催化裂化油漿系統(tǒng)運行中的問題及對策

摘要：針對催化裂化油漿系統(tǒng)在滿負荷狀態(tài)運行時出現(xiàn)的問題進行分析 ,提出了解決問題所采取的對策。

關(guān)鍵詞：催化裂化 ; 油漿 ; 沖洗油 ; 結(jié)焦

油漿系統(tǒng)的結(jié)焦問題是制約裝置長周期運行的 主要因素之一 ,如何保證油漿系統(tǒng)在生產(chǎn)運行中的平穩(wěn) ,避免因結(jié)焦堵塞造成裝置非計劃停工搶修 , 中原油田石油化工總廠在這方面做了有益地探索 , 并做了大膽地嘗試 ,取得了較好的效果。

1.概況：中原油田石油化工總廠自 2014 年 9 月開工后不久 ,油漿泵就出現(xiàn)了晃量的趨向 ,但各換熱器壓降正常 ,基本上能滿足工藝的需求 ;但隨著運行周期的延長 ,油漿系統(tǒng)經(jīng)常地出現(xiàn)問題 : 塔底溫度上漲 , 各換熱器壓降增大 ,取熱效果變低 ,下返分布器堵塞嚴重等 ,對這些問題如果處理不當或處理不及時 ,可能導(dǎo)致油漿系統(tǒng)的癱瘓 ,被迫停工搶修。由于工期緊 ,檢修時間短 ,沉降器、油氣大管線、整個油漿系統(tǒng)存在問題沒有得到徹底解決。進料后 不久 ,油漿泵出現(xiàn)晃量 , 及時倒泵清理油漿泵過濾網(wǎng) ,發(fā)現(xiàn)有許多大的硬焦塊 ,懷疑沉降器或油氣大管線中的松動使焦塊被油氣帶到了泵的入口。

2.結(jié)焦堵塞的原因分析：催化裂化反應(yīng)同時伴隨著熱裂化反應(yīng)和過裂化反應(yīng) ,熱裂化反應(yīng)的存在使反應(yīng)后的油氣中含有不飽和雙烯烴 ,經(jīng)過芳構(gòu)化 , 易縮合成多環(huán)芳烴 , 發(fā)生生焦反應(yīng) ,反應(yīng)起始溫度 100~200 ℃,而油漿系統(tǒng)中的溫度一般都超過 200 ℃;另一方面 ,提升管出口油氣中尚帶有部分有一定活性的催化劑 , 油氣還存在一定程度的過裂化反應(yīng) ,最終生成焦炭 ,部分被帶到分餾塔。多環(huán)芳烴屬于結(jié)焦前身物 ,而油漿是多環(huán)芳烴含量最高的成分。在高溫條件下 , 多環(huán)芳烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)脫氫聚合條件成熟 ,產(chǎn)生一系列芳烴自由基 ,后者相互結(jié)合形成分子量更大的縮合物 ,直至焦炭。油漿中各類不飽和烴在高溫下 , 由氧和金屬引發(fā)催化作用 ,通過自由基鏈反應(yīng)而產(chǎn)生高分子聚合物。隨著聚合物和 縮合物的分子量不斷增大 ,在介質(zhì)中的溶解度逐漸降低 ,析出后粘附在設(shè)備表面。特別是它加劇了催化劑粉塵的沉降累積速度 , 當其速度大于油漿流速后 ,系統(tǒng)產(chǎn)生結(jié)焦 。同時由于其粘度大 ,在塔、管線、換熱器或線速較低的部分容易掛壁形成沉積 ,在管線附近形成一層滯流層 , 特別是到了后路 , 壓力變小 ,流速變小 ,油漿換熱后溫度變低 , 油漿停留時間變長 ,都能促使生焦。導(dǎo)致油漿系統(tǒng)結(jié)焦堵塞的原因主要包括反應(yīng)處 理量、兩器差壓及燒焦效果、沉降器旋分效果、回?zé)?/span> 比、油漿的化學(xué)組成及性質(zhì)、分餾塔底溫度、油漿停 留時間及流動狀態(tài)、換熱器設(shè)備管道 及閥門選用、操作條件等。

3. 采取對策

3.1維持反應(yīng)平衡

從 2014年 9月開工以來 ,兩器差壓、燒焦效果、沉降器旋分效果、增大處理量等的操作維持平穩(wěn) ,保證了大量的催化劑不被帶到分餾塔。

3.2定期、及時清理油漿過濾網(wǎng)

2012年 5月我們給油漿泵增加了入口過濾網(wǎng) ,3.32014年 9月增大過濾網(wǎng)面積。一旦系統(tǒng)出現(xiàn)晃量 , 及時倒泵清理。過濾網(wǎng)保證后路油漿無大的焦塊攜 帶 ,減少后路結(jié)焦幾率。

3.3嚴格控制底塔溫度

從 2014年下半年開始 ,裝置基本處于滿負荷狀態(tài)運行 ,塔底溫度一般在 360 ℃以上 ,塔底、各油漿換熱器、下返分布管易結(jié)焦 ,特別是油漿蒸汽發(fā)生器和下返分布管。為控制好塔底溫度 ,我們主要采取以下措施 :

