淺析柴油加氫精制裝置銨鹽堵塞影響及處理

陶貴金 孟祥雷 楊鳳濱 李錫楊

摘 要：加氫裝置的主要目的是脫除原料油中含有的硫、氮、氧等非烴化合物并使原料油中含有的部分芳烴和烯烴飽和。加氫過程中的產生的NH3和HCl會結合成NH4Cl，存在于反應系統中。本文介紹了柴油加氫精制裝置在提降量過程中由于銨鹽結晶堵塞的影響及處理方法。

關鍵詞：柴油加氫 ;銨鹽結晶; 循環量

1裝置概述

遼陽石化公司為滿足柴油質量升級需要[1]，于2007年投產一套120萬噸/年加氫精制裝置。裝置的原料油為550萬噸/年常減壓裝置加工的俄羅斯原油的直餾柴油和少量石腦油，也考慮了加工焦化汽、柴油的可能性。通過加氫精制生產出精制柴油和石腦油，在生產過程中也生成少量的酸性氣體和瓦斯。

2銨鹽堵塞影響

2.1第一次波動過程、現象及處理

1月5日開工，至7日凌晨開工成功后裝置逐漸提高處理量至120t/h。至7日中班，操作員接調度指令，提處理量至140t/h。在提量過程中，出現循環氫入口流量、出口壓力，原料泵出口流量，新氫機出口壓力，反飛動線流量等相關參數波動的現象，原料泵出口控制閥一直處于手動狀態，反飛動控制閥處于半自動狀態且閥位一直未發生變化。圖1為1月7日波動時的趨勢圖，其中最上面1條波動較大的線為原料泵出口流量，第二條線為新氫機出口壓力，第三條波動最大的線為循氫機入口流量，第四條線為循氫機出口壓力。

從圖中可以看出，各參數波動形式類似于正弦波，其波動周期在40～50s之間，原料量與循環量波動形式隨時間基本相同，兩臺壓縮機出口壓力波動曲線隨時間形式也基本相同，壓力參數的波峰與流量參數的波谷相對應。在波動時，循環量的峰值相差15000Nm3/h（90000～105000Nm3/h）左右，原料量的峰值相差10t/h（120～130t/h）左右，循氫機及新氫機出口壓力峰值相差0.2～0.3MPa（8.3～8.6MPa）左右。其他參數如原料混氫前壓力，反應器入口、出口壓力，高壓換熱器E6101C管程出口壓力均有相應波動。

當班班長帶領外操對裝置相關部位進行檢查確認，未發現異常情況。裝置適當降量至125t/h左右未見好轉，并聯系儀表校驗循環氫壓縮機入口流量，在校驗過程中，由于該流量指示回零，壓縮機反飛動控制閥全開，經過人為大幅度擾動后，裝置逐漸恢復平穩。處理量穩定在130t/h。由于該現象首次發生，且現場無明顯異常，因此未判斷出原因所在。

2.2第二次波動過程、現象及處理

波動前裝置加工量130t/h，循環量93000Nm3/h，裝置生產正常。至22：30，循氫機入口流量、原料泵出口流量等相關參數逐漸波動，如圖2所示。

從圖2可以看出，其波動形式與圖1基本一致。其波動的周期，峰值的相差也基本相同，現場也同樣未發現異常，波動最為明顯的為循環氫入口流量（第3條），其次為原料泵出口流量（第1條），各出口壓力也可能存在小幅度波動，但由于區勢測量精度有限，在波動初期未被體現出來。最下面一條為反飛動線流量，其波動規律與循氫機出口壓力相同。當班員工將原料泵出口流量降低（降至120t/h左右），且將循氫機的轉速降低了150rpm左右（10500rpm→10350rpm），情況雖未立刻有所好轉，但經過40分鐘左右，系統恢復了正常。

2.3第三次波動過程、現象及處理

白班接班時，處理量120t/h，循環量97000Nm3/h，裝置生產平穩。

9：10左右，接調度令提量至130t/h，至9：25提量至125t/h左右，相關參數開始波動，形式同前，如圖3所示。

由于有第一次人為干擾后波動消失的先例，車間令操作員將反飛動控制閥由半自動狀態改為手動狀態，人為將閥開度瞬間開大至90%左右。因閥原開度較大60%左右，效果并不明顯。后緩慢將控制關至40%，瞬間開大至90%，波動消除，如圖4所示。

3原因分析總結

消除波動至今，反飛動控制閥一直處在60%左右開度，其流量也保持在35000Nm3/h左右，裝置處理量一直未做提升，波動現象也未再次出現。經分析討論，認為裝置現階段在較大處理量及循環氫量下穩定性較小，提高裝置的處理量或裝置本身在一定的高處理量下都可能引起循環氫流量及循氫機出口壓力突然波動，造成原料泵出口流量、新氫機出口壓力波動，并且由于循氫機出口壓力波動，使得反飛動線流量波動，機體平衡管內壓力波動，葉輪軸向推力波動，最終導致壓縮機軸位移波動。反應系統壓降的大小與循環機轉速、循環氫純度、加工負荷、催化劑床層壓降以及設備管線凈壓降等因素有關。裝置根據操作系統上的壓力指示點將整個反應系統分為若干區間，單獨分析各區間段壓降變化與反應系統總壓差變化關系。對比后發現高壓換熱器C臺管程入口至反應空冷出口與系統壓降變化趨勢吻合，是造成反應系統壓降上升的主要原因。

4處理措施

降低進料量可以減少以上的波動，但銨鹽堵塞問題亟待解決。注水溶解是解決銨鹽結晶最有效的手段，本裝置采用高壓在線水洗的方式取得效果 ，提高除鹽水流量，同時在停工時對反應部分循氫機出口至高換殼程和高換管程至反應空冷出口進行了沖洗。氯化銨的結晶溫度與循環氫中的HCl和NH3的分壓有關，降低氨、氯含量可以提高氯化銨的結晶溫度，減少銨鹽結晶量。提高循環氫純度、降低循環氫中NH3 的分壓，提高氯化銨平衡結晶溫度，使得銨鹽量減少。對堵塞嚴重的高換進行了拆卸高壓打水沖洗。對反應空冷每路進行單獨的正沖洗和反沖洗。對新氫（重整氫）中氯的濃度嚴格控制，盡量使氯的濃度降低。

5結論

采用降低處理量可以有效的減少反應系統的波動。停工水洗，消除氯化銨堵塞，效果明顯，水洗過程中應防止注入的水進入反應器和循環氫壓縮機內，殘留在循環氫和冷氫管線內的水要清理徹底，防止影響下周期運轉。新氫中氯超標是造成循環氫系統結鹽的原因之一，加強對加氫裝置新氫中氯含量檢測是保證加氫裝置長周期運轉的必要措施。

參考文獻：

[1]李大東.加氫處理工藝與工程[M].北京：中國石化出版社，2004：15～16