連續重整裝置進料換熱器壓降高的原因分析及對策

文 章，陳保華，李國沖，黃 聰

（中國石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008）

連續重整裝置進料換熱器壓降高的原因分析及對策

文 章，陳保華，李國沖，黃 聰

（中國石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008）

本文分析了220萬噸/年連續重整裝置進料換熱器冷流進料側壓降升高的原因，并根據重整原料所帶的機械雜質沖破進料過濾器濾網進入換熱器噴淋管造成堵塞，進而引起壓降升高的情況，制定了一系列應對措施，取得了明顯效果，并提出了相應建議。

連續重整裝置；進 料換熱器；壓降

某煉廠22 0萬t·a-1連續催化重整裝置采用美國UOP公司專利技術，以上游輕烴回收裝置提供的精制石腦油為原料生產高辛烷值汽油組分，同時還副產含氫氣體、C5組分（液化氣）等產品。重整反應部分采用UOP超低壓連續重整工藝，反應器2+2布置。催化劑再生部分采用UOP第三代催化劑再生工藝“CycleMax”， 其中分離料斗氯吸附區采用了UOP最新的ChlorsorbTM氯吸收技術。裝置于2010年5月建設完成，同年9月一次性開車成功。

重整反應系統混合進料換熱器采用法國ALFA LAVAL PACKINOX(帕奇諾)公司生產的焊接板式換熱器。該換熱器是超大型的焊接板式換熱器，由一個焊接的板式傳熱板束和一個壓力容器組成。板束裝在壓力容器內，承受著來自系統最高壓力循環氫的外壓，在壓力容器內無物料流通，只是用來承受操作壓力和保護板束。壓力容器采用全焊接結構，從而可以保證最安全的操作。換熱器立式安裝，物料在板束內進行全逆流換熱，冷物流從底部流入，加熱后從頂部流出，熱物流從頂部進入換熱器，冷卻后從底部流出（圖1）。該換熱器具有占地面積小、換熱效率高、壓力降低等優點。裝置于2017年1月2日完成大檢修后投料生產，1月25日進料換熱器E101壓降開始出現異常并逐步惡化。

圖1 板式換熱器流程示意圖

1 進料換熱器壓降升高過程

自2017年1月2日投料開工至1月25日20:00前，重整裝置逐步將加工量提至215t·h-1，而進料換熱器E101壓降穩定在0.08MPa以下。1月25日20:00，加氫裂化石腦油改進石腦油分餾塔后，分餾塔塔底泵出現波動，重整進料隨之波動，E101壓降也出現波動。1月26日6:00，石腦油塔底泵切換，清理過濾器（無濾網只有骨架），清出大量鐵銹等機械雜質（圖2），E101壓降上漲趨勢開始變大。至1月28日16:00，壓降由0.1MPa上升至0.2MPa，期間石腦油分餾塔底泵一直處于波動狀態。之后，雖然石腦油塔底泵進行了切換，但重整板換噴淋管差壓急劇上升，至1月29日17:00，壓降由0.2MPa上升至0.4MPa，達到設計報警值。

圖2 石腦油分餾塔塔底泵入口濾網情況

之后，采取了一些措施進行應對，E101壓降上漲趨勢得到明顯抑制，但沒有從根本上解決問題，E101壓降仍然緩慢上漲。至3月15日，E101壓降上漲至0.6MPa以上（圖3），裝置被迫逐步降量并計劃停工進行處理。

圖3 重整進料量及E101壓降趨勢

2 原因分析

部門工藝、設備相關技術人員調取相關參數的歷史數據進行研究，發現E101前的進料過濾器S108壓降出現了波動性上漲（圖4），懷疑重整進料中有部分雜質進入E101噴淋管處，導致其壓降升高，于是安排班組切換S108并進行清理。在清理過程中，發現切除的S108A過濾器內有大量機械雜質，同時底部濾網被沖破（圖5），而S108B在運行7h后切除清理也存在同樣情況（圖6）。

圖4 進料過濾器壓降趨勢圖

圖5 S108A檢查情況

圖6 S108B檢查情況

結合圖2所示分餾塔塔底泵入口的雜質情況，可以判斷造成本次重整進料換熱器E101壓降升高的原因主要有以下兩點：

1）原料質量把控不到位。從時間上可以清晰地反映出，自加氫裂化石腦油改進石腦油分餾塔后，分餾塔塔底泵出現波動，且泵入口過濾器出現大量機械雜質。由于該過濾器未安裝濾網，使得雜質進入重整裝置，損壞進料過濾器S108濾網，進入E101堵塞噴淋管。

