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加氫裂化裝置反應系統壓力降增大及處理措施

文檔作者：張飛文檔來源：中國石油化工股份有限公司天津分公司		更新日期： 2026年05月09日	點擊數：
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專論石油化工腐蝕與防護ＣＯＲＲＯＳＩＯＮ＆ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮＩＮＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ ２０１８年第３５卷第２期
加氫裂化裝置反應系統壓力降增大及處理措施
張　飛
（中國石油化工股份有限公司天津分公司，天津３００２７１）
摘要：某公司１．８Ｍｔ／ａ加氫裂化裝置已進入第二生產周期運行末期，在實際生產中發現循
環氫壓縮機出口至反應進料加熱爐入口段管路壓力降上升明顯，可以確定此段管路的設備和閥
門存在堵塞，已嚴重威脅到裝置的安全運行。針對該項問題采取了對高壓換熱器出入口手閥進
行蒸汽吹掃、副線控制閥反復開關和在線注水等處理措施，取得了一定的效果，裝置得以繼續正
常運行。
關鍵詞：加氫裂化；壓力降；高壓換熱器；腐蝕；注水
收稿日期：２０１７０８３１；修回日期：２０１７１２２０。
作者簡介：張飛（１９８４—），工程師，本科，在該公司煉油部聯
合六車間從事加氫工藝管理方面的操作工作。Ｅｍａｉｌ：
ｚｈａｎｇｆｅｉ．ｔｊｓｈ＠ｓｉｎｏｐｅｃ．ｃｏｍ
　　加氫裂化是重質餾分油深度加工的主要工藝
之一，是油品輕質化的重要手段。
加氫裂化反應器的床層壓力降，不僅是重要
的設計參數，而且有時會成為裝置長周期運行的
制約因素。隨著裝置運行時間的延長，床層壓力
降逐漸增大，當達到一定時間后將以指數方式迅
速增大，最終達到或超過設計值而被迫降低處理
量，甚至停工。這不僅增加了能耗，限定了處理能
力，而且增加了維修費用，縮短了開工周期，從而
制約經濟效益。
１　裝置概況
１．８Ｍｔ／ａ加氫裂化裝置（以下簡稱２號加氫
裂化裝置）是某公司１Ｍｔ／ａ乙烯煉油一體化項
目新建裝置之一，采用中石化Ｂ研究院開發的加
氫精制和加氫裂化催化劑，流程屬于單段串聯和
一次通過的加氫裂化工藝。主要為乙烯和催化重
整提供加工原料，分為反應（包括循環氫脫硫系
統）、分餾和吸收穩定三部分。加工原料為３號
常減壓裝置提供的直餾蠟油，產品主要包括液化
石油氣、輕質石腦油、重質石腦油、航煤、柴油和
尾油。
２　壓力降增大過程
２．１　循環氫流量下降
２號加氫裂化裝置自２０１５年２月份開始，反
應系統壓力降（循氫機出、入口壓力降）出現快速
增大的情況，通過對反應系統進行分段壓力降計
算可以看出，反應系統壓力降增高主要出現在循
環氫壓縮機Ｋ１０２出口至反應加熱爐Ｆ１０１之間
（見圖１），此段管路壓力降自２月份開始，平均每
月增加０．１５ＭＰａ左右，未發生該事件前該段壓力
降為０．２ＭＰａ左右，而后壓力降驟增至０．７ＭＰａ。
高壓換熱器Ｅ１０４（管程：熱高分氣；殼程：循環
氫）殼程出入口溫差由８０℃降至６５℃，說明換
熱效果明顯變差，可以基本確定Ｅ１０４前后出現
堵塞現象。循環氫總量由３０×１０４ｍ３／ｈ下降至
２４．５×１０４ｍ３／ｈ；反應器入口循環氫流量也由
２１×１０４ ｍ３／ｈ下降至１６×１０４ｍ３／ｈ，精制反應器
入口氫油比亦隨之下降，最低降至５５０，過低的
氫油比已嚴重威脅裝置的安全運行。
２．２　循氫機防喘振調節閥問題
在２０１５年５月份，由于循氫量持續下降，裝
置調整操作，在調整防喘振控制閥后，即出現了該
調節閥無法關嚴的現象，經分析有雜質堵塞導致
調節閥無法關嚴。
３　原因分析
Ｅ１０４殼程介質為混氫，介質較為干凈，雜質
堵塞的可能性小。考慮是新氫中的Ｃｌ－與循環氫
中的氨氮結合，長時間積累，形成銨鹽堵塞換熱器
２６
　　
第２期張　飛．加氫裂化裝置反應系統壓力降增大及處理措施專論
或閥門部位，遂對相關原料及中間品進行采樣分
析如下。
