柴油加氢装置运行过程中存在的问题及应对措施

柴油加氢装置运行过程中存在的问题及应对措施

张宝丽 1 王超 2

1陕西延长石油 (集团 )有限责任公司延安石油化工厂 陕西洛川 727406； 2陕西延长石油 (集团 )有限责任公司延安炼油厂 陕西洛川 727406

摘要：分析了柴油加氢装置生产过程中，出现的高压换热器内漏，反应器出口阀门泄漏，干气带液的问题，并提出了解决措施，确保了装置的安全平稳运行。

关键词：高压换热器；阀门泄漏；干气带液

1．装置简介

140万t/a柴油加氢装置采用抚顺石化研究院(FRIPP)开发的MCI-降凝组合工艺及配套催化剂，以催化柴油及常三线直馏柴油为原料，生产－20#、0#、5# 精制柴油，同时副产部分粗汽油和液化石油气，装置于2009年8月投产，已运行12年。

2．存在的问题原因分析及应对措施

2.1 干气带液

2.1.1现象

吸收脱吸塔C-203主要目的是回收瓦斯气中的C3 、C4组分，同时除去石脑油中的C2组分。C-203频繁出现干气带液的问题，塔压波动，干气量波动，干气脱硫装置脱油量明显增加。

2.1.2原因分析

1、气相负荷大，吸收脱吸塔C-203进料中轻烃组分过多，原设计C-203接收柴油精制装置轻烃5吨/天，实际量远大于设计值，达80吨/天，轻组分过多。

2、塔热量平衡影响。吸收脱吸塔C-203的吸收过程是一放热过程，从塔顶到塔底温度越来越高，随着轻烃量增大，从塔底上升的吸收热量增多，一中、二中回流量小，不能把多余的热量取出来，吸收效果差，可能造成塔顶气体带液。

3、塔顶压力影响。随着轻烃量增大，塔顶压力高，吸收效果好，脱吸效果差，C2不易脱出，压力低则吸收效果差，脱吸效果好，干气中C5量增加，控制合适的塔压才能保证液化气中的C2脱出，同时干气不带液。

2.1.3应对措施

确保液化气中C2不超标的情况下，适当降低调节吸收脱吸塔C-203底温度。增大吸收脱吸塔C-203一、二中回流量，降低吸收热量，提高了吸收效果。控制合适的塔顶压力，吸收脱吸效果达到最佳。

表1 吸收脱吸塔参数调整前后对比

2.1.4调整后吸收脱吸塔C-203吸收效果对比

表2 干气组成对比

通过表1和表2来看，在轻烃量增大的工况下，通过调整吸收脱吸塔的底温、压力、一二中回流量，使干气中的C5含量由6.43%降至1.86%，C4含量由3.84%降至1.75%，液化气中C2略有增加，实现了干气不带液。

2.2降凝反应器R-102出口阀门频繁泄漏

2.2.1现象

柴油加氢装置2017年大修实施了多产汽油技术方案，将降凝反应器R-102第一床层催化剂由降凝催化剂FDW-3更换为改质降凝催化剂FC-16B，R-102温升由2℃增涨至26℃，导致R-102出口温度大幅度波动，降凝反应器R-102出口阀门大盖泄漏，且每次开工过程中都会出现微漏，大盖螺栓已多次进行紧固，无法在线处理，严重影响装置的安全运行。

2.2.2原因分析

泄漏阀门大盖与阀体法兰密封面采用为金属垫片（复合层为石墨），使用垫片密封的原理是通过螺栓载荷对密封垫片施加压力，这个作用力压缩垫片，使垫片挤进法兰表面宏观和微观缺陷中，同时垫片产生形变作用与法兰产生弹力，垫片和法兰相互作用力大于内部介质的压力便会阻止介质从密封部位泄漏。

当操作温度或操作压力大幅度波动时，作用在密封垫片上的力不足以让垫片发生变形补偿法兰缺陷时会发生泄漏。由于多次进行紧固处理，垫片弹性补偿下降，法兰预紧力不足，也会发生泄漏。

2.2.3解决措施

（1）加强平稳操作，避免反应部分各工艺参数的大幅度波动，尤其是反应温度、系统压力应控制平稳，在提、降量过程中，反应温度要及时进行调整。

（2）优化开工操作。开工过程中严格控制R-101、102入口温度，升温速度20-25℃/h，若R-102出口温度上涨速度超过50℃/h，用冷氢控制出口温度，同时开工过程中要缓慢关循环氢压缩机防喘振阀。

（3）更换R-102出口阀门垫片和填料。

2.3高压换热器内漏

2.3.1现象

2020年4月，装置停工大检修，热氢汽提结束后，重整氢中断，关闭加氢临氢系统所有保压调节阀及手阀，临氢系统压力持续下降，只能持续补充氮气维持循环氢压缩机运行。

2.3.2原因分析

临氢系统压力保不住，原因可分为三种反应消耗氢气、阀门内漏泄漏至与临氢系统相连的低压系统、高压换热器内漏，原因排查过程中，依次做了以下工作：

1、由于装置计划大检修，催化剂已热氢气提结束，反应器中的油含量较小，几乎不耗氢，所以排除反应耗氢。

2、排查与临氢系统相连管线，关闭所有阀门，包括安全阀手阀、机组放空阀门等，关闭临氢系统压力仍下降。检查与低压系统相连阀门无异常声音。将循环氢温度升至40℃ ，检查相连管线温度无升高迹象，排除阀门内漏。

3、排查全装置排放点，发现脱硫化氢汽提塔回流罐顶富气持续少量排放，判断有可能是高压换热器701-E-102内漏，将临氢系统氢气内漏至脱硫化氢汽提塔。停止分馏系统油循环，将701-E-102壳程切出，发现高分压力平稳，无下降迹象，且富气几乎不排放，确定701-E-102内漏。

2.3.3应对措施

1、高压换热器701-E-102返厂维修，发现由于此换热器已使用11年，介质长期的冲刷腐蚀和铵盐垢下腐蚀，管束泄漏80余根，均进行了堵漏处理。

3..结论

针对柴油加氢装置运行过程中存在的问题，通过优化操作，调整工艺指标，解决了干气带液，反应器出口阀门泄漏的问题，装置停工过程中发现了高压换热器内漏的重大隐患，确保了柴油加氢装置的安全、平稳、长周期运行。

4.参考文献

[1]程晓刚.炼油厂柴油加氢装置换热器依法谷阳分析对策[J]，2014, 15（2）:105-106

[2] 140万吨/年柴油加氢装置基础设计（第五册），2006.

[3] 加氢处理工艺与工程，2009