连续重整装置预加氢反应器压力降快速上涨原因分析

连续重整装置预加氢反应器压力降快速上涨原因分析

李纯龙   武根柱

盛虹炼化（连云港）有限公司   江苏省连云港市222000

 摘要：连续重整装置的预加氢反应器在长期运行过程中，可能出现压力降快速上涨的现象，影响装置的稳定运行。本文通过分析催化剂积碳、机械杂质沉积、催化剂颗粒破碎及工艺操作等因素，探讨压力降异常升高的主要原因，并提出优化措施，如优化进料质量、加强催化剂管理及优化操作参数，以延长反应器运行周期，提高装置的整体运行效率。

关键词：连续重整装置；预加氢反应器；压力降；催化剂积碳；优化运行

连续重整装置中的预加氢反应器主要用于去除原料油中的硫、氮及其他杂质，为后续重整反应提供优质原料。长期运行过程中，反应器可能出现压力降快速上升的现象，导致操作压力受限，影响装置的安全性和经济性。本文针对这一问题，分析其主要成因，并提出相应的优化措施，以确保反应器的稳定运行。

1. 预加氢反应器压力降快速上涨的主要原因

1.1 催化剂积碳及焦炭沉积

在预加氢反应过程中，原料油中的重质烃类、不饱和烃等在高温、高压及催化剂作用下，会发生脱氢、缩合等反应，进而生成积碳和焦炭。随着反应的持续进行，这些积碳和焦炭会逐渐沉积在催化剂表面及孔道内。一方面，它们会堵塞催化剂的活性位点，降低催化剂的活性，影响加氢反应效果；另一方面，大量的积碳和焦炭堆积会减小反应器内的流通通道，增加流体流动阻力，从而导致压力降快速上涨。尤其当原料油性质变差，如芳烃含量过高时，积碳和焦炭生成速度加快，压力降上涨更为显著。例如，某炼厂在加工高芳烃含量原油时，预加氢反应器压力降在短时间内急剧上升，严重影响了装置的正常运行。

1.2 机械杂质及胶质沉积导致床层堵塞

原料油中往往会携带一些机械杂质，如铁锈、焊渣、泥沙等，在进入预加氢反应器后，这些杂质会逐渐沉积在催化剂床层。同时，原料油中的胶质成分在反应条件下，也会发生聚合、缩合等反应，形成大分子物质并沉积在床层。这些机械杂质和胶质沉积物会在催化剂颗粒间相互堆积，导致床层空隙率减小，流体通过床层时的阻力增大。此外，当装置中的过滤器出现故障或过滤效果不佳时，无法有效拦截杂质，大量杂质进入反应器，会加速床层堵塞，致使压力降异常上涨。例如，某装置因过滤器滤芯损坏未及时更换，大量机械杂质进入反应器，短短数周内预加氢反应器压力降就超出正常范围，严重影响装置生产效率。

1.3 催化剂颗粒破碎及床层分布不均

在预加氢反应器的运行过程中，由于受到高温、高压、流体冲刷以及频繁的开停车等因素影响，催化剂颗粒可能会发生破碎。破碎后的小颗粒催化剂会填充在床层空隙中，进一步减小流体的流通空间，增大压力降。而且，若在催化剂装填过程中操作不当，如装填不均匀，会导致床层分布不均。部分区域催化剂堆积过密，流体通过时阻力大；而部分区域则可能出现空洞，流体短路通过，使得整体床层的压力降分布异常，最终导致反应器压力降快速上升。例如，某炼厂在催化剂装填后未进行有效压实和检查，装置运行不久后就发现预加氢反应器压力降出现大幅波动且持续上升，经检查是床层分布不均所致。

2. 预防及缓解压力降异常上涨的优化措施

2.1 优化进料油质量，减少杂质含量

优化进料油质量是预防预加氢反应器压力降异常上涨的重要举措。炼厂应加强对原油采购的把控，尽量选择杂质含量低的原油。在原油进入预加氢装置前，完善预处理工艺，通过高效的过滤、脱盐、脱水等手段，去除原油中的机械杂质、无机盐及水分。例如，采用高精度的过滤器，可有效拦截微米级的杂质颗粒；优化电脱盐工艺，提高脱盐效率，减少盐分对后续反应的影响。同时，定期对预处理设备进行维护和检修，确保设备正常运行，保障进料油质量稳定。通过优化进料油质量，能从源头上减少杂质进入反应器，降低床层堵塞风险，有效预防压力降异常上涨。

