淺析智能3151系列變送器在再生系統運行不暢原因分析與對策

由240萬Ta連續重整裝置催化劑再生系統多次發生的催化劑循環不暢問題進行深入分析，并結合裝置實際情況，提出了針對不同原因引起的催化劑循環不暢的處理方法。采取優化除塵操作、調整再生循環系統相關控制參數等手段，可減少催化劑粉塵對再生系統的影響。

    1 裝置簡介
    中石油某煉廠240萬ta-1連續催化重整裝置采用美國UOP公司技術，以上游輕烴回收裝置提供的精制石腦油為原料生產高辛烷值汽油組分，同時副產含氫氣體、C5組分（液化氣）等產品。重整反應部分采用 UOP超低壓連續重整工藝，反應器 2+2 布置。催化劑再生部分采用 UOP 第三代催化劑再生工藝“CycleMax”，其中分離料斗氯吸附區采用了 UOP 非常新的 ChlorsorbTM 氯吸收技術。UOP第三代“CycleMax”再生工藝克服了以往設備材料要求高、工藝流程復雜、需要專門的高純氫還原、催化劑提升系統設備多、催化劑磨損大等缺點，催化劑再生及反應性能的表現良好[1] 。

    2 催化劑循環不暢的現象與處理
    催化劑循環是再生系統的核心技術。經過反應后的重整催化劑在重力作用下，從四反底部流動至待生劑提升閥組，利用氮氣，通過提升管提升至分離料斗。在分離料斗中除去粉塵及破損催化劑顆粒后，靠重力依次經過催化劑再生器、氮封罐，再經閉鎖料斗底部再生劑提升器，用重整氫氣提升至*反應器頂部還原段。在還原段將氧化態的催化劑用重整氫氣還原至還原態后，再依靠重力，下流至*反應器進行催化重整反應。

    該裝置于2019年10月18日起，頻繁出現催化劑再生系統循環不暢、第四反應器底部下料困難、待生劑差壓控制器PDIC2048無法正常建立等情況，甚至導致再生系統停工。現場敲擊四反底部下料管，聲音呈清脆狀態，表明催化劑未能從四反底部流出，下料管呈空腔狀態。初步分析為系統內粉塵淘析不*，導致四反底部堵塞嚴重，下料不暢。為此，采取了以下措施，疏通四反底部的下料管線，并加大粉塵的淘析力度 , 減少下料不暢現象發生。

    1）間歇性提高、降低四反底部的反吹氮氣量，對四反底部形成脈沖反吹效果；同時現場手動反復開關 V 型隔離閥，敲擊震動下料管線進行疏通。

    2）將 除 塵 風 總 量 由 7300Nm 3 ·h -1 提 高 至7400~7600 Nm 3 ·h -1 ，加強粉塵淘析力度，保證催化劑粉塵顆粒度在 30% 以上。

    3) 將四反底部待生的提升二次氣與置換氣的差壓 PDIC2025，由 15 kPa 提高至 20kPa，增強二次氣對四反底部的反吹效果，降低四反底部催化劑堵塞的概率。

    4) 將二反、四反底部的吹掃置換氣溫度，由175℃提升至 180℃ , 提高吹掃置換效果，防止烴類在催化劑表面凝結造成催化劑結塊，堵塞下料管。采取以上措施后，催化劑循環不暢的現象有較大改善，但未能*解決，有時仍會出現四反底部下料管線存有催化劑，加大待生劑提升氣量仍無法建立正常的提升差壓等情況。對催化劑再生系統DCS 畫面的相關參數趨勢圖進行全面排查，發現待生劑提升管差壓 PDIC2048 無法建立正常差壓時，伴隨有除塵風機出口流量 FIC2024 的躍升，分離料斗 D203 緩沖區與吸附區差壓 PDI2018 的數值也有明顯增加的現象。

    在現場核對待生劑提升管的差壓變送器PDIC2048 的低壓端取壓點位置，引壓管處于除塵風機出口管線進分離料斗前位置。從歷史趨勢來看，若除塵風機出口風量突增，分離料斗差壓PDI2018超過100 kPa，極易造成四反底部提升不暢，PDIC2048 差壓無法建立。由此推測，造成催化循環中斷的間接原因，是除塵風機出口流量 FIC2024突增，造成分離料斗壓力即待生劑提升管線差壓PDIC2048 的低壓端壓力過高，待生劑提升管線的壓降不足，使得催化劑提升失去“動力”。后期經過多次驗證，當發生催化劑循環不暢時，手動將除塵風機出口流量控制閥 FV2024 的閥位降低，直接降低除塵風機出口總流量，從而間接降低分離料斗的壓力，能有效解決提升管差壓無法建立的問題。

    3 除塵風機出口流量突增的原因分析與處理
    催化劑吹塵系統吹塵的流程為：從分離料斗抽出的工藝氣體（氮氣）進入粉塵收集器 S204，由外向內經過圓形的濾芯表面（共計 8 組），然后由濾芯中部流出罐體頂部出口。在工藝氣體中攜帶的固體粉塵顆粒，會在粉塵收集器表面形成一層濾餅并造成壓降[2] 。在設定的差壓或者時間控制下，依次啟動 8 路反吹電磁閥，將非*性濾餅吹落。濾棒的反吹采用脈沖式反吹方法，消耗極少的再生氮氣即可實現反吹的目的[3] 。每個脈沖反吹的持續時間設定為 1s，反吹下來的催化劑粉塵沉積在罐體底部，定期

     排出回收。經過粉塵收集器過濾后的潔凈氣體由粉塵收集器 S204 上部排出，分別進入提升風機和除塵風機。其中除塵風機出口的一股氣體作為淘析氣返回分離料斗頂部，用于淘析待生催化劑中的粉塵。

    調取除塵風機的出口流量與再生氮氣的歷史趨勢圖可知，過量的再生氮氣進入除塵系統，導致再生氮氣界區的壓力 PI9046 快速降低，同時引起除塵風機出口流量突增，造成分離料斗壓力增高。

     排查粉塵收集器 8 路反吹電磁閥的動作情況，發現第 5、7 路電磁閥脈沖的反吹開啟時間過長，達到 3s。更換異常閥門后，除塵風機的出口流量（FIC2024）及再生氮界區的壓力（PI9046）未再出現大幅波動現象，再生系統未再發生催化劑循環中斷、四反底部下料不暢的情況。

    4 結論
    當再生系統出現催化劑循環不暢的現象時，要全面考慮各方面因素，判斷其根本原因并采取相應的應對措施。日常生產中，要保證足夠的除塵風量，定期送檢分析催化劑粉塵，保證顆粒度不低于30%，以防止系統內粉塵累計造成管線設備堵塞。除塵系統的正常運行是保證催化劑循環順暢的關鍵。要定期檢查粉塵收集器的運行情況，避免因反吹閥門開啟過大，造成分離料斗壓力過高引起的催化劑循環中斷。另外，分離料斗壓力過高會造成催化劑流態化，加劇催化劑磨損，對裝置長久運行效果不佳。