1、1加氢裂化装置加氢裂化装置现场故障剖析现场故障剖析 彭全铸2 国内加氢裂化技术工业化已有国内加氢裂化技术工业化已有40年的历史；年的历史；1998年底已有加氢裂化装置年底已有加氢裂化装置16套，总加工能力套，总加工能力1084万吨万吨/年；年；加氢裂化能处理除渣油以外的所有重质馏分油，加氢裂化能处理除渣油以外的所有重质馏分油，是目前炼厂生产优质清洁燃料油，提高市场竞争是目前炼厂生产优质清洁燃料油，提高市场竞争能力、增加经济效益的重要手段；能力、增加经济效益的重要手段；加氢裂化在高温（加氢裂化在高温（350 425）、高压（）、高压（10 18MPa）的临氢条件下运转，易发生故障；）的临氢条件下
2、运转，易发生故障；如何减少装置故故障，确保长期案全运转，历来如何减少装置故故障，确保长期案全运转，历来是人们关注的焦点。是人们关注的焦点。31.设备本身的问题 由于设备材质缺陷或选材不当而由于设备材质缺陷或选材不当而造成故障或事造成故障或事故所占比例较大。故所占比例较大。其中可分为供货质量和设计质其中可分为供货质量和设计质量两大类。特别是供货质量引起的故障，应给予量两大类。特别是供货质量引起的故障，应给予高度重视。表高度重视。表l是几家典型供货质量故障分类。是几家典型供货质量故障分类。其中以加工制造和动设备故障居多。其中以加工制造和动设备故障居多。4 表表 1.供货质量故障分类供货质量故障分类
3、厂家厂家 动设备动设备 静设备静设备 仪表仪表 加工制造加工制造HD-A *HN-A *DB-C *HD-B *HD-C *51.1 供货质量不佳供货质量不佳1.1.1 上海石化股份有限公司上海石化股份有限公司(1)在装置开工催化剂硫化阶段，循环氢压缩机机在装置开工催化剂硫化阶段，循环氢压缩机机体发生泄漏，所幸及时将压缩机停运，才避免了体发生泄漏，所幸及时将压缩机停运，才避免了一场事故。经检查发现系机体加工时开孔错误，一场事故。经检查发现系机体加工时开孔错误，改成螺孔并用丝堵拧在梯形坡口上，后经补焊车改成螺孔并用丝堵拧在梯形坡口上，后经补焊车平处理才加以解决。平处理才加以解决。6(2)装置开工
4、时，发现高压阀门螺杆漏氢气。装置开工时，发现高压阀门螺杆漏氢气。经查是生产制造螺杆的棒材轴向有缺陷所致。经查是生产制造螺杆的棒材轴向有缺陷所致。(3)仪表质量低劣，变压吸附设备上的电磁阀调节仪表质量低劣，变压吸附设备上的电磁阀调节不灵，装置不能正常运转，不得不全部更换，不灵，装置不能正常运转，不得不全部更换，影响了正常开工。经查明是承包商为多获利润影响了正常开工。经查明是承包商为多获利润订购了次品所至。订购了次品所至。7(4)分馏塔下部阀门盘根质量差，导致塔底泄漏油分馏塔下部阀门盘根质量差，导致塔底泄漏油气和氢气，大量带油雾点形成白雾滞留在装置气和氢气，大量带油雾点形成白雾滞留在装置周围，由于
5、处理及时而未酿成大祸。周围，由于处理及时而未酿成大祸。(5)高压合金管线焊口在试压过程中多处断裂，经高压合金管线焊口在试压过程中多处断裂，经检查是检查是 CrMo钢与钢与 lCrl8Ni9Ti钢接口错用了钢接口错用了不锈钢焊条，因施工单位事先未进行不锈钢焊条，因施工单位事先未进行X光检查光检查所至。所至。81.1.2 茂名石化公司茂名石化公司(1)加氢高压热油循环泵开工后一直无法运转，致加氢高压热油循环泵开工后一直无法运转，致使该装置一年未进行热油循环，能耗居高不下。使该装置一年未进行热油循环，能耗居高不下。经查，该油泵系日本荏原制作所制造，采用美经查，该油泵系日本荏原制作所制造，采用美国国P
