关于炼油催化裂化装置长周期运行的技术思考

2020-01-14王瑞杰陕西延长中煤榆林能源化工有限公司陕西榆林718500

化工管理 2020年2期

王瑞杰(陕西延长中煤榆林能源化工有限公司，陕西榆林 718500)

1 催化裂化装置

1.1 催化裂化

轻质油品是目前工业生产及国民经济活动中的重要原料，且随着发展水平的提升，对轻质油品的需求也在逐渐提高。在原油加工中，主要是通过常减压整流装置生成轻质油品，再通过二次加工处理对重质馏油及处理后剩余的渣油予以处理，催化裂化就是该生产环节中较为重要的工艺。现阶段，我国现有的催化裂化装置已经达到160套以上，每年生产加工的轻质油达到180MT。

1.2 催化裂化装置

催化裂化是将一次生产后产生的重质油进行二次加工，并将其转变成轻质油的过程。催化裂化装置的类型有高低并列式、同高并列式和同轴式这三种。因为工艺流程的不同，设备结构也会有内在差异。当前的催化裂化装置的工作原理为：在原料中加入高温催化剂，之后在分子筛催化及活动中心的作用下，对原料实施裂化、异构化、氢转移、缩合等处理，最终转化成汽油、柴油等材料，用以满足人们正常的生活生产需求。

2 装置长周期运行的技术保障

2.1 防止装置结焦

结焦是缩短催化裂化装置运行周期的主要因素。在生产过程中，一旦出现结焦现象，轻则会降低生产作业的质量，导致延工等问题的产生，重则还会出现各种生产事故，给企业发展带来不利影响。而催化裂化装置结焦现象的产生，大多集中在生管反应器、沉降器及分馏塔塔底部位。

2.2 避免装置结焦

(1)原料。若炼油催化裂化装置发生明显波动，则反应压力和反应温度也会发生变化，由此出现结焦问题。如装置运行中出现结焦问题，则应及时切断进料，防止未气化油黏附于催化剂。另外，为了确保装置运行的安全性，需高度重视材料选择。塔底重油的密度应为0.89g/cm3，残灰在4.5%以内，装置生产焦量为6%～8%。并结合蜡油和渣油的性质完成归类分析，严格控制影响裂化的渣油量，加大原料中芳烃、残碳和重金属含量，从而有效控制油浆回炼的次数，在装置运行的过程中应，根据实际采取科学有效的改进措施，减少结焦。

(2)高效雾化喷嘴。应用高效雾化喷嘴可显著减轻设备结焦。部分炼油催化装置中所采用的喷嘴在雾化效果方面并不理想。对此，需积极采用高效雾化喷嘴，减小雾化后液滴的粒径，强化油体雾化效果。另外，严格按照标准要求安装喷嘴，切换喷嘴时要缓慢，对称。

(3)最大限度规避提升器结焦。若提升管原料入口处出现结焦现象，则可采用先进的处理技术，严格控制返混问题。适度提升原料油的预热温度，随后严格控制再生催化剂的温度及蒸汽温度。催化剂与原料解除前使其处于高温状态，规避返混，同时也可适度调整段流化概况，避免设备结焦。

依据实际选择预提升介质分布器，在介质分布器内注入蒸汽和汽油，适度调整预提升限速，从而控制预提升段密度，防止提升管出现结焦问题。再者，应在提升管出口位置设置高效快分，合理应用旋流快分技术系统，缩短油气在沉降器中停滞的时间，防止发生二次反应。设置高效快分降，能够减少沉降器内及旋风分离器入口位置的结焦问题，增加沉降器内防焦蒸汽量，蒸汽喷嘴可指向沉降器内的任意位置，抑制了沉降器顶部结焦。

(4)控制分馏塔塔底结焦。分馏塔底出现结焦现象比较常见。需要尽量减少油浆在塔底的停留时间，降低蒸馏塔塔底出现结焦的可能。可以通过在分馏塔底使用滤焦器并加注油浆阻垢剂的方法，减轻分馏系统的结焦，使用油浆阻垢剂让油浆的流速大于1.4m/s，防止油浆冷却造成的结焦；或通过调整操作，降低分馏塔底的温度，保证分馏塔底不超温且油浆循环量不异常，这样就可以防止或者减缓结焦。

2.3 避免衬里损坏

衬里是炼油催化裂化装置中的易损部件，工作人员需采取有效措施加强衬里的保养与维护。首先，科学筛选原材料，材料要具有耐火性及抗折性，且满足装置的质量标准。工作人员务必仔细检查材料耐高温的能力以及其耐磨的能力，满足要求后方可使用。工作人员还应关注衬里的加工质量，设备过渡段、入口和异形结构中，要做好保温钉加密工作。检查和修复衬里的过程中，需及时清理变形、脱落的部分，且缝合新衬里与旧衬里。衬里开裂尤其常见，在操作中，需积极落实规范要求，重视保养工作。再者，还应采取有效措施烘干衬里，尤其要重视150C脱表面水、350℃脱结晶水，选择质量满足要求的保温钉，避免衬里处出现鼓包和开裂问题。

2.4 确保机组安全、稳定运行

大机组是催化裂化装置中最为重要的位置，大机组运行中容易受到多种因素的影响而出现故障。大机组操作中，必须严格按照标准流程，加大控制力度。及时更换老旧仪表，选择技术先进的控制系统，以增强仪表运行的稳定性和准确性，防止机组发生严重的故障。且在大机组运行中，还要实行动态监控，明确机组运行参数和振动情况。运行中可利用集成化透平压缩机控制技术，防止风机损坏，减少大机组设备运行中的喘振问题。

为加强机组运行的安全性和稳定性，设备运行中，需合理应用气密封和高速叠片连轴设备。但是，在烟机机组中，催化剂的含量直接影响了设备运行效果，对此，必须严格检测催化剂的含量，采取有效措施降低烟机机组烟气中催化剂的含量。第一时间发现运行异常，采取科学有效的控制措施。如其粉尘含量较高，影响了机组运行，则需加设耐磨液体。

装置运行中，应结合实际规避烟机停机时所产生的低温腐蚀问题。为此，可采用软密封的高温平板闸阀，优化其密封性能。如烟机温度过高，则会直接破坏装置的性能。对此，可采取当前最为先进的燃烧技术，规避超高温问题，技术人员也可采用再生烟气管道混合燃烧技术，避免烟气二次燃烧，从而达到降低烟气温度的目的。

3 完善炼油催化裂化装置长期运行技术

3.1 减少装置非计划停工

如提升管反应器沉降器运行中出现故障，则会直接影响催化裂化装置内催化剂的流化状态，不利于装置的平稳运行，甚至出现非计划停工问题。对此，要严格控制材料质量，做好重质馏分油和渣油的预处理工作，保证其质量，减少催化裂化装置沉降器顶部、旋分连接处、油气管线和分馏塔底部的结焦问题，延长装置的使用寿命。另外，还需定期更新升级装置，更换设备中的老旧和故障元件，确保装置的运行状态。

3.2 加强公用系统管理

优越的外部环境是确保催化裂化装置长期稳定运行的基础。其中，供电系统的运行状态是影响较为明显的外部因素。设备运行中，若供电系统出现故障问题，则会破坏装置运行的安全性和稳定性。若情况较为严重，还会导致装置停运，甚至出现次生故障。为了避免上述问题的出现，延长装置的使用寿命，工作人员需提高外部供电系统的稳定性，重视供电系统管理工作，同时，关注压缩空气和冷却水管理，认真检查换热设备腐蚀概况，重视公用系统管理工作。