沉降器旋风分离器直连技术的工业应用

2018-05-07袁晓云李雅华武彦勇孙晓飞

石油炼制与化工 2018年5期

袁晓云，赵飞，李雅华，陈晗，武彦勇，孙晓飞

(1.中国石油长庆石化公司，陕西咸阳 712000；2.中国石油工程建设公司华东设计分公司)

1 改造内容

经计算，在沉降器旋风分离器软连接条件下，因操作波动等原因并不能完全使一级旋风分离器出口的反应油气全部进入二级旋风分离器，并在软连接接口处形成“呼吸效应”[1]。反应油气在沉降器内的平均停留时间为20～28 s，汽提油气最高停留时间为180 s。未汽化油组分与湿催化剂在沉降器内长时间停留，极易黏附在设备器壁上发生缩合生焦[2]。图1为沉降器油气流场分布示意。

图1 沉降器油气流场分布示意

图2为改造后沉降器示意。将旋风分离器的软连接结构改为直连，避免了反应油气在软连接接口处的“呼吸效应”导致的油气外溢。沉降器稀相空间通过防焦蒸汽将逃逸的油气压在沉降器下部[3]。汽提油气通过设置在沉降器下部的导气管进入二级旋风分离器入口，避免了汽提油气在沉降器稀相空间的长时间停留，减少了油气的二次反应[4]。通过以上措施，达到消除沉降器结焦、改善产品分布和降低干气产率的目的。

图2 改造后沉降器示意

2 改造风险

在装置技术改造中，主要有3个方面的风险。一是因沉降器旋风分离器采用直连结构，提升管出口油气经旋风分离后进入集气室，集气室仅通过导气管与沉降器的空间相连，沉降器压力控制是否更加敏感，操作波动是否更容易导致沉降器跑剂是改造中最担心的问题。另外导气管位于沉降器下部，可能会因导气管的抽吸效应，将二级旋风分离器翼阀出口处的催化剂倒吸，导致油浆固含量超标和油浆管线磨损增大。三是可能使导致结焦的未汽化油直接进入分馏塔，可能会形成结焦位置转移而导致分馏塔塔底结焦，影响装置长周期运行。

3 改造后的运行状况分析

自装置改造后已持续运行14个月，在这期间经历过原料性质波动、加工量调整、低压蒸汽温度波动等，已经能完全评估装置技术改造成功与否。

3.1 沉降器基本不结焦

沉降器有4只热电偶监测温度变化，分别位于沉降器的上部和中部。技术改造前，开工初期的沉降器温度为505 ℃，与反应油气温度基本一致；随着装置运行时间的延长，4个测温点的温度呈持续下降趋势，温降幅度约为每月12～15 ℃；当温度降至320 ℃时，沉降器即开始有掉焦风险[1]。

装置改造后，开工初期的沉降器稀相温度为410 ℃，与防焦蒸汽温度一致，随着运行时间延长，4个测温点的温度与开工初期相比基本没有下降。期间也发生数次因低压蒸汽管网温度变化影响防焦蒸汽温度，其沉降器温度显示与防焦蒸汽温度波动一致，也说明沉降器基本不结焦。

3.2 沉降器催化剂不跑损

为避免沉降器催化剂跑剂，在装置开工过程中，实行先喷汽油后喷原料的方案，以此来提高旋风分离器的油气线速，而且还可实现开工时不放火炬[1]。在装置运行期间，发生两次因原料带水导致沉降器压力波动的情况，其沉降器压力波动为20 kPa，从油浆固含量监测数据看，未发生明显的催化剂跑损现象，说明旋风分离器直连改造后沉降器的抗压力波动能力较强，且沉降器催化剂不跑损。