6、ACIFIC公司技术，首台产品即销往中国。公司技术，首台产品即销往中国。日方虽竭尽全力，但仍无法正常运转。一年后，日方虽竭尽全力，但仍无法正常运转。一年后，荏原制作所求助美方协助改造，才使油泵投入荏原制作所求助美方协助改造，才使油泵投入使用。日方虽然做了赔偿，但远远不能弥补一使用。日方虽然做了赔偿，但远远不能弥补一年所带来的损失。在订购国外产品时，应吸取年所带来的损失。在订购国外产品时，应吸取这一深刻教训。这一深刻教训。9(2)由于原设计加工原料油的硫质量含量仅为由于原设计加工原料油的硫质量含量仅为0.64m，换热器部分芯子末采用不锈钢，换热器部分芯子末采用不锈钢，而实际加工原料油的硫含量偏高
7、，造成大而实际加工原料油的硫含量偏高，造成大量硫化铁碎片堆集在管束间，换热器传热量硫化铁碎片堆集在管束间，换热器传热系数下降，压力降增加，不得不提前更换系数下降，压力降增加，不得不提前更换不锈钢芯子。不锈钢芯子。10 1.1.3 抚顺石油三厂抚顺石油三厂(1)40万吨年加氢裂化装置开工时，末对外购高万吨年加氢裂化装置开工时，末对外购高压阀门进行认真检查，致使在升温后高压阀门压阀门进行认真检查，致使在升温后高压阀门炸裂起火。炸裂起火。(2)到厂的卷板式反应器，经检查发现焊缝有末焊到厂的卷板式反应器，经检查发现焊缝有末焊透的缺陷，不得不运回生产厂家返修，耽误了透的缺陷，不得不运回生产厂家返修，耽误
8、了工期。工期。11 1.1.4 扬子石化公司扬子石化公司 高压立式换热器下部设置的高压立式换热器下部设置的形膨胀圈，由于焊形膨胀圈，由于焊接质量不良，检查不细，导致首次开工在催化剂接质量不良，检查不细，导致首次开工在催化剂硫化结束后的降温过程中，焊缝裂纹、开裂，大硫化结束后的降温过程中，焊缝裂纹、开裂，大量热油气喷出，着火成灾。由于该厂吸取了当时量热油气喷出，着火成灾。由于该厂吸取了当时华东华东A厂的经验教训，处理及时、得当，未嚷成厂的经验教训，处理及时、得当，未嚷成大祸，后来的开工还算顺利。大祸，后来的开工还算顺利。12 1.1.5 镇海石化股份有限公司镇海石化股份有限公司 该厂的加氢裂化装
9、置，是采样成套国产化技术的该厂的加氢裂化装置，是采样成套国产化技术的重点建设项目，高压的静设备和转动设备基本上重点建设项目，高压的静设备和转动设备基本上由国内生产制造。开工时曾出现以下故障。由国内生产制造。开工时曾出现以下故障。(1)离心式循环氢压缩机轴间隙过大，大气倒入迷离心式循环氢压缩机轴间隙过大，大气倒入迷宫式密封油系统，造成轴瓦部分间断性向外喷密宫式密封油系统，造成轴瓦部分间断性向外喷密封油，被迫停工处理。封油，被迫停工处理。13(2)离心式循环氢压缩机转子叶片硬度超高，离心式循环氢压缩机转子叶片硬度超高，运转中因脆裂崩下小碎片，影响转子动平衡，造运转中因脆裂崩下小碎片，影响转子动平衡
10、，造成紧急停机，随后反应系统温骤升。由于处理及成紧急停机，随后反应系统温骤升。由于处理及 时才末酿成大祸。时才末酿成大祸。(3)往复式新氢压缩机各段出入口的阀片质量不过往复式新氢压缩机各段出入口的阀片质量不过关，短期运转即告破裂，致使两台压缩机不能同关，短期运转即告破裂，致使两台压缩机不能同时运转，由于供氢量减少，使装置加工量在时运转，由于供氢量减少，使装置加工量在60 100之间波动，蒙受了较大的经济损失。之间波动，蒙受了较大的经济损失。14 1.2 设计质量不佳 1.2.1 上海石化股份有限公司(1)由于设计时对热膨胀考虑不周，在加氢裂化反由于设计时对热膨胀考虑不周，在加氢裂化反应器升温后