2.2 加强催化剂管理，延长使用寿命

加强催化剂管理对缓解压力降异常上涨至关重要。在催化剂选型时，应根据炼厂实际生产情况和原料油性质，选择强度高、抗积碳性能好、活性稳定的催化剂。在使用过程中，严格控制原料油中的毒物含量，如重金属、含氮化合物等，避免催化剂中毒失活。定期对催化剂进行再生处理，通过合适的烧焦、吹扫等方法，去除催化剂表面的积碳和杂质，恢复其活性。建立完善的催化剂监测体系，实时监测催化剂的活性、强度等指标，根据监测结果及时调整操作参数。当催化剂出现严重破碎或活性无法恢复时，及时更换催化剂，确保反应器内催化剂始终处于良好的工作状态，减少因催化剂问题导致的压力降异常上涨。

2.3 优化工艺参数，减少催化剂积炭

优化工艺参数是减少催化剂积炭、预防压力降快速上涨的有效手段。通过实验和模拟计算，精准确定适宜的反应温度、压力、空速等参数。合理控制反应温度，避免温度过高引发原料油过度裂解和积碳反应；稳定反应压力，确保反应在最佳平衡状态下进行。优化空速，使原料油与催化剂充分接触反应的同时，避免因流速过快对催化剂造成冲刷磨损。此外，调整氢油比，保证足够的氢气参与反应，抑制积碳生成。通过自动化控制系统，实时监测和调整工艺参数，减少操作波动，维持稳定的反应环境，有效减少催化剂积炭，降低预加氢反应器压力降上涨的速率。

3. 研究与实践应用案例

3.1 典型炼厂预加氢反应器压力降异常案例分析

某大型炼厂的预加氢装置在运行过程中，预加氢反应器压力降出现异常快速上涨的情况。经排查发现，该炼厂近期采购的原油杂质含量大幅增加，预处理装置未能有效脱除其中的机械杂质和胶质。同时，由于反应温度控制不当，部分区域温度过高，导致催化剂积碳严重。在催化剂装填方面，因前期施工疏忽，存在床层分布不均的问题。这些因素相互叠加，使得反应器内流体流动阻力急剧增大，压力降在短时间内超出正常范围。装置被迫频繁降量生产，严重影响了炼厂的生产效率和经济效益，凸显了控制预加氢反应器压力降的紧迫性和重要性。

3.2 采用优化措施后的效果评估

针对上述问题，该炼厂采取了一系列优化措施。首先，更换原油供应商，选择杂质含量低的原油，并对预处理装置进行全面升级改造，提高过滤和脱盐脱水能力。其次，对催化剂进行再生处理，同时加强对原料油质量的监测，严格控制毒物含量。此外，通过自动化控制系统优化工艺参数，稳定反应温度、压力等。实施这些优化措施后，预加氢反应器压力降得到有效控制，逐渐恢复至正常范围。装置生产负荷得以提升，产品质量也得到改善，不仅避免了因降量生产造成的经济损失，还提高了炼厂的整体效益，证明了优化措施在预防和缓解预加氢反应器压力降异常上涨方面的有效性和可行性。

3.3 未来优化方向及新技术应用

未来，预防和缓解预加氢反应器压力降异常上涨的研究将朝着智能化、高效化方向发展。在技术研发上，新型催化剂的开发成为重点，如具有自清洁功能的催化剂，能够在反应过程中自动分解积碳，减少积碳沉积。同时，先进的在线监测技术将得到更广泛应用，通过传感器实时监测反应器内的压力、温度、流量等参数，利用大数据和人工智能技术进行分析，提前预测压力降异常上涨趋势，并及时调整操作参数。此外，膜分离技术在预加氢领域的应用探索也在不断推进，通过特殊的分离膜去除原料油中的杂质和有害物质，进一步优化进料油质量。加强炼厂间的技术交流与合作，共享先进经验和技术成果，将推动整个行业在解决预加氢反应器压力降问题上不断取得新突破。

4.结语

预加氢反应器压力降快速上涨是连续重整装置运行中常见的问题，主要受催化剂积碳、机械杂质沉积及催化剂破碎等因素影响。通过优化进料质量、加强催化剂管理及优化工艺操作，可以有效缓解压力降异常上涨问题，延长反应器的运行周期，提高装置的整体经济效益。未来，可结合新型催化剂及先进的工艺优化技术，进一步提升预加氢反应器的运行效率。

参考文献

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