柴油加氢装置高压换热器管束铵盐结晶原因分析及对策
责任编辑：chineselng 浏览：5069次 时间： 2008-04-05 18:21:35
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摘要:柴油加氢装置高压换热器管束铵盐结晶原因分析及对策黄晓文黄蔼民谢涛中国石化茂名分公司(广东省茂名市525011)摘要：茂名分公司I套柴油加氢装置2005年jj月份以来高压换热器管束因铵盐结晶造成换热效率下降，管程出15温度下降，反应系统压力降逐步上升，循环氢量明显下..
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柴油加氢装置高压换热器管束铵盐结晶原因分析及对策 黄晓文 黄蔼民 谢涛 中国石化茂名分公司(广东省茂名市525011) 摘要：茂名分公司I套柴油加氢装置2005年jj月份以来高压换热器管束因铵盐结晶造成换热效率下降，管程出15温度下降，反应系统压力降逐步上升，循环氢量明显下降，反应氢油比不足，循环氢压缩机喘振?针对高压换热器管束结晶问题查找原因，对出现铵盐结晶的原因及结晶形成过程进行深入分析，提出了改造措施，取得了较好的效果。 关键词：柴油 加氢精制 高压换热器 氯化铵 结晶 1 概况 1．1 生产概况 茂名分公司I套柴油加氢装置于1991年7月建成投产，原加工能力400 kt／a，原料是焦化柴油、催化裂化柴油、直馏柴油。2002年12月装置进行了改扩建，加工能力提高到600 kt／a。氢气使用重整直供氢、石蜡加氢尾氢，部分补充系统氢气。原料油系统注入加氢阻垢剂，注入量约为60p~g／g。装置于2005年10月停工待料。 11月份恢复生产后，发现反应系统操作情况异常，换热器组E202管程出口温度下降，换热效率下降，反应系统压力降逐步上升，循环氢量明显下降，反应氢油比不足，循环氢压缩机出现喘振，装置只得降量生产，2006年4月进行停工检修。 1．2 反应系统换热流程概况 装置反应器生成物先后经五组十台换热器、与三种物料换热，再经空冷器和水冷器冷却后进入冷高分。换热流程见图1。 装置原设有两个注水点，分别是图1所示注水点1和注水点2，正常使用注水点1。 2 高压换热器铵盐结晶现象及原因分析 2．1 铵盐结晶现象 E202管程换热温降明显下降，说明该组换热器换热效果变差，该组换热器管束出现结晶或结垢堵塞的可能性极大。 2．2 注水情况分析 反应系统注水使用软化水，注水泵为一台三缸往复泵，流量4 t／h。注水点1操作温度190～200 c【=，注水量与原料柴油量之比大于5．2％ 。对高分酸性水进行分析表明，高分酸性水氨氮浓度在3～4 g／L，折算成氢硫化铵质量分数为1．1％～ 1．5％ ，低于高分酸性水控制氢硫化铵质量分数不超过8％ 的要求⋯。同时计算表明，在原料氮质量分数400～1 200 g／g、脱氮率80％ 的条件下，酸性水中的氢硫化铵质量分数为2．3％ ～6．8％ ，也低于8％ 。化验和计算结果都表明反应注水量充足。注水量取决于两点，一是高分水中的氢硫化铵浓度，二是注入点后自由水的存在。在压力6～7 MPa的条件下，水的饱和蒸气温度274．3～284．5 c【=，E203前注入的水呈自由水状态。可以判断，在装置操作条件下，注水点1之后高压换热器管束不会出现铵盐结晶堵塞的现象。 2．3 铵盐形成原因分析 加氢工艺条件下氯化铵结晶温度可以达到204 c【=甚至更高。对操作条件下反应器馏出物中氢硫化铵及氯化铵浓度进行计算，得出氯化铵结晶温度和氢硫化铵结晶温度，表明注水点1前高压换热器存在氯化铵结晶的可能，而且随着结晶的形成，循环氢流量进一步下降，结晶温度不断升高，结晶点不断前移，结晶更趋严重。计算结果见表1。  操作条件下，换热器组E202管程入口温度为275～310℃ ，出口温度为190～200℃ 。可以断定，E202管束存在氯化铵结晶堵塞的可能，而且E202／3，4更严重。 2006年4月，装置进行停工处理，对高压换热器抽芯检查表明，E203和E202／1没有发现铵盐结晶，E202／2～4均发现不同程度铵盐堵塞，其中E202／4最严重。 化验结果表明，结晶物主要是氯化铵水合物，另有微量硫化物，表明高压换热器管束结晶情况及结晶物与上述分析一致。 3 改造措施及效果 3．1 改造措施 注水点温度应介于铵盐结晶点和水露点之间 ]，从表1可知结晶点温度最高可以达到220～230℃ ，操作条件下水凝点即露点温度为274．3～284．5℃ ，故将反应注水点前移。考虑到低负荷条件下E201出口温度相对较低及现场施工条件 限制，在E201出口增设一个注水点，即图1注水点3，根据需要间歇使用。 3．2 效果 2006年11月7日及12月14日装置出现两次循环氢量下降，循环氢压缩机喘振的情况，分别将注水全部或部分改至E201出口后，装置循环氢量即大幅上升，喘振问题在极短时间内得到解决，说明改造效果明显。 4 结论 (1)柴油加氢装置高压换热管束铵盐结晶物主要是氯化铵，氯离子主要来源是重整氢和原料油。管束出现氯化铵结晶堵塞，会使压缩机出口循环氢流量下降，反应器馏出物中氯化铵浓度进一步升高，氯化铵结晶温度也会随之升高，管束结晶堵塞进一步加剧，造成恶性循环。生产过程中必须严格控制好原料、特别是重整氢的氯离子含量，出现氯化铵结晶时应及时进行处理。 (2)柴油加氢装置由于反应氢油比普遍较低，氯化铵结晶温度较高，在操作温度低于250℃的高压换热器管束均存在氯化铵结晶的可能，应在此换热器之前设注水点。高压换热器管束温度越高，形成氯化铵结晶堵塞的周期越长，可以采取在高温换热器部位间歇注水的办法解决氯化铵的结晶问题。 参考文献 [1]李大东．加氢处理工艺与工程[M]．北京：中国石化出版社，2004． |
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