11、，反应器与上面平台的工字钢相碰，应器升温后，反应器与上面平台的工字钢相碰，不得不将工字钢钢架切割出一个月牙形缺口。不得不将工字钢钢架切割出一个月牙形缺口。15(2)高温高压主管线固定卡子设计不良，导致升温高温高压主管线固定卡子设计不良，导致升温后管线受力不均，进而造成法兰泄漏。后管线受力不均，进而造成法兰泄漏。(3)油气管线固定管卡设计不合理，造成多处管线油气管线固定管卡设计不合理，造成多处管线振动幅度偏大超标。振动幅度偏大超标。16 1.2.2 齐鲁石化公司齐鲁石化公司(1)高压放空管线固定卡子设计不良，调试启动紧高压放空管线固定卡子设计不良，调试启动紧急卸压阀时，造成长距离管线从管架上坠地
12、。急卸压阀时，造成长距离管线从管架上坠地。(2)反应器引入冷氢的分配系统设计欠佳，催化剂反应器引入冷氢的分配系统设计欠佳，催化剂床层温度分布不均匀，注入冷氢时造成同一截床层温度分布不均匀，注入冷氢时造成同一截面温差过大，第五床层温差高达面温差过大，第五床层温差高达52。(3)制氢装置设计时也因对加热炉热膨胀考虑不周，制氢装置设计时也因对加热炉热膨胀考虑不周，被迫停工改造。被迫停工改造。17 1.2.3 茂名石化公司茂名石化公司(1)制氢装置设计时未按工况条件选定适用材质，制氢装置设计时未按工况条件选定适用材质，不得不提前检修更换材质。不得不提前检修更换材质。(2)加氢加热炉设计负荷不足，在加氢
13、加热炉设计负荷不足，在370衡温硫化衡温硫化阶段，便出现炉膛火焰舔炉管。阶段，便出现炉膛火焰舔炉管。182.生产管理问题生产管理问题2.1 提高生产管理水平提高生产管理水平 由于供货质量不好，设计质量欠佳，会给生产管由于供货质量不好，设计质量欠佳，会给生产管理带来很大麻烦；反之，即使供货质量，设计质理带来很大麻烦；反之，即使供货质量，设计质量均为上乘，假若管理跟不上，事故也会频繁发量均为上乘，假若管理跟不上，事故也会频繁发生。表生。表2列出了由于生产管理不严、不细而造成列出了由于生产管理不严、不细而造成故障发生的几种主要情况。由此可见，提高生产故障发生的几种主要情况。由此可见，提高生产管理水平
14、乃当务之急。管理水平乃当务之急。19 表表2.2.生产管理问题造成的故障生产管理问题造成的故障厂家厂家 操作操作 原料原料 蒸汽蒸汽 助剂助剂 器内器内 氢气氢气茂名茂名 O O O O OO O O O O金陵金陵 O OHD-C O OHD-C O O三厂三厂 O O DB-D O 0DB-D O 0DB-L O O ODB-L O O O20 2.2 典型事例典型事例 2.2.1 茂名石化公司茂名石化公司 (1)反应器催化剂床层有偏流现象，检修期间卸出催化剂反应器催化剂床层有偏流现象，检修期间卸出催化剂过程中，发现不正常的地方有烧焦了的灯头和电线，过程中，发现不正常的地方有烧焦了的灯头和
