重油催化裂化装置烟机常见故障原因分析

窦德刚

摘 要：重油催化裂化装置是恶劣环境下故障率最高的机械设备之一。因此，催化裂化重油处理装置的能耗和故障率是提高和降低原油产量的关键。本文对重油催化裂化装置的常见问题及其产生的原因进行研究，并提出相应措施加以预防和消除，对重油催化裂化装置的现实发展具有重要意义。

关键词：重油催化裂化;故障;原因

一、催化裂化装置结焦问题分析

（1）提升管喷嘴上方

提升管喷嘴上方区域的大部分灰是催化剂组分。通过对该部分结焦成分的分析，发现该部分结焦的主要原因是部分未完全汽化的液体粘在催化原料上。

（2）沉降器和旋风分离器系统

沉降器和旋风分离器系统入口上方有一个流动盲区，导致大量油气在此聚集。由于壁面温度较低，当高温油气接触壁面时，高沸点组分会因冷凝而分离出来。这些分离出来的物质会堆积在墙体表面，并逐渐形成结焦。

（3）分馏塔及油浆系统

分馏塔和油浆系统结焦的主要原因是原料的结构和性能：催化裂化原料的重量增加了油浆中树脂和沥青质的含量，极易聚合和结焦。少排将会加速浆液浓缩、冷凝和结焦。分馏塔底温度：大量研究和实践表明，造成浆体系统结焦的主要原因是分馏塔底温度过高。一方面，高温会使油浆中的轻馏分挥发，导致油浆浓度升高，从而增加结焦的可能性;另一方面，油浆中含有多环芳烃、烯烃等组分，在高温下易发生缩合反应。油浆停留时间：当油浆在高温下停留时间过长，或油浆循环量过长，油浆中产生焦炭。

二、烟机产生结焦的原因分析

（1）催化剂细粉导致结垢

高浓度的催化剂是影响烟机调整的重要因素之一。提高催化裂化催化剂粒径的反应区很小。在正常的生产过程中，原料气的流动会迫使催化剂颗粒产生固体。催化剂颗粒之间的强烈摩擦和摩擦将产生高浓度的气体和电荷。在炼油化工重油催化剂生产过程中，为了促进设备的催化剂反应，促使催化剂颗粒普遍增大反应面积。在正常的生产过程中，原料气在催化剂粉尘之间的流动会促进催化剂的性能，两者之间存在摩擦和摩擦，烟气中会产生高浓度的细粉。在摩擦过程中，存在一定的静电电荷和静电吸附，接触剂粘附在管壁或烟面上，导致结焦现象。

（2）催化剂磨损引起的结垢

在重油催化裂化装置中，长时间使用触发器后，由于物理推进的作用，会产生催化表面磨损，促使大量的细颗粒相互触发，而且喷嘴也很小这会导致磨损过程，导致浓度变化触发烟气中形成了高浓度的催化剂细粉。

（3）重组分粘附引起的结垢

在炼油化工生产装置中，重油催化剂在生产过程中含有一些重组分，即水蒸气和粉尘，根据静电等外界因素吸附在管壁或扇叶上，随着时间的积累，会对机械设备造成损坏。

三、改善和防止结焦的措施

（1）优化操作，减少反应结焦

为了减少甚至抑制提升管进料口上方结焦，提高催化裂化装置进料口气化速率和改善催化剂流动状态是关键和有效的措施。具体地说，可以通过增加雾化蒸汽的量及其过热程度来降低油气分压。通过这一措施，一方面可以有效地提高原料的雾化效果，提高原料的气化率;另一方面，对于重质催化裂化原料，可以提高改性物料的流动效果。

（2）选择合适的催化剂

催化裂化装置的性能直接取决于催化剂的选择。因此，根据生产工艺和设备的要求，选择合适的催化剂是提高设备运行经济性的首要前提。催化裂化催化剂的性能要求重油裂化能力强，焦炭选择性好，抗镍、钒、钠、氮等污染，并具有良好的汽提性能和水热稳定性。

（3）根据反应深度选择适宜的操作条件

首先，控制反应温度，提高再生剂温度。由于渣油中沥青含量较高，在进入催化反应体系之前，该组分不能完全汽化，这使得渣油中的大分子无法顺利进入沸石通道参与裂化反应。为了解决这一问题，催化裂化装置采用再生器粉碎这些大分子，参与裂化反应。因此，通过控制反应温度，适当提高再生剂温度，可以在达到热震效应的同时，提高渣油中大分子組分的裂化效果。其次，降低反应与精炼的比例。循环比的降低等于总进料中重芳烃含量的降低。当循环比降低到0.17时，总进料中重芳烃的含量可降低约8.0%。降低反应与精制比的措施包括：一是提高反应强度，提高单程转化率;二是控制油浆密度，提高重油油浆的废品率。第三，在隔水管内注入终止剂。原油越重，终止剂量越大，注入的反应水越多。最后，确保催化剂对重烃具有足够的裂化能力。为了保证催化剂对重烃有足够的裂化能力，需要控制平衡剂的比表面积大于95m2/g，最小不小于90m2/g，固体催化剂促进剂的用量不应超过主催化剂用量的1/10，否则催化剂的裂化能力将大大降低重油一次裂化能力。

（4）不同部位的防焦措施

1.提升管

①取消喉式喷嘴和靶式喷嘴，选用kh-4型、BWJ型等新喷嘴，并用新喷嘴更换再精炼喷嘴;②原材料预热温度保持在180℃以上，因此，再生剂和进料的混合温度高于原料的假临界温度，应严格控制原料中残留碳和沥青质的含量;③新鲜原料与再精制分开投料，减少重质组分难以裂化占据再生器活性中心，减少催化剂失活和焦炭产量。

2.沉降器和旋风分离器

①增加防结焦蒸汽量。防结焦蒸汽采用二级孔板喷嘴，使喷嘴指向顶部所有静止空间，避免沉降器顶部死角;②缩短催化剂与油气的分离时间，减少油气在沉降器中的停留时间，减少二次反应，减少沉降器和旋风分离器结焦;③加强保温稳定运行，减少热损失波动，减少沉降器结焦。

3.分馏塔底及油浆系统

①为减少分馏塔和浆液系统底部结焦，应控制以下指标。首先，控制分馏塔底温度不超过350℃，减少轻组分挥发;控制浆液固含量不超标，加强生产环节蒸汽搅拌，促进浆液流动，避免死区结焦;②加强稳定操作，避免进料事故的发生，否则会对分馏塔底部结焦造成很大影响;③根据原料性质，根据料浆密度调整反应深度，确定出浆量，以减少油浆系统结焦。

四、结束语

在分析总结催化裂化装置常见结焦部位结焦原因的基础上，提出了有针对性的解决方案，对提高催化裂化装置的运行经济性具有一定的指导意义。烟气轮机是重油催化裂化装置能量回收系统的核心设备，也是炼油化工生产装置中节能效果最明显的大型装置。

参考文献

[1]姚军品，Ivode Brito J，翁惠新;催化裂化原料油的乳化过程[J];华东理工大学学报;2002年04期.

[2]姚军品，IVOdebritoJ，翁惠新;催化裂化用原料油乳化的研究[J];化学世界;2002年06期.