連續重整裝置增壓機波動原因分析

姜 威，李 騰，胡 光

（1.大慶石化公司煉油廠，黑龍江大慶 163711；2.四川石化機動設備處，四川彭州 611900；3.大慶油田工程建設有限公司資源共享中心，黑龍江大慶 163712）

0 引言

國內某煉油廠120 萬噸/年連續重整裝置采用UOP 最新一代超低壓連續重整工藝技術，使用UOP 公司的R334 催化劑。4 臺反應器兩兩重疊布置，平均反應壓力0.35 MPa（G），反應溫度530 ℃，屬芳烴型連續重整。催化劑連續再生裝置采用UOP CycleMax 工藝技術，再生放空氣脫氯采用UOP Chlorsorb 工藝技術回收再生放空氣中的氯化氫。

1 裝置工藝簡述

重整反應產生的氫氣經過PSA 提高氫純度后送入氫氣管網。由于采用超低壓重整工藝，平均反應壓力0.35 MPa，在此壓力下，大量輕烴進入氫氣，氫氣的純度較低，并且烴類損失較多，因此設置產品回收即重整氫再接觸單元。重整產物分離罐底液體經重整產物分離罐底泵升壓后與增壓后的含氫氣體逆流接觸以提高含氫氣體的純度，并提高液體收率，重整氫增壓機在再接觸流程中起著提高氫氣壓力、調整重整反應系統壓力的作用，再接觸流程如圖1 所示。

圖1 再接觸流程

2 問題及措施

重整氫增壓機采用兩段壓縮，一、二段機組型號：BCL528，采用雙出軸凝汽式汽輪機驅動。在裝置低負荷運行時（三分程主控制器輸出值小于33%），通過控制防喘振閥開度調整重整氫外送量，保證重整反應壓力；在裝置進入正常負荷運行時（三分程主控制器輸出值33%～66%），通過調整壓縮機轉速控制重整氫外送量，保證重整反應壓力；在裝置進入超負荷運行時（三分程主控制器輸出值大于66%），通過調整增壓機一段入口分液罐氫氣放火炬量控制重整反應壓力。

由于三分程控制的復雜性，機組在運行過程中很容易因氫氣外管網波動、蒸汽管網波動、操作人員操作幅度過大等問題出現工況波動，造成重整反應壓力出現大幅變化，直接影響重整正常反應，開工期間引起若干次波動。

2.1 開工投料期間再接觸進油導致重整氫增壓機波動

重整開工過程中，需先開重整氫增壓機建立氫氣循環，溫度滿足要求后重整系統進油。再接觸進油過程中，控制閥LIC2007開度過大，氫氣進空冷A-203 阻力突然增大，導致增壓機一段流量驟然下降并進入防喘振區，防喘振控制系統立即介入先后打開一、二段防喘振閥。如圖2 所示：10 月24 日16 時27 分，K-202 一、二段防喘閥打開，一段防喘閥由46%開至88%，二段防喘閥由24%開至52%，一、二段出口壓力分別降至0.89 MPa、2.11 MPa，重整反應系統出現較大波動。

圖2 CCS 系統截圖

經緊急處理，手動調整一、二段防喘閥開度，并調整重整氫增壓機轉速，重整反應系統逐漸恢復正常，氫氣恢復外送流程。期間為避免汽輪機超負荷運行，及時降低壓縮機轉速，并適量從一段入口分液罐放火炬，維持反應系統壓力。

再次投用再接觸時，緩慢打開控制閥LIC2007，控制好進油速度和流量。另外，進油前適當提高增壓機K-202 一段出口壓力也可有效避免類似波動。

2.2 未能準確識別關鍵儀表的誤動作

重整產氫自再接觸單元至PSA 控制閥PIC2019 伴熱效果不理想，降溫后儀表出現假指示，自動控制狀態下的PIC2019 因壓力變送器假指示導致閥位開度自動變小，重整氫增壓機氫氣外送受阻，外送流量逐漸減小。因操作人員經驗不足，判斷不準確，未能及時發現壓力變送器假指示，導致機組運行工況點逐漸左移，重整反應壓力逐漸升高（產物分離罐壓力最高已達0.297 MPa，正常壓力約0.241 MPa），重整產物流程如圖3 所示。

圖3 重整產物流程

經調查，操作人員直至反應壓力出現高報警提示時才發現異常，經數分鐘查找后發現PIC2019 閥位在逐漸關小，閥位最低時已降至17.41%（正常運行時閥位開度超過40%），增壓機因氫氣外送受阻導致流量大幅降低，即將觸發防喘振系統動作。經緊急手動調整，運行恢復正常。圖4 為波動期間DCS 趨勢截圖。

圖4 DCS 趨勢截圖

2.3 增壓機轉速控制不穩

重整氫增壓機采用雙出軸凝汽式汽輪機驅動，配套伍德沃德505 調速器。正常情況下，調速器可以自動調整調速閥開度以消除主蒸汽壓力波動的影響。

裝置開工期間，蒸汽用量和蒸汽壓力波動比較大，導致調速器動作頻繁，且轉速一直不穩，波動幅度超過100 r/min，如圖5所示。

圖5 轉速波動趨勢截圖

由于轉速波動幅度大，導致重整反應壓力不穩，重整再生系統一直無法正常投用，經過多次調整無法解決，波動依舊。

經詳細排查、分析，初步判斷轉速控制器比例積分整定不合理，存在優化的空間，通過優化轉速控制器的比例和積分值，將轉速調整頻率提高。經過多次優化，最終將轉速控制器比例值P 由調整前的136 調整至20，積分值I 由調整前的196 調整至20。經過重新整定后，轉速控制明顯穩定，波動幅度不超過20 r/min，重整反應壓力穩定并達到再生投用條件。

3 總結

連續重整裝置重整氫增壓機，既調節重整反應系統壓力，又提升重整產氫壓力并外送，是工藝流程中的核心設備，增壓機的穩定運行直接影響重整裝置的正常生產。雖然引起增壓機波動的因素較多，但通過分析引起該機組波動的關鍵因素，并采取相應的對策，有效提升了裝置的穩定運行水平。