15、电线，系检查管理不严，装填催化剂作业时将安全灯遗留在系检查管理不严，装填催化剂作业时将安全灯遗留在反应器内所致。反应器内所致。21(2)蒸汽中钠离子含量偏高，使得汽轮机叶片上沉淀有沉蒸汽中钠离子含量偏高，使得汽轮机叶片上沉淀有沉积物。致使汽轮机出动平衡失稳，造成紧急停车。积物。致使汽轮机出动平衡失稳，造成紧急停车。(3)减压瓦斯油钠含量超高，导致催化剂中毒。经查明是减压瓦斯油钠含量超高，导致催化剂中毒。经查明是原油电脱盐装置工况不良所至。原油电脱盐装置工况不良所至。(4)催化剂器内再生过程中由于注碱不及时，造成空冷器催化剂器内再生过程中由于注碱不及时，造成空冷器严重腐蚀，不得不提前检修更换。严
16、重腐蚀，不得不提前检修更换。22 2.2.2 金陵炼油厂金陵炼油厂 由于催化剂在器内再生，反应器内不锈钢堆焊层表由于催化剂在器内再生，反应器内不锈钢堆焊层表面出现面出现37条裂纹，金相观察呈明显的沿晶开裂。大大降条裂纹，金相观察呈明显的沿晶开裂。大大降低了使用寿命。低了使用寿命。23 2.2.3 扬子石化公司扬子石化公司 (1)因管理不严，操作人员在进入反应器内装填催化剂前，因管理不严，操作人员在进入反应器内装填催化剂前，未分析反应器中氧含量，不带氧气面具进入反应器窒未分析反应器中氧含量，不带氧气面具进入反应器窒息生亡。息生亡。(2)开工初期，对原料油中环烷酸含量重视不够，造成反开工初期，对原
17、料油中环烷酸含量重视不够，造成反应器压力降迅速升高，多次被迫停工撇头。后来通过应器压力降迅速升高，多次被迫停工撇头。后来通过改进常减压蒸馏塔内的材质，原料油罐施行惰性气体改进常减压蒸馏塔内的材质，原料油罐施行惰性气体保护，反应器上部填装脱铁催化剂，才使问题基本得保护，反应器上部填装脱铁催化剂，才使问题基本得到解决。到解决。24 2.2.4 东北东北A厂厂 氢气加热炉管在运转过程中破裂着火，被迫停工。氢气加热炉管在运转过程中破裂着火，被迫停工。经分析检查是重整氢气氯含量偏高经分析检查是重整氢气氯含量偏高,导致其炉管腐蚀破导致其炉管腐蚀破裂。重整氢经脱氯处理后问题便得到了解决。裂。重整氢经脱氯处理
18、后问题便得到了解决。25 2.2.5 辽阳化纤总厂辽阳化纤总厂 (1)加氢裂化装置加热炉炉膛爆炸。原因是在开工时未分加氢裂化装置加热炉炉膛爆炸。原因是在开工时未分析炉膛内有无爆炸性气体，就冒然点火。析炉膛内有无爆炸性气体，就冒然点火。(2)加氢裂化装置污水系统的架空污水罐爆炸。原因是操加氢裂化装置污水系统的架空污水罐爆炸。原因是操作不当，将中压水窜入低压的架空污水罐，造成爆炸。作不当，将中压水窜入低压的架空污水罐，造成爆炸。26 3.结束语结束语 为保障加氢裂化装置安全生产，优化操作，生产更多为保障加氢裂化装置安全生产，优化操作，生产更多优质产品，创造更大的经济效益，对历来的故障进行剖优质产品
19、，创造更大的经济效益，对历来的故障进行剖析并总结经验是非常必要的。在此基础上，制定切实可析并总结经验是非常必要的。在此基础上，制定切实可行的规章制度，提高员工素质；加强对加氢裂化装置设行的规章制度，提高员工素质；加强对加氢裂化装置设计、定货、基建施工、投产直至正常运转的全过程科学计、定货、基建施工、投产直至正常运转的全过程科学管理；搞好设备管理，建立高压设备档案（设备、管线、管理；搞好设备管理，建立高压设备档案（设备、管线、接头、法兰、螺栓以及检修后水压试验的记录）；配备接头、法兰、螺栓以及检修后水压试验的记录）；配备必要现代检测设施（手提式测定金属组分的光谱仪和超必要现代检测设施（手提式测定金属组分的光谱仪和超声波测厚仪），加强定期监测。声波测厚仪），加强定期监测。