2）重整進料過濾器濾網的材質強度不夠。盡管在重整原料正常的情況下可以保證平穩運行，但如遇到原料含大量機械雜質的異常情況，極易出現破損情況，無法達到過濾作用。

3 對策

對以上原因進行分析后，公司及部門相關人員召開專題會進行探討，制定了相應的措施，具體如下：

1）將含有雜質的加裂石腦油改至罐區，并清理加裂石腦油至石腦油分餾塔管線，確保雜質清理干凈。

2）將進料過濾器原材質316的濾網升級為材質321的濾網，防止濾網短時間內被沖破。

3）將進料過濾器濾網由60目提升為80目，防止大顆粒雜質進入E101，加劇噴淋管堵塞。

4）制定重整進料過濾器定期清理制度，要求班組每12h對S108進行切換清理一次，同時檢查濾網完好情況，并觀察雜質含量變化情況。

5）當E101壓降漲至0.6MPa時，及時協調各裝置，在確保全廠物料平衡的條件下，適當降低重整加工量，緩解壓降上漲問題。

6）若裝置加工負荷降至近60%時壓降仍居高不下，則需要對E101進行反沖洗處理。由于裝置在建設時未采納PACKINOX(帕奇諾)公司提供的板式換熱器反沖洗流程，因此無法進行在線反沖洗，只能在其反沖洗方案和步驟的基礎上進行優化，制定短時間停進料反沖洗的方案（圖7、圖8）。

圖7 板式換熱器改進后反沖洗流程示意圖

圖8 板式換熱器改進后反沖洗步驟

7）如果反沖洗效果不佳，則裝置需要徹底停運泄壓，將E101噴淋管拆除清洗。

4 效果

1）自1月底E101出現壓降高后，裝置通過采取相應措施，雖然不能從根本上解決問題，但也能維持運行較長一段時間（共計時間約45d）。

2）在裝置無法繼續維持運行時，裝置于3月23日13:04切斷進料，之后按照既定的反沖洗方案進行處理，18:16進料恢復生產。經過反沖洗處理前后同為60%加工負荷條件下的對比， E101壓降由0.495MPa下降至0.08MPa，并且當加工量再次提至215t·h-1時，E101壓降也僅上漲至0.15MPa左右。由此可見，本次E101反沖洗效果很明顯，在很大程度上將噴淋管處的雜質清理掉了。

5 建議

通過對本次板式換熱器壓降升高的原因進行分析及處理，我們認為重整原料帶機械雜質是不容忽視的問題，一旦重整進料過濾器失去過濾作用，會嚴重影響裝置的正常運行。因此，為了確保連續重整裝置安穩長滿優運行，結合裝置現有的狀況，提出以下幾點建議：

1）加強重整原料質量管控，避免不合格原料進入裝置影響正常生產。

2）要對重整進料過濾器的濾網強度升級，如有可能將進料過濾器改造為強度更高的金屬燒結過濾器，提高其抗沖擊能力。

3）對于新建的需要使用板式換熱器的裝置，應該保留其在線反沖洗流程，以便在線處理板式換熱器噴淋管的堵塞問題。

4）如現有裝置在運行過程中出現類似的問題，可以結合自身裝置的特點，制定相應反沖洗方案進行處理。

[1] 潘洋.重整進料換熱器壓力降問題解決方案探討[J].煉油技術與工程， 2010，40(8)：44-46．

[2] 寇大成.重整焊接板式換熱器壓差升高原因和處理[J].廣州化工，2013，41(16)：196-198.

[3] 朱鐵男.板殼式重整進料換熱器內部結垢分析及改進[D].上海：華東理工大學，2016.

Cause Analysis and Countermeasures of High Pressure Drop of CCR Feed Heat Exchanger

WEN Zhang, CHEN Baohua, LI Guochong, HUANG Cong
(Guangxi Petrochemical Company, CNPC, Qinzhou 535008, China)

TE 965

B

1671-9905(2017)05-060-03

2017-03-16