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摘要：某芳烃歧化装置反应系统通过一系列改造使得装置的处理能力、经济性能以及运行可靠性得到恢复和提升。
关键词：歧化装置；差换热效率
1.前言
某企业芳烃歧化装置采用美国UOP公司和日本东丽公司共同开发的TATORAY工艺技术，2014年歧化装置反应器更换新型催化剂，为充分发挥新型催化剂高活性、能处理高C10A含量的原料的优点，同时达到节能降耗、减排增效的目的，歧化装置进行了一系列的改造。随着装置运行时间的延长，一些新的问题逐渐显现。
2.歧化反应系统运行中存在的问题
2.1循环氢气压缩机GB501易发喘振
歧化装置在2014年大修中进行了换剂适应性改造，改造后，装置能耗大幅下降，节能效果显著。但此次的改造也使反应系统管网阻力增加较多，压缩机GB501的进出口压差由改造前的0.4MPa上升至0.6MPa，极易发生喘振。
2.2反应进出料板壳式换热器EA502A/B压降上涨、换热效率下降
反应进出料板壳式换热器EA502A/B随着运行时间的延长，热端温差逐渐上升，设备的总压降也逐渐增大，同时，EA502A/B单台设备总压降分别由0.19MPa，增加至0.45MPa，增加了循环氢气压缩机GB501的管路阻力，使压缩机易发喘振。
3.歧化反应系统隐患问题的分析
3.1GB501喘振风险增加原因分析
压缩机是否在喘振工况点附近运行，主要取决于管网的压力流量特性曲线（P=Pr+Aqv2）。图3.1.1为离心压缩机和管网联合工作性能曲线。交点M为稳定工况点，当出气管路中的闸阀关小到一定程度时，管道中的阻力系数A增大，管网特性曲线左移到图3.1.1中曲线4的位置时，与压缩机性能曲线2交于N点，压缩机出现喘振工况，N点即为喘振点。相反闸阀开大时，管道中的阻力系数A减小，管网特性曲线1右移，压缩机流量达到Qmax时，出现滞止工况。最小流量与滞止流量之间的流量为离心压缩机的稳定工况范围。
因此，GB501进出口管网阻力增加是导致压缩机喘振风险增加的根本原因。
3.2换热器EA502A/B换热效率下降及压降上升原因分析
2017年初，装置安排短时消缺，EA502A/B实施化学清洗等检修内容，检修中发现两台设备的板束结焦严重，板束的结焦物无法有效清除，气体分布板孔眼经人工清理后，性能得以恢复。检修后投用，EA502A/B换热效果未得到改善，设备压降部分恢复。
4.歧化反应系统存在问题的解决措施
4.1歧化反应器DC501A/B内件结构改型
一是激光焊点的强度远高于接触焊点；二是无纵向焊缝，不会出现焊缝破裂损坏；三是外观质量优于传统工艺，减少了催化剂的磨损。
4.2EA502A/B板束更新及结构改型
EA502A/B于2017年大修期间返厂检修，检修内容为更换新板束，新板束较原板束有以下三处改进：
a.将上拱由圆弧拱顶改进为锥面拱顶（天圆地方）结构
天圆地方结构的上拱可有效地改善流体流动状态，使介质分布更加均匀，减少了温差应力。同时减少了制造过程中的残余应力，在保证强度的前提下，比原结构具有更好的弹性，可减低结构突变部位的应力水平。
b.气体分布板结构改进，增大孔径，减缓堵塞
新分布板孔眼直径增加至φ3.0mm，数量由4960个减少至4200个，分布板开孔率由2.584%增加为3.151%。
c.液体进料分配管密封结构改进
新板束对该部位实施了改进：将液体进料分配管部位的三通由焊接结构改进为铸造结构，提高内孔表面的光洁度，减小椭圆度，同时将分配管的密封圈材质由橡胶改进为金属材质，从而避免设备运行期間密封圈脱落物堵塞分配管孔眼的。
5.各项措施实施后装置运行效果
5.1GB501压缩机运行工况改善
项目实施后，GB501压缩机管路阻力明显下降，运行工况远离喘振极限，操作弹性增大，同时，驱动透平GBT501的蒸汽耗量明显下降，相同负荷条件下，压缩机运行工况明显改善。
5.2EA502A/B板壳式换热器性能恢复
项目实施后，EA502A/B的设备压降大幅下降，热端温差明显提高，反应进料加热炉BA501的燃料气耗量大幅下降，相同负荷条件下，设备运行前后数据对比如下：
各项目实施后歧化装置的问题得到有效解决，装置中的循环氢压缩机GB501、反应进出料板壳式换热器EA502A/B等设备运行工况得到明显改善。同时，装置运行负荷得到提高，最大进料量由实施前的190m3/h提升至220m3/h，进料中的C9A比例也具备提高的条件，可有效提高歧化装置将低附加值产品转化为高附加值产品的适应能力，装置综合经济性能得到大幅提升。
参考文献：
[1]蒋跃.气压机喘振线探讨.化工自动化及仪表，2002，29（3）：34～37.
