水孔减少积水的措施；针对内部介质冲刷腐蚀、湿硫化氢腐蚀

27、和氯腐蚀，采取了对关键管线定期测厚的措施，发觉专门及时处理，确保安全生产，但在本周期还没有发觉类似咨询题阻碍安全生产。设备缺陷操纵措施：要紧从治理上下工夫，一是加大设备技术人员的培养，提升技术素养，增加对设备故障判定和操纵能力，技术员加大对操作人员操作技能培训，确保设备平稳运行，二是强化操作工巡回检查制度，确保设备缺陷能够在发生时的第一时刻发觉，通过及时消缺幸免缺陷扩大。压缩机爱护措施：机组运行实行专人爱护，对关键咨询题组织攻关解决。针对重整循环机 K201轴位移偏大咨询题，要紧操纵好 K201入口分液罐 D201 温度和液位，实行低温低液位操作，防止气体带液，另外尽量降低重整氢油比，操纵循环

28、氢量不大于 35000Nm3/h。针对压缩机内构件、阀片结焦咨询题，要紧也是操纵好机入口分液罐温度和液位，实行低温低液位操作，防止气体带液。产生不利阻碍。2004 年组织重整增压机 K202/ABC 进行长周期运行技术攻关，针对其电加热器存在表面热强度过高的咨询题，认真分析缘故、总结体会，查找到了解决咨询题的最佳方案，将电加热器由内置式改为外置式，同时限制了电加热器的表面热度，完全的解决了咨询题；针对K202机组原设计为无油设计、少油操作，造成在气缸内和气阀等温度较高的部位结炭较多，由此产生活塞涨圈、托环磨损较快，汽阀故障率居高不下等咨询题，通过认确实分析和慎重考虑，将机组改成无油润滑，提升了

29、单机组运行周期，如 2004 年 3月在对 K202B进行改造后，机组连续运行 5 个月，未显现同类故障，作业五区连续将余下两台机组也进行无油润滑改造，从而完全、完全的解决了咨询题。公用工程系统设备爱护措施：针对中压蒸汽系统泄漏，一是采取专业打卡和卡件定期注胶操纵泄露，二是平稳操作和加大排凝，幸免水击对设备的损坏。针对凝聚水管线弯头多次显现冲蚀减薄咨询题，利用管线短时停用机会对部分弯头进行更换，另外加大对疏水阀使用检查，发觉疏水阀泄露及时更换，防止凝聚水带汽而因汽水共存对管线弯头的冲蚀。加大设备治理：作业五区按照有关规定专门制定了作业五区设备缺陷治理制度，要求操作人员在日常巡检过程中加大查漏力

30、度，并对负责区域进行了明确，加大了考核力度。对操作人员予以每点 0.3分的加分，并记入月度考核分，进入年度考核内容。作业五区操作人员热情专门高，并自觉细化了查漏方法，如对低温气相密封点采纳肥皂液捉漏，高温部位使用可燃气体报警等周密仪器捉漏，同时结合目视、鼻嗅等传统方法，如此漏点查出率比以往大大提升，查漏工作有了较大进展，确保了设备零缺陷、零事故。设备缺陷操纵成效分析 通过加大设备治理，组织设备技术攻关，确保设备完好率为 100%。本周期因设备故障引起非打算停工次数为零，大型机组缺陷为零，确保了装置长周期运行。结论 1）连续重整第三周期保持长周期运行，连续开工安全平稳运行 1100 天，装置负荷

31、率率为 95.53%，产品液收达到 90.04%，制造了可观的经济效益，同时也制造了装置长周期运行最长时刻记录，装置在保持安全平稳长周期运行方面做了大量技术攻关和操作优化工作，其成功体会值得推广和为同类装置长周期运行提供借鉴。2）装置在长周期运行过程中，在能耗操纵方面以工艺优化为主导，加大了技术创新和操作优化，着力提升操作人员技术素养，通过优化操作，严细治理，新的技术手段和操纵措施逐步实施，随着装置运行周期延长，装置能耗并未上升，还有逐步下降趋势，装置运行初期前半年累积吨原料能耗为 122.87 kg标油，而运行后期半年累计吨原料能耗只有 112.34 kg标油，运行后期能耗较低，扣除能源消耗

32、系数修改因素，优化操作对降低能耗的成效是明显的。3）在装置长周期运行过程中，技术人员和操作人员克服了催化剂寿命长、原料性质变化频繁等困难，精心操作，主动优化工艺参数，确保了产品质量合格率达到100%，汽油辛烷值大于 100，为调和中、高档汽油做出了奉献。4）设备爱护运行对装置长周期运行至关重要，装置在设备运行方面组织技术攻关，主动查缺消缺，确保了确保设备完好率为 100%，因设备故障引起非打算停工次数为零，大型机组缺陷为零，确保了装置长周期运行。收稿日期：2006-02-08；修改日期：2006-07-20。作者介绍：孙福林，男，1974年 12月出生，工程师。1998年 7月毕业于江苏石油化工学院（现江苏工业学院）化学工程专业，现任职于炼油事业部作业五区，担任副主任兼加氢裂化装置长。