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1、石油石化节能与减排节 能 技术 2014年第4卷第5期连续重整再生系统几起典型事故分析周小平 （中国石化高桥分公司，上海高桥 200135）中国石化上海高桥分公司 60 万 t/a 连续重整装置于 1998 年建成投产。装置采用 UOP 第三代 CCR 技术，催化剂再生能力 454 kg/h（1000 磅/时），催 化剂采用由中国石化石油化工科学研究院开发的铂 锡催化剂（PS-V、PS-VI）。2007 年，根据原油适 应性改造安排，连续重整扩能改造为 80 万 t/a，再 生系统未作改动。催化剂再生循环速率一般控制为70 90 。再生烧焦区床层最高温度一般控制 为 515545 ，最高达 5
2、85 ，最低 495 。目 前，装置已进入第六生产周期。9 月 26 日结合仪表远程和装置现场测量辐射率检查发现，LIC3001 二次表内数据与 5 月份数据 相差较大，对 LIC3001 数据清空，校正为 25 %。对 LL3002 检查，发现液位显示 -16，计数率 1 186， 实际为空。9 月 27 日经仪表检查，LI3002 继电器故障， 修好后 LI3002 低低报警，再生停车。为保证还原 段料位，装置添加催化剂以提高还原段料位。期 间，系统共补入催化剂 3.3 t。受此影响，日生成粉 尘量呈明显上升趋势，具体日卸粉尘量见图 1。 2）反应温降出现异常，一反温降逐步走低9 月 23
3、 日，1# 连续重整一反温降呈现缓慢下 降趋势，由原正常110 逐步下降至 65 左右，二反温降较正常 70 有逐步上升趋势，最终形成 一反、二反温降倒置。同时三反、四反温降较正常 值有所上升。 3）再生约翰逊内网局部破损，再生器烧焦温 度超高 9 月 24 日 13:30 左右，烧焦温度 TI3032 突然升至621 ，氧含量仅为 0.149 %，烧焦风流量 223 m3/h。9 月 26 日，烧焦温度 TI3032 出现多次较大异 常波动，装置联系仪表对测温元件进行检查，判断1装置运转情况 2013 年 9 月 19 日 10:05，1# 连续重整装置发 生跳电事故，同时 DCS 监控屏幕
4、黑屏，内操控制调 节手段失效，重整装置紧急停工。至 19:00 装置恢 复进料，装置开工正常后，反应及再生系统逐步显 现异常，主要表现为： 1）还原段差压控制波动，系统产生大量粉尘9 月 23 日夜班，还原段/反应器差压 PDIC3001 低（低于联锁值 0.026 MPa），再生停车两次。9 月 24 日白班，还原段/反应器差压 PDIC3001 低低联锁，再生停车三次。9 月 25 日白班，将分离料斗中催化剂往还原 段提升，D253 料位由 21 % 下降至 15 %，还原段 料位仍维持在 54.2 % 左右，未有任何变化，装置 技术人员判断还原段料位指示故障，还原段点料位 仪 LL300
5、2 存在问题，协调校准核料位仪和点位计。收稿日期：2014-06-25 作者简介：周小平，高级工程师，学士。2003 年毕业于北京石 油化工学院化学工程与工艺专业，目前主要从事炼油临氢装置 技术管理工作。- 10 -摘要：本文介绍了上海高桥分公司 1# 连续重整装置在 2013 年度装置紧急事故处理后出现的还原段操作波动、反应温降倒置及再生约翰逊网烧坏等各种典型故障，从工艺操作、仪表设备两方面分 析判断其产生原因，并采取相应的解决办法以稳定装置运行。关键词：重整再生 跳电 异常分析 解决办法周小平. 连续重整再生系统几起典型事故分析石油石化节能与减排1S0100S00 091S0918 图 1