3.3.1適當提高處理量

對溫度、壓力、流量的控制必須應(yīng)滿足所用設(shè)備 的使用條件要求 ,設(shè)備不應(yīng)在設(shè)計條件的臨界狀態(tài)下運行。

3.3.2優(yōu)化操作參數(shù) ,提高苛刻度

采取較高的反應(yīng)活性、反應(yīng)深度及原料預(yù)熱溫度 , 提高燒焦效果 , 盡量減少回?zé)挶?。由于處理量大 ,平衡催化劑活性 62 左右已顯偏小 , 回?zé)捰凸抟?/span>位超高 ,所以回?zé)挶纫泊?/span> ,從而提供給分餾過多的熱源 ,導(dǎo)致塔底溫度高 。 10~ 15 天卸一次平衡劑 , 然后通過小型加料器補入新鮮催化劑 , 以增加反應(yīng)活性 ,加料時間由每半小時 40 s提高到 60 s, 既能滿足生產(chǎn)需要 ,又不浪費新鮮劑。反應(yīng)溫度由 505 ℃提高到 508 ℃,增加了反應(yīng)深度。原料預(yù)熱溫度也由200 ℃提高到 210 ℃, 提高霧化效果 , 改善產(chǎn)品分布 , 降低油漿溫度。每班加一袋助燃劑 , 改善燒焦。這些措施的實施 ,使回?zé)挶扔?/span> 0. 45降到 0. 25以下 , 為優(yōu)化油漿系統(tǒng)的操作創(chuàng)造了條件 。

3.3.3控制熱渣油量

以前加工量不足 , 熱源不夠 , 需要熱聯(lián)合裝置 ; 目前處理量大 , 自身產(chǎn)生的熱源已足夠 。2015 年 1 月 27日熱渣油溫度對油漿溫度的影響見表 1。

表1熱渣油的溫度對油漿溫度的影響

熱渣油溫度 / ℃  85. 67    95. 52    83. 59    96. 68    103. 25

油漿返塔溫度 / ℃ 260.  1   266. 94  259.  16  265. 45  270.  88

熱渣油和油漿換熱 ,熱渣油溫度越高 ,油漿放熱越少 ,油漿返塔溫度越高。冷渣油溫度在 83 ℃左右 ,采用熱聯(lián)合裝置就會對塔底溫度造成影響。

3.3.4嚴格控制

嚴格監(jiān)控各個油漿換熱器壓降、下返塔量、油漿 蒸汽發(fā)生器上水量。油漿循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)保證足夠的油 漿循環(huán)量 ,才能把多余的熱量取走 ,使過熱油氣變成飽和油氣。若發(fā)生不暢或堵塞 ,可使用沖洗油。

3.4完善的日常維護制度

3.4.1 每周對油漿系統(tǒng)進行一次無限流沖洗

由于調(diào)節(jié)閥的閥位經(jīng)常處于某個狀態(tài) , 閥后區(qū)域流速較慢 , 易沉積結(jié)焦 , 彎頭改變流速后 , 也易形成流速緩慢的區(qū)域 , 通過對調(diào)節(jié)閥 FV216、FV205、TV216A 全開、全關(guān) ,對油漿系統(tǒng)進行大流量無限流沖洗 ,使調(diào)節(jié)閥閥后區(qū)域得到?jīng)_掃 ,沖走積聚的比較疏松的附著物 , 防止結(jié)焦。通過觀察底溫和油氣溫度變化情況 ,判斷整個油漿系統(tǒng)的通暢情況。

3.4.2監(jiān)控油漿性質(zhì)

嚴格監(jiān)控油漿性質(zhì) , 定期測定油漿密度和油漿固含量。油漿連續(xù)外甩量占 日處理量的 3.  0 %左右。油漿固含量在 0. 6 %以下 ,則切除油漿回?zé)?。

3.4.3減少油漿在塔底的時間

減少油漿在塔底的停留時間 ,規(guī)定塔底液位控制在 30% ~50% (浮球液位 ) ,使油漿在塔底的停留時間為 3 ~4 min , 以增加油漿的流動 ,減少生焦 ;同時密切注意塔底攪拌、蒸汽壓力、溫度、流量等 , 防止塔底形成死區(qū)。

3.4.4控制油漿系統(tǒng)最大循環(huán)量

實行油漿系統(tǒng)最大循環(huán)量控制 ,減少油漿在管線及換熱器內(nèi)的停留時間。下返塔實施最大流量控 制 , FV216全開 , 同時保證在過熱段洗滌反應(yīng)油氣 , 通過調(diào)節(jié) TV216A 和 FV205 保證循環(huán)量 ,有時甚至開兩臺泵保證循環(huán)量。研究證明 , 當油漿系統(tǒng)中油漿線速達到 1. 5 m / s時 ,能有效抑制結(jié)焦。

4. 結(jié)束語

從 2014年 9月開工到現(xiàn)在 ,裝置在滿負荷狀態(tài)下運行 ,盡管運行過程中油漿系統(tǒng)出現(xiàn)了許多問題 , 但經(jīng)過我們采取以上措施及時處理 , 問題得到了有效控制。