３．１　原料性質
原料油分析數據見表１。由表１可以看出，
原料油中Ｃｌ含量長期超標，不合格率達到
６８．８７％，最大值３．５μｇ／ｇ。
循環氫分析數據見表２，新氫分析數據見
表３。
圖１　循氫機出口至反應進料加熱爐流程
表１　原料油數據
統計ｗ（Ｓ）， ％
ｗ（殘炭）， ％ 初餾點／
℃
１０％餾出
溫度／℃
５０％餾出
溫度／℃ 終餾點／
℃
ｗ（Ｎ）／
（μｇ·ｇ－１）
ｗ（Ｃｌ）／
（μｇ·ｇ－１）
密度（２０℃）／
（ｋｇ·ｍ－３）
分析次數１５４ １５５ １５５ １５５ １５５ １５５ １５４ １５１ ５１
不合格次數０ ０ ０ ０ ０ ０ １ １０４ ０
最大值３．１６５ ０．１８０ ２９７．００ ３６８．０ ４３５．００ ５０８．００ ２４４６．７０ ３．５０ ９２１．２０
最小值２．０３８ ０．０３０ １８６．００ ３４２．０ ３９５．００ ４８３．００ １３３．１０ ０．５０ ８９９．４０
平均值２．５３０ ０．０６６ ２３７．２５ ３５１．４ ４１３．６８ ４９６．２１ ６１７．８６ １．３９ ９１３．７９
表２　循環氫數據ｗ，％
統計Ｈ２ ＣＨ４ Ｃ２Ｈ６ Ｃ３Ｈ８ ｉＣ４Ｈ１０ Ｃ４Ｈ１０ Ｃ５＋
分析次數３６５ ３６３ ３６３ ３６３ ３６３ ３６３ ３６３
不合格次數２ ０ ０ ０ ０ ０ ０
最大值９２．１３ １０．８４ ４．００ １．２２ ２．１５ ２．３４ １．９１０
最小值０．００ ３．６３ ０．０１ ０．０１ ０．０６ ０．００ ０．０１０
平均值８７．１５ ７．９２ ２．００ １．４３ ０．６９ ０．２９ ０．２４４
表３　新氫數據
統計ｗ（Ｈ２），
％
ｗ（ＣＨ４），
％
ｗ（Ｃ２Ｈ６），
％
ｗ（Ｃ３Ｈ８），
％
ｗ（ｉＣ４Ｈ１０），
％
φ（ＣＯ）／
（μＬ·Ｌ－１）
φ（ＣＯ２）／
（μＬ·Ｌ－１）
φ（ＣＯ＋ＣＯ２）／
（μＬ·Ｌ－１）
分析次數３６５ ３６３ ３６３ ３６３ ３６３ ３６３ ３６３ ３６３
不合格次數０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ３００
最大值９８．２３０ ２．９５０ ２．１１０ １．４４０ ０．４７０ ７２．３３０ ７４．９４０ １１２．３３０
最小值０．０００ ０．８８０ ０．０１０ ０．０１０ ０．０１０ ４．８９０ １２．８８０ ２４．１５０
平均值９５．５４６ １．７８８ １．１２０ ０．６８６ ０．２０１ １８．７３９ ３２．０６６ ５０．８０５
　注：裝置的氫氣來自制氫裝置和重整抽提裝置。
２７
　　
專論石油化工腐蝕與防護２０１８年第３５卷
３．２　逐段分析壓力降
２０１４０５２５—２０１５０５２５反應系統各部位壓
力降變化情況見圖２。由圖２可以看出，壓力降
增加主要出現在循環氫壓縮機Ｋ１０２出口至反應
加熱爐Ｆ１０１之間，可以肯定設備或者設備間管
路、閥門存在堵塞情況。
圖２　各部位壓力降變化情況
３．３　循環氫純度分析
循環氫和新氫中烴類物質含量較高，由于裝
置日常不對氫氣進行Ｃｌ－分析；發生該情況后，特
意取樣分析循環氫和新氫中的Ｃｌ－，分析結果雖
小于０．５μＬ／Ｌ，但本裝置自首次開工運轉至今，
始終未排放過廢氫，一方面循氫純度相對較低
（平均值８７．１５％）導致烴類（包括加氫裂化反應
生產的氨氮）聚集，另一方面循環氫中的這部分
Ｃｌ－長期積累，與循環氫中的氨氮結合，亦會形成
氯化銨結晶堵塞換熱器及閥門等部位。
４　處理過程
４．１　增加注水頻次及延長注水時間
將Ｅ１０４管程注水頻次由１次／月改為
１次／周，同時管程注水時間長度由Ｅ１０４前后各
１０ｍｉｎ增加至各３０ｍｉｎ。更改注水頻次及增加時
長后，冷熱高分之間的壓力降有所降低，對總壓力
降沒有明顯影響。
４．２　提高循環氫機轉速
循環氫機轉速由７８００ｒ／ｍｉｎ逐步提至８５００
ｒ／ｍｉｎ，同時，由于循環氫機工況多次接近喘振曲
線，將Ｅ１０４殼程副線閥開度由５％提高至２０％，
循環氫量變化不大。
４．３　減少銨鹽堵塞
（１）對Ｅ１０４殼程入口手閥和循氫副線閥進
行１．０ＭＰａ蒸汽吹擋，以便提高溫度減少堵塞，同