6、092S0928100S1008101S9 月 13 日10 月 13 日粉尘量情况TI3032 完好。9 月 25 日采样发现再生催化剂中混入黑催化 剂，26 日通过分析混入的黑催化剂碳含量发现其 与待生催化剂碳含量基本相同，为 3.4 % 左右，判 断再生器约翰逊网破损，再生停车，再生器卸剂检 查。约翰逊网抽出检查发现，内约翰逊网上部与 圈板交接处有部分网眼孔变大，见图 2；有部分是2012 年装置检修期间补焊的区域，此次在补焊处旁边又有所扩大。内网网丝局部变形较大，呈周向弯 曲形状而导致网丝间距离变大。部分区域发生了内凹 变形。从整体来说，内约翰逊网出现的主要问题是局 部变形，部分催化剂
7、颗粒从这些小孔处掉落，可能导 致了再生催化剂中夹杂着部分黑催化剂。进入到内网 内部检查，发现部分加强筋板发生断裂现象。图 2 再生约翰逊网泄漏图2问题分析及解决办法 2.1还原段/反应器差压波动及短时间产生大量粉尘还原段/反应器差压 PDIC3001 差压波动及短时 间大量粉尘产生，原因可能有如下几种： 1）催化剂移动形式发生变化，由原来的固定 床逐步流态化。固定床时，上部气流从上向下运动 并产生一定的压差；流化床时，床层催化剂颗粒之 间有气流间隙，上部气体可以通过这些间隙向下运 动，阻力大幅减少，压差随之也大幅减小，这样会 使还原区与一反压差突然变小，由此导致还原段/ 反应器差压 PDIC3
8、001 差压无法正常建立，与此同 时，催化剂床层的流化导致大量粉尘的产生。 2）还原段料位指示不准。由于装置正常生产 期间，料位控制卡边操作，在装置操作波动后或再 生停车过程中，催化剂床层料位压实导致还原段料 控制较低或出现空料位，由于还原段料位指示不 准，在再生循环重新开启后，还原段至一反 12 根卸料管空。为保证还原段至一反的正常差压（0.12 MPa）控制，还原氢出还原段控制阀逐步关闭，导致一段、 二段还原氢通过卸料管至一反顶部，造成顶部催化 剂搅动，流化生成粉尘。 3）如一反床层催化剂料位进一步下降，大量 重整反应物料通过催化剂床层过程中，携带顶部催 化剂向中心管撞击，生成大量粉尘。
9、解决办法有：1）再生系统停车，停止催化剂循环，系统补 入催化剂，确保两边料位正常控制，建立还原段与 一反差压正常控制后再开车。 2）优化淘析系统操作，确保系统产生的粉尘 及时淘析干净。3）鉴于本装置出现二次还原区粉尘多的情 况，还原区的料位控制确保大于 60 %。4）进一步了解料位计的基本结构和工作原 理，以及可能出现的问题，以便对装置出现问题做- 11 -7LH石油石化节能与减排 2014年 第4卷 第5期 进一步的正确判断，同时利用装置停工检修期间对 还原段核料位仪进行重新标定。2.2反应温降出现异常，一反温降逐步走低反应温降出现异常，一反温降逐步走低，原因 可能为： 1）还原段产生的大量
10、粉尘堵塞部分还原段下 料管大量粉尘及不完整颗粒存在，造成还原段至一 反之间下料管（共 12 根）部分堵塞，催化剂无法 顺利落到堵塞下料管出口的一反上部，该部位催化 剂无法填满，由 F201 来的高温物料首先通过此部 位的疏松通道进入中心管，油气的停留时间变短， 反应不完全，反应温降降低。此种情况一般不会引 起一反压降上升。这与整个装置压降的测量结果相 同，见表 1。下降。上述情况会引起 R201 压降明显上升。11 月 24 日连续重整再次发生大面积跳电事 故，循环机停运，装置紧急处理后开工正常，一 反温度呈逐步上升趋势，目前已稳定为 100 左 右，二反温度稳定为 70 左右，反应温降分布有
11、 较大好转，但仍未恢复至正常水平。期间，对催 化剂及粉尘碳含量分析，未发现明显异常。由此 可判断，还原段至一反卸料管存在部分堵塞的可 能性最大。 解决办法：1）加强催化剂粉尘的淘析操作，消除引起还 原区催化剂流化粉尘来源，并监控粉尘中整颗粒与 碎颗粒、粉尘的比例，以保证粉尘淘析的彻底性。 2）加强反应器压降监测。使用高精度压力表 进行反应器压降测量，监控反应器尤其是 R201 压 降情况。 3）做好再生烧焦监控，防止可能的堵塞卸料 管突然畅通引起待生催化剂碳含量突然升高，再生 烧焦飞温，烧坏再生设备内构件。 4）做好日常参数的记录和数据分析，监控反 应温降变化及波动情况分析，有异常及时处理。2
