Эксплуатация установок каталитического риформинга подтвердила эффективность применения катализаторов и технологические параметры ведения процесса. На ряде НПЗ производительность установок перекрывает проектные показатели, а нормы технологического режима находятся на уровне проектных или отклоняются в сторону смягчения процесса.
Для предварительной гидроочиетки это касается таких параметров, как общее давление в системе, кратность циркуляции водородсодержащего газа, объемная скорость подачи сырья, длительность межрегенерационпого периода.
Для системы риформннга это относится к перепаду давления в системе, кратности циркуляции водородсодержащего газа, температуре реакции и общему перепаду температур по реакторам, выходу стабильного катализата, сроку службы катализатора и межрегенерацнопному периоду.
Показатели работы оборудования. Реакторы. На многих установках, особенно в первые два года эксплуатации, имеет место возрастание перепада давления на реакторах. Обычно повышенный перепад давления в этот период вызван выносом грязи и окалины из трубопроводов циркуляционной Системы из-за недостаточной продувки трубопроводов перед пуском. Несоблюдение режима сушки катализатора и частые остановки технологической установки вызывают некоторое разрушение катализатора с образованием катализаторной пыли, которая усугубляет рост перепада давления в реакторах.
На работу катализатора могут также влиять смолистые соединения, которые коксуются на катализаторе. Как правило, это происходит за счет поликонденсации кислородсодержащих соединений, которые образуются за счет контактов сырья с кислородом воздуха, при полимеризации непредельных соединений, при различных нарушениях технологического режима.
Перепад давления в реакторах и срок службы катализатора во многом зависят от условий регенерации катализатора.
На некоторых предприятиях для регенерации катализатора используется инертный газ с повышенным содержанием двуокиси углерода и наличием адсорбированного водорода. Присутствие СО2, влаги и адсорбированного водорода при температурах выше 100 °С ухудшает дисперсность платины. Часто из-за низкой механической прочности катализатора в его слое возникают избирательные потоки, которые влекут за собой пережог и разрушение катализатора с образованием пыли. При эксплуатации на режиме реакции катализаторная пыль и частички кокса выносятся газопродувкой смесью в систему, где оседают главным образом в теплообменной аппаратуре и змеевиках печей.
При выжиге кокса пыль, осевшая в теплообменниках и змеевиках печей, начинает интенсивно гореть с образованием окалины. Окалина выносится циркулирующим газом в реактор, где оседает на поверхности катализатора и образует корку (иногда до 250 мм).
Такая корка может резко поднять перепад давления в реакторе (имелись случаи перепада давления до 0,8—0,9 Л\Па).
Для ликвидации интенсивного горения катализаторной пыли практикуется измененная схема подачи воздуха на выжнг. Воздух подается в реакторы, минуя теплообменную аппаратуру и печи.
Пересыпка катализатора, просеивание, хотя и снижают перепад давления в реакторах, но в целом не решают проблемы уменьшения сопротивления.
Значительный эффект в снижении перепадов давления в реакторах достигается за счет перехода на радиальный ввод газосырьевой смеси вместо аксиального. Это повышает эффективность процесса и улучшает условия регенерации. Радиальный ввод в реакторы обеспечивает равномерное использование катализатора в процессе и в несколько раз сокращает время восстановления активности катализатора. При переходе на радиальный ввод перепад давления а реакторе снижается в несколько раз и достпгает 0,02—0,03 МПа.
При эксплуатации установок наблюдались местные перегревы стенок реакторов (температура па поверхности реактора достигала 250 °С, вместо 150 °С).
Как правило, местные перегревы наблюдаются в местах растрескивания торкрет-бетонной футеровки и являются результатом нарушения технологии производства футеровки, особенно если футеровочные работы проводятся в зимний период.
Трубчатые печи. Эксплуатационные показатели трубчатых печей зависят от технологического процесса, который осуществляется на данной установке.
Трубчатые печи относятся к наиболее ответственным видам оборудования, при этом наибольшую опасность представляют: горелочный фРонт. трубы змеевиков и фланцевые соединения.
Нарушение в работе печи или отдельных ее узлов может привести к остановке технологической установки или даже к аварии. Основные требования, предъявляемые к работе печей различных типов, это — обеспечение заданных температур технологических потоков, предотвращение местных перегревов продукта и нагрев продуктов без разложения, предотвращение коксования.
Главными причинами, которые могут привести к аварийной ситуации или аварии являются:
1) нарушение технологического режима;
2) прогар трубы в змеевиках печей;
3) разрыв и неисправность оборудования, трубопроводов и арматуры;
4) неисправность предохранительных и взрывных клапанов;
5) загазованность территории;
6) нарушение правил техники безопасности обслуживающим персоналом.
