催化裂化装置运行优化浅析

张广月

摘要：各行各业中节能降耗是企业生存的关键和经济发展进步的必然规律。落实国家的科学发展观和实现企业可持续发展，必然要求进行节能降耗。通过加大对科技创新水平和制度上的创新力度，来发展循环经济和知识经济，以实现我国经济社会全面协调的可持续发展。特别是在资源十分紧张的国际大背景下，更加要求我们追求最大的节能降耗。

关键词：催化裂化;运行;策略

目前国内炼油企业催化裂化装置运行中仍然存在着一些问题和矛盾，主要表现在装置稳定运行周期短、能源消耗耗高和柴汽油等产品的质量问题等，这些也是催化裂化装置长期一直以来不断优化运行的努力方向。

1 我国催化裂化装置与国外的差距

1.1 运行周期较短

在装置处理能力基本相当的情况下，装置的机械耐用度、年维修费用等绩效指标相差较小。但长周期的运行生产指标仍然存在着较大的差距，亚太炼油厂催化裂化装置两年内的一般维修平均停工只有1.2 d，而我国催化裂化装置却为2.5～3.5 d，亚太炼油厂同类装置单周期运行38.4个月，我国多数催化裂化装置运行周期为2年，差距还较大。

1.2 能耗居高不下

催化裂化装置能耗约占炼油能耗的三分之一，从各炼油装置在总能耗中所占比例看，作为炼油装置能耗主要组成部分的常减压和催化裂化装置，其能耗之和约占炼油装置能耗的45%～50%。优化催化装置运行对全厂的节能降耗尤为重要。

1.3 汽柴油质量面临挑战

随着环保法规的日益严格，要求炼油厂生产清洁燃料，各炼油厂也面临越来越严峻的挑战。目前许多炼油厂的催化裂化汽油烯烃含量还在40%左右，为此降低汽油烯烃而需付出的努力还是很大的。2008年1月1日，欧IV排放标准在北京已开始实施，从长远来看，催化裂化汽柴油质量将面临更加严峻的挑战，即新一轮质量升级换代的压力。

2 增强装置运行周期意识加强工艺和设备管理工作

2.1 避免反再系统衬里的损坏

反应再生系统内部衬里的损坏，一直是影响催化裂化装置安全稳定运行长周期的一个困难点。有龟甲网的双层衬里损坏主要原因是耐磨层与隔热层分离导致串气过热与衬里脱落，这是热应力骤然改变造成的。随着重油催化裂化工艺技术的发展，操作温度由过去的580℃左右提高到750℃以上，有时达到800℃。反再两器衬里在停车检修的过程中，应该将衬里上出现鼓包、变形、脱落的旧衬里彻底去除，不留死角。然后在新增加和原先旧衬里的接缝处，使用保温钉做好固定，才可以确保新增加和原先旧衬里可以实现紧密的结合，同时衬里极易出现鼓包和开裂的问题，施工时需选择有丰富经验的队伍，必须按照标准进行维护和保养，在检修开车的前期需要彻底烘干衬里，尤其是150℃脱表面水和350℃脱结晶水这两个环节。

2.2 预防膨胀节腐蚀

烟气对膨胀节的腐蚀主要表现为露点腐蚀、磨损腐蚀及应力破坏。针对运行工况下氯离子及硫化物的应力腐蚀，膨胀节的内部的工艺条件应保持在再生烟气的露点温度以上。同时应从膨胀节被腐蚀的机理出发，在合理选择膨胀节材质的同时，提高表面温度到160℃以上。

2.3 防止系统结焦

催化裂化油气系统结焦带有普遍性。催化裂化装置油浆系统结焦与原料油性质、反应温度、分馏塔底温度、油浆在分馏塔底的停留时间以及油浆的性质和组成等因素有关。沉降器的内外集气室外壁及盲区、旋风分离器升气管外壁及二级旋分器料腿结焦严重。

關于防止结焦，许多文章和报告都曾指出：1）改善进料性质和提高原料预热温度，除了采用新型高效的进料喷嘴，同时需要合理的控制进料温度，并降低进料的黏度。在保证合理剂油比的条件下，提高原料预热温度，原料性质的不同，温度可控制在200～250℃，使运动黏度<5 mm2·s-1。同时采用提升管出口注急冷剂来减少二次裂化;2）在已应用VQS新型技术的同时，操作上可提高VQS出口线速，减少停留时间，但VQS出口线速也不可过高（其敏感区为9～12 m·s-1，也不要超过20 m·s-1），避免催化剂的大量跑损以及VQS在开工或事故恢复过程中由于对其出口线速和沉降器压力平稳有很高要求，若控制不好，将会造成大量催化剂跑入分馏塔，致使油浆泵不上量，堵塞油浆系统;3）控制焦炭前身物的油气分压。目前的青岛炼化催化裂化装置回炼油浆量为35 t·h-1，回炼轻污油量为10 t·h-1，回炼比约为（35 t·h-1油浆+10 t·h-1回炼油）/420 t·h-1新鲜原料=10.71%，在基本满足产品方案和其他方面考虑的前提下需控制好回炼量。

2.4 油浆系统优化运行

油浆系统的正常稳定，是装置长周期运行的有力保障。此系统的介质情况决定了正常系统运行的难度，一是温度问题，高温热油系统法兰易发生泄漏;二是油浆中含有一定量的催化剂细粉，不可避免地对管线内部（特别是弯头处）造成了冲刷，本装置的上返塔调温油浆管线，对其操作注意流量上限的控制，避免线速超高对管线过分冲刷;三是系统的线速问题，尽量将流量保持在油浆的上限，维持分馏塔较低（40%左右）的液面，控制合适的停留时间（3～5 min），油浆在管道中的线速应不低于1.5～2.0 m·s-1，同时注意油浆固体含量在油浆泵电流上的表现，避免系统结焦严重;四是设备，即油浆泵的维护，此泵的重要性不言而喻，需得到特别的关注、特殊的“照顾”。

3 通过新的技术以降低汽油烯烃产量

催化裂化装置降低汽油烯烃含量的措施根本在于装置内部解决汽油烯烃的产生问题，除了优化操作条件外，主要采用降低汽油烯烃含量的催化剂（比如GOR系列催化剂等）、采用MIP技术（由RIPP开发）、开发新型反应器（洛阳石化工程公司开发的灵活多效催化裂化技术-FDFCC）等技术。

4 结束语

本文重点分析阐述了炼油催化裂化装置的节能降耗技术改造措施和未来可以继续进行的方法，基于目前全球石油储藏量和价格的共同影响下，以及科学技术的不断进步，对资源的最大化利用和重复的可持续利用是目前以及未来追求的核心问题，对实现伟大复兴的中国梦有着重要地位和长远影响。

参考文献

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