12、.3再生约翰逊内网局部破损，再生器烧焦温度 超高再生约翰逊内网局部破损，再生器烧焦温度超 高，原因主要为变形均发生在靠近内网和圈板的连 接处，由于圈板和内网处壁厚并不相同，较厚的圈 板和相对较薄的内网以不同的速率进行热胀冷缩， 当局部过热时更加剧了这种趋势。内约翰逊网的材 质是 316SS 不锈钢，是一种典型的奥氏体不锈钢。 这种钢长期保持在 371816 的温度范围时，铬 和碳会从固溶体里被除去，并且它们会沿着晶粒间 界形成铬的碳化物。结果，在此金属临近晶粒间界 的部位减少了铬的含量。晶粒间界附近耗尽铬的区 域被侵蚀。在设备处于高温时，可能会发生敏化作 用，不锈钢会产生脆化现象，材料极易发生
13、断裂。 而内网筋板允许变形量较小，当温度变化频繁时， 容易产生疲劳裂纹，经过长期使用，由于材料本 身的脆化，疲劳裂纹逐渐扩展直至发生断裂。装置 目前使用的再生约翰逊网于 2007 年检修时更换， 并在 2012 年 34 月检修期间进行过加强补焊，目 前已使用 6 年，使用年限较长，在跳电事故及再生 频繁停车故障中，温度变化频繁，容易产生疲劳 裂纹，在经历多次再生停、开及温度大幅波动过程表 1 相同处理量下，两次压力测量情况对比表项 目2）一反至二反下料管堵塞R201 至 R202 部分下料管堵塞，引起 R201 部 分催化剂无法正常下落，在重整运转油气反应过程 中，该部分催化剂缓慢失活，R2
14、01 中反应温降逐 渐降低，至该部分不能移动的催化剂完全失活后， R201 的反应温降趋向稳定。 3）一反扇形筒或中心管堵塞还原段料位异常 低时，催化剂流化造成了催化剂粉尘量、破碎颗 粒量明显增加，在 R201 流动过程中引起中心管堵 塞，反应物料与催化剂接触面积减少，反应不完 全，R201 温降较正常时明显降低。或者还原段下料 管至一反盖板上部连接法兰泄漏，引起扇形筒堵塞， 同样造成油气与催化剂总接触面积减少，R201 温降- 12 -时 间 2012-03-032013-09-28重整进料/（th-1）4545 循环氢量/（m3h-1）41 02436 860 反应温度/490480K20
15、1 进/出/MPa0.239/0.410 0.239/0.388 E201（管）进/MPa 0.415 0.395 R201 出口/MPa0.433 0.390 差压/MPa0.018 0.005R202 进/出/MPa0.320/0.310 0.315/0.310 差压/MPa0.010 0.005R203 进/出/MPa0.30/0.28 0.305/0.276 差压/MPa0.020 0.039R204 进/出/MPa0.260/0.256 0.295/0.290 差压/MPa0.004 0.005周小平. 连续重整再生系统几起典型事故分析石油石化节能与减排中，可能造成约翰逊网开裂破损，
16、中心管发生漏剂后，漏下的催化剂正好落到 TI3032 的热偶托板 上，引起该点温度突然升高，这与 2006 年再生器 约翰逊中心管损坏时出现的情况相似。 解决办法： 1）损坏部位修复：经讨论决定，初步方案是在内约翰逊网内部加强筋板上焊接不锈钢薄板以使之紧贴在内网，然后再在外部圈板上焊接档板以遮 住小孔。但实际操作中很难在内部贴焊薄板，考虑 到本次漏洞较小，所以最终决定直接在内部进行补 焊，对所有断裂的筋板进行补焊修复，然后再在外网 处将小孔进行堆焊覆盖。图 3 是修复后的外观图。图 3 再生约翰逊网修复图2）操作监控：严格控制烧焦区温度，严防烧焦区温度超标。尤其注意重整反应部分在高苛刻 度下操作后，催化剂炭含量很高而出现烧焦温度超 高，注意控制好烧焦区氧含量、循环速率、待生催 化剂炭含量等工艺参数。实际运转过程中，再生烧 焦温度严禁超过 593 ，若发生床层移动，待生催 化剂碳含量分布不均时，需要密切注意烧焦情况， 严防超温。同时，根据再生烧焦曲线及时判断再生 烧焦是