時對副線閥及上下游部分管線進行敲擊，促使結
晶銨鹽剝離。
（２）對Ｅ１０４副線閥（控制閥）進行反復開關，
閥位控制在５％至４５％，通過提高副線循環氫量，
增加結晶銨鹽剝離效果。
通過此項措施，循環氫流量得以保持，不再繼
續下降，效果較好。
４．４　在線注水
４．４．１　注　水
經過以上原因分析，采用注入除鹽水的方式
溶解形成的銨鹽，由于本裝置Ｅ１０４殼程管線未
設計注水點，增加臨時注水線溶解銨鹽。
４．４．２　注水效果
注水后循氫（混合氫）流量增加６０００ｍ３／ｈ
左右，Ｋ１０２出口至Ｆ１０１入口壓差無明顯變化，具
體參數見表４。
表４　注水前后參數變化情況
時　間
循氫量／（ｍ３·ｈ－１） ＦＩ１２１０１ 混氫量／（ｍ３·ｈ－１） ＦＩ１１２０１Ａ
Ｋ１０２出口壓力／ＭＰａ
ＰＩ１２１０２
Ｆ１０１入口壓力／ＭＰａ
ＰＩ１０８０１ 注水量／
ｍＬ
１１：００ ２５０１２８ １７４９３４ １７．５３ １６．８３ ７００
１１：４５ ２５８１７７ １８０９３５ １７．４８ １７．７８
　　（１）循環氫流量
經過上述調整，循環氫流量在每次注水后上
漲較明顯，但無法長期保持，基本一個月左右循氫
量又降至無法滿足操作需要，只能繼續注水，如此
反復。
（２）系統壓力降
出現該現象的關鍵就是系統壓力降的升高，
注水后循氫量上漲只是表象，無法從根本上解決
裝置隱患。由于反應系統壓力降包括循氫機出口
至反應爐入口之間壓力降沒有下降，仍處于逐漸
上漲的趨勢，因此循氫量也無法長期保持。
５　換熱器檢修情況
２號加氫裂化裝置高壓換熱器Ｅ１０４在２０１６
年２月設備筒體焊道發現裂紋，高溫高壓混氫自
裂紋處泄漏。為避免事態進一步擴大，因此停工
處理對該換熱器進行檢修。
停工交檢修打開換熱器殼程，內表面附著黑
２８
　　
第２期張　飛．加氫裂化裝置反應系統壓力降增大及處理措施專論
色垢物，有刺鼻的氨味，清洗后內壁腐蝕較為嚴
重，腐蝕坑密布，環焊縫熱影響區位置腐蝕呈溝槽
狀，腐蝕形貌見圖３。
圖３　內壁腐蝕形貌
取Ｅ１０４換熱器副線黑色垢物，通過離子色
譜和水質測定儀分析，樣品中的氨氮質量分數為
２０．５％，Ｃｌ－質量分數為１０．１２％，說明樣品中含
有ＮＨ４Ｃｌ等銨鹽。
６　結論與建議
該公司２號加氫裂化裝置反應系統壓力降
（循氫機出、入口）升高，原因是由于加氫裂化過
程中產生氨，與氫氣中的Ｃｌ－結合形成銨鹽堵塞
相關閥門，針對原因分析車間采取了對高壓換熱
器出入口閥門進行蒸汽吹掃、副線控制閥反復開
關、在線注水等處理措施，取得了一定的效果，但
只能維持裝置正常運行，最終通過停工檢修，清理
換熱器徹底消除了隱患。另提高新氫純度、定期
切換注水溶解銨鹽是消除該隱患的根本。
（１）繼續加強對循氫流量和Ｋ１０２出口至Ｆ１０１
入口壓差的監控，當循氫流量下降至影響裝置正常
生產時，繼續實施Ｅ１０４殼程入口注水作業。
（２）由于游離水進入反應系統對催化劑影響
極大［１］，因此未敢大量注水，這也是系統壓力降
未能下降的主要原因。再次注水時準備稍提高注
水量，觀察壓力降變化。
（３）規范原料性質，保持較高的循環氫純度，
監控新氫中的Ｃｌ－含量，一旦發現Ｃｌ－超標，則上
游連續重整裝置及時更換脫氯劑。
（４）根據該公司１號加氫裂化裝置曾經亦出
現過同類問題，且結鹽堵塞部位一致，車間建議聯
系設計院可否取消此高換入口閥門，或設置其他
類型閥門（調節閥等）。
參考文獻
［１］　金德浩，劉建暉，申濤．加氫裂化裝置技術問答［Ｍ］．北京：
中國石化出版社，２００６：２７．
（編輯　王菁輝）
ＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＴｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＰｒｅｓｓｕｒｅＤｒｏｐＲｉｓｅ
ｉｎｔｈｅＲｅａｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ ｏｆＨｙｄｒｏｃｒａｃｋｉｎｇＵｎｉｔ
ＺＨＡＮＧＦｅｉ
（ＲｅｆｉｎｉｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＳＩＮＯＰＥＣＴｉａｎｊｉｎＰｅｔｒｏｌｅｕｍ＆ＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，
Ｔｉａｎｊｉｎ３００２７１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｅｓｓｕｒｅｄｒｏｐｗａｓｆｏｕｎｄｔｏｂｅｒａｉｓｅｄｉｎｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ｉ．ｅ．，ｔｈｅｉｎｌｅｔａｎｄｔｈｅｏｕｔｌｅｔｏｆｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｈｙｄｒｏｇｅｎ
ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ，ｗｈｅｎｔｈｅ１．８Ｍｔ／ａｈｙｄｒｏｃｒａｃｋｉｎｇｕｎｉｔｅｎｔｅｒｅｄｉｎｔｏｔｈｅｅｎｄｏｆｓｅｃｏｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃｙｃｌｅ．Ｂａｓｅｄｏｎｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ，ｉｔ
ｗａｓｃｏｎｆｉｒｍｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｉｓｅｉｎｐｒｅｓｓｕｒｅｄｒｏｐｗａｓｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｂｌｏｃｋｉｎｇｏｆｐｉｐｅｌｉｎｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｉｎｌｅｔｏｆｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｈｙｄｒｏｇｅｎ
ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒａｎｄｔｈｅｅｎｔｒａｎｃｅｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｆｅｅｄｆｕｒｎａｃｅ，ｗｈｉｃｈｈａｓｂｅｅｎａｓｅｒｉｏｕｓｔｈｒｅａｔｔｏｔｈｅｓａｆｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｓｅｖｅｒａｌｍｅａｓｕｒｅｓ
ｗｅｒｅｔａｋｅｎｔｏａｖｏｉｄｕｎｐｌａｎｎｅｄｓｈｕｔｄｏｗｎａｎｄｅｎｓｕｒｅｔｈｅｎｏｒｍａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｌａｎｔ，ｓｕｃｈａｓｓｔｅａｍｂｌｏｗｉｎｇｏｆｈａｎｄｖａｌｖｅｓａｔｔｈｅ
ｉｎｌｅｔａｎｄｏｕｔｌｅｔｏｆｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ，ｒｅｐｅａｔｅｄｓｗｉｔｃｈｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｏｆａｕｘｉｌｉａｒｙｌｉｎｅｃｏｎｔｒｏｌｖａｌｖｅ，ｏｎｌｉｎｅｗａｔｅｒ
ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ，ｅｔｃ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒｏｃｒａｃｋｉｎｇｕｎｉｔ；ｐｒｅｓｓｕｒｅｄｒｏｐ；ｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ；ｗａｔｅｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎ
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