重整预加氢反应器压降过大原因分析及对策
邵 文
中国石油工程建设公司华东设计分公司 山东省青岛市 266071
摘要：重整预加氢反应器在短期内出现压降快速升高，其原因主要是固体颗粒在催化剂床层顶部沉积所致。介绍了处理措施，并提出措施。
主题词：催化重整 预加氢 压降 原因分析 措施 1 前言
某厂重整装置预加氢系统自2006年初开工生产以来，发现预加氢反应器压降上升过快，对装置正常的安全生产及能耗达标产生了严重影响，经多次对预加氢催化剂进行撇头、过筛处理，效果不明显。特别是每次撇头不久，压降即很快上升，最高时达0.6MPa。2007年1月借重整装置停工时机，对预加氢催化剂又进行了过筛处理，采取了一些措施。从目前的运转情况看，压降上升不明显，说明效果是显著的[1] [2]。 2 预加氢反应器压降过大的原因分析 2.1 两次压降比较
预加氢采用RS-1催化剂，随着运转时间延长，发现反应器压降上升过快，不得不于2006年6月对预加氢催化剂进行撇头处理，撇头催化剂量为800kg，撇头后在短时间内压降虽然得到缓解，但很快又继续上升，至2006年11月压降又上升至0.6 MPa，造成预加氢系统压降达1.4 MPa，装置无法运行，压降上升趋势见图1。
图1 2006年6月-11月反应器压降变化趋势 压降，MPa 0.6
0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 1
2 3 4 时间，月
5 6 7
从打开反应器检查情况看，反应器上部积垢篮充满近15~20cm厚铁锈，而且反应器
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上部床层有1cm厚的薄层结盖，上部瓷球及催化剂均有铁锈及炭粉覆盖。经研究分析成分见表1，经过800℃培烧，成分数据如表2。
表1 反应器内结焦成分分析（%）
部 位 积垢篮 顶部结焦 催化剂
Cl 1.3
S 22.34 18.88 5.9
灰份 68.38 41.5 91.91
部 位 积垢篮 顶部结焦 催化剂
表2 结焦产物800℃培烧后成分（μg/g） C Fe Ni 2.65 2.57 2.03
37.7 28.1 144.11
339.8 648.4 0.8
从表2分析数据中可以看出，催化剂床层中含有大量金属铁粉及炭粉。
2.2 原因分析
在讨论固定床反应器压降时，通常把反应器内催化剂床层看作一个过滤床。从过滤的基本原理可知：当较少的细粒被截留在催化剂颗粒间的空隙时，床层的空隙越来越小。如果维持物流的总量不变，则随流体的线速增加，一些微粒能被带入更深的床层，引起压降不断上升[3]。引起反应器压降上升主要的影响因素有： 2.2.1 催化剂破碎造成反应器压降增加
催化剂都有一定强度，正常的生产条件下，不会造成催化剂破碎。但在开、停工及意外事故中，容易造成催化剂破碎。比如严重超温、升降压速度过快、原料油严重带水等种种因素。从本装置运行情况看，开、停工次数较多特别是紧急停车频繁对反应器压降有一定影响，但还不足以造成反应器压降大幅度很快上升。 2.2.2 反应器顶部结焦造成反应器压降上升
反应器顶部严重结焦的现象，主要发生于二次加工汽油加氢装置中。二次加工汽油中不安定组分较多，容易引起结焦[3]。而重整予加氢装置为直馏汽油加氢，也不足以造成反应器上部严重结焦，影响反应器压降上升。 2.2.3 固体颗粒在催化剂床层顶部沉积造成反应器压降过大
固体颗粒主要包括： a)原料中固有金属颗粒；
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b)设备管线腐蚀碎渣； c)上游装置产生的固体颗粒； d)原料罐底污垢等； e)铁锈。
从反应器顶取样分析数据表 1、2中可以看出，预加氢反应器催化剂床层中含有大量铁粉及炭粉[4]。
原料中铁的来源有： a)原料油中固有的铁； b)环烷酸腐蚀生成的环烷酸铁； c)氯离子腐蚀生成的氯化铁； d)硫化氢腐蚀生成的硫化铁；
近年来，油田为了提高原油的采收率，直馏汽油中含有氯离子，在有硫化氢存在和在一定温度的条件下会加剧管线、设备的腐蚀（包括炉管），形成氯化铁、硫化铁进入反应器，沉积在反应器床层顶部，或占据催化剂颗粒间空隙，引起反应器压降上升。
炭的来源有：
a)反应器长期超温结焦； b)不安定组分聚合结焦；
c)加热炉炉膛长期超温，引起加氢裂解反应结焦。
装置掺炼焦化加氢汽油后，原料油中含有不安定组分如烯烃，烯烃含量都在4%-5%左右，对压降也有一定影响。 3 采取措施
3.1 加强原料分析，控制原料的烯烃和氯含量含量，严防原料中明水带入预加氢系统；
3.2 在原料进装置前增设合适精度的过滤器，防止固体颗粒进入反应器床层； 3.3 对压缩机出口至反应器入口管线进行爆破吹扫；
3.4 增加预加氢反应器顶部积垢篮数量，由18个增加至36个，增加了过滤面积； 3.5 为了抑制不饱和烃生焦反应，在催化剂床层上部装填了RP-1保护剂。 4效果
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经过五个多月的运转证明，压降上升速度非常减缓，说明效果是明显的，完全可以满足生产的要求。
参考文献：
[1] 夏国富，何守付等. RIPP 重整原料预加氢技术的开发及工业应用. 催化重整与芳烃，2007（2）：29～32
[2] 黄国弘等. 连续重整装置预处理单元的改造. 石油炼制与化工 1999，30（11）：16～19
[3] 美国UOP 通用操作手册
[4] 反应器内结焦成分分析分析报告. 2007年 石油化工研究院
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