При эксплуатации трубчатых печей необходимо контролировать температуру и давление продуктов на выходе из печей, работоспособность клапанов-регуляторов. Резкие колебания температур и неисправность клапанов-регуляторов могут привести к коксованию продуктов, пережогу труб, нарушению плотности фланцевых соединений и загоранию продукта.
Следует обращать внимание на резкое повышение температур в отдельных параллельных потоках змеевика. Отклонение температуры в потоках, больше предусмотренного технологической картой, обычно происходит из-за засорения или закоксовываемости труб либо вследствие неравномерной работы горелок. Длительная работа при наличии колебаний температуры продуктов в потоках также может привести к прогару труб змеевика.
Важным контролируемым параметром является температура дымовых газов на «перевале». Увеличение температуры дымовых газов на перевале обычно сопряжено с возрастанием загрузки по продукту или пошданием газового конденсата в топки печей. Последнее весьма нежелательно, так как это может привести к заливанию горелок с последующими хлопками или даже взрывом.
В течение смены персонал должен контролировать работу горелок печи и следить за качественной характеристикой факела горелки. Отрыв или проскок пламени,обычно вызванный падением давления, приводит к неравномерности обогрева различных потоков змеевика. Длительная эксплуатация трубчатых печей в составе установок каталитического риформинга показала их надежность, соответствие паспортным и проектным данным.
Фактический срок службы змеевиков на многих установках перекрывает расчетный, который в настоящее время составляет 100 тыс. ч.
Расход топлива на нагрев технологических потоков до температур, необходимых для ведения процесса, соответствует расчетным или несколько ниже.
К. п. д. трубчатых печей приближается к расчетным и составляет в среднем 70 %.
Наряду с успешной эксплуатацией в период пусконаладочных работ и дальнейшей эксплуатации печей выявляются отдельные дефекты, неисправности в работе некоторых узлов оборудования, отклонения от норм эксплуатации. Основными из них являются:
1) дефекты изготавливаемого и поставляемого оборудования (разнотолщишюсть стенок, погнутость, некачественные сварные стыки); 2) наличие в змеевиках грязи, окалины, посторонних предметов;
3) некачественный монтаж змеевиков и неудовлетворительное производство футеровочных работ;
4) применение топлива с повышенным содержанием серы и ванадия;
5) значительные отклонения от технологического режима (низкие кратность циркуляции, температура реакции, качество сырья, работа на нагрузках ниже допустимой и др.);
6) отключение защитных блокировок на прекращение подачи сырья и топлива при остановках циркуляционного компрессора.
Указанные дефекты и отклонения в значительной степени влияют на надежную эксплуатацию трубчатых подогревателей.
Несвоевременное выявление их может привести к прогару труб змеевика и аварии.
Для устранения этих дефектов обычно практикуется тщательная ревизия змеевиков перед монтажом, проверка качества сварных стыков ультразвуковой рентгеноскопией и проверка змеевиков на проходимость после сборки и установки печи. При сильной загрязненности иногда приходится вырезать сферические заглушки на коллекторах конвекционных камер и продувать воздухом каждую трубу.
Большое значение для к. п. д. трубчатых печей имеет коэффициент избытка воздуха. Проектами рекомендуется коэффициент избытка воздуха 1,2—1,3. Однако на практике такие параметры не всегда выдерживаются, часто наблюдается работа с повышенными коэффициентами избытка воздуха, что приводит к увеличению расходов топлива и снижению общего к. п. д.
На надежную работу трубчатых печей (особенно это касается износа решеток конвекционных пакетов) оказывает влияние качество топлива, применяемого для сжигания. На некоторых трубчатых печах установок значительному коррозионному износу подвергались усиления крепления радиантных труб, решетки конвекционных пакетов. Как выяснилось, причиной коррозии является повышенное содержание серы и ванадия в топливном мазуте [39].
Для повышения надежности работы трубчатых печей в условиях повышенной ванадиевосернистои коррозии рекомендуется крепление радиантных труб и конвекционной решетки выполнять из сталей 25Х23Н7СЛ с предварительным алитированием. Кроме того, значительное снижение ванадиевосернистои коррозии может быть достигнуто псАачей в газовый поток доломитовой пыли или введением в мазут трисадки ВТИ-4ст [39]. По данным Всесоюзного теплотехнического научно-исследовательского института им. Ф. Э. Дзержинского, введение присадки ВТИ-4ст позволяет в 3—4 раза замедлить низкотемпературную коррозию; практически предотвратить высокотемпературную ванадиевую коррозию; снять ограничение длительности эксплуатации по золовому заносу поверхности нагрева.