作者简介：
罗利玮，男，1983年生，河北省张家口人，学士学位，工程师，2006年毕业于齐齐哈尔大学过程装备与控制工程专业，现任中国石化扬子石化有限公司芳烃厂设备管理科装置设备主任。
关键词：歧化装置；差换热效率
1.前言
某企业芳烃歧化装置采用美国UOP公司和日本东丽公司共同开发的TATORAY工艺技术，2014年歧化装置反应器更换新型催化剂，为充分发挥新型催化剂高活性、能处理高C10A含量的原料的优点，同时达到节能降耗、减排增效的目的，歧化装置进行了一系列的改造。随着装置运行时间的延长，一些新的问题逐渐显现。
2.歧化反应系统运行中存在的问题
2.1循环氢气压缩机GB501易发喘振
歧化装置在2014年大修中进行了换剂适应性改造，改造后，装置能耗大幅下降，节能效果显著。但此次的改造也使反应系统管网阻力增加较多，压缩机GB501的进出口压差由改造前的0.4MPa上升至0.6MPa，极易发生喘振。
2.2反应进出料板壳式换热器EA502A/B压降上涨、换热效率下降
反应进出料板壳式换热器EA502A/B随着运行时间的延长，热端温差逐渐上升，设备的总压降也逐渐增大，同时，EA502A/B单台设备总压降分别由0.19MPa，增加至0.45MPa，增加了循环氢气压缩机GB501的管路阻力，使压缩机易发喘振。
3.歧化反应系统隐患问题的分析
3.1GB501喘振风险增加原因分析
压缩机是否在喘振工况点附近运行，主要取决于管网的压力流量特性曲线（P=Pr+Aqv2）。图3.1.1为离心压缩机和管网联合工作性能曲线。交点M为稳定工况点，当出气管路中的闸阀关小到一定程度时，管道中的阻力系数A增大，管网特性曲线左移到图3.1.1中曲线4的位置时，与压缩机性能曲线2交于N点，压缩机出现喘振工况，N点即为喘振点。相反闸阀开大时，管道中的阻力系数A减小，管网特性曲线1右移，压缩机流量达到Qmax时，出现滞止工况。最小流量与滞止流量之间的流量为离心压缩机的稳定工况范围。
因此，GB501进出口管网阻力增加是导致压缩机喘振风险增加的根本原因。
3.2换热器EA502A/B换热效率下降及压降上升原因分析
2017年初，装置安排短时消缺，EA502A/B实施化学清洗等检修内容，检修中发现两台设备的板束结焦严重，板束的结焦物无法有效清除，气体分布板孔眼经人工清理后，性能得以恢复。检修后投用，EA502A/B换热效果未得到改善，设备压降部分恢复。
4.歧化反应系统存在问题的解决措施
4.1歧化反应器DC501A/B内件结构改型
一是激光焊点的强度远高于接触焊点；二是无纵向焊缝，不会出现焊缝破裂损坏；三是外观质量优于传统工艺，减少了催化剂的磨损。
4.2EA502A/B板束更新及结构改型
EA502A/B于2017年大修期间返厂检修，检修内容为更换新板束，新板束较原板束有以下三处改进：
a.将上拱由圆弧拱顶改进为锥面拱顶（天圆地方）结构
天圆地方结构的上拱可有效地改善流体流动状态，使介质分布更加均匀，减少了温差应力。同时减少了制造过程中的残余应力，在保证强度的前提下，比原结构具有更好的弹性，可减低结构突变部位的应力水平。
b.气体分布板结构改进，增大孔径，减缓堵塞
新分布板孔眼直径增加至φ3.0mm，数量由4960个减少至4200个，分布板开孔率由2.584%增加为3.151%。
c.液体进料分配管密封结构改进
新板束对该部位实施了改进：将液体进料分配管部位的三通由焊接结构改进为铸造结构，提高内孔表面的光洁度，减小椭圆度，同时将分配管的密封圈材质由橡胶改进为金属材质，从而避免设备运行期間密封圈脱落物堵塞分配管孔眼的。
5.各项措施实施后装置运行效果
5.1GB501压缩机运行工况改善
项目实施后，GB501压缩机管路阻力明显下降，运行工况远离喘振极限，操作弹性增大，同时，驱动透平GBT501的蒸汽耗量明显下降，相同负荷条件下，压缩机运行工况明显改善。
5.2EA502A/B板壳式换热器性能恢复
项目实施后，EA502A/B的设备压降大幅下降，热端温差明显提高，反应进料加热炉BA501的燃料气耗量大幅下降，相同负荷条件下，设备运行前后数据对比如下：
各项目实施后歧化装置的问题得到有效解决，装置中的循环氢压缩机GB501、反应进出料板壳式换热器EA502A/B等设备运行工况得到明显改善。同时，装置运行负荷得到提高，最大进料量由实施前的190m3/h提升至220m3/h，进料中的C9A比例也具备提高的条件，可有效提高歧化装置将低附加值产品转化为高附加值产品的适应能力，装置综合经济性能得到大幅提升。
参考文献：
[1]蒋跃.气压机喘振线探讨.化工自动化及仪表，2002，29（3）：34～37.
作者简介：
罗利玮，男，1983年生，河北省张家口人，学士学位，工程师，2006年毕业于齐齐哈尔大学过程装备与控制工程专业，现任中国石化扬子石化有限公司芳烃厂设备管理科装置设备主任。