抑制重油催化裂化装置结焦对策.ppt

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1、抑制重油催化裂化装置结焦对策乌石化公司炼油厂8/12/20211一、前言催化裂化装置出现结焦的部位普遍在提升管原料喷嘴上方、粗级旋风分离器（以下简称粗旋）外壁、沉降器内壁和“死区”、沉降器旋风分离器内提升管外壁和料腿翼阀护罩、二级料腿以及汽提段和待生斜管、沉降器集气室、反应油气管道、分馏塔底和油浆循环系统，目前对催化裂化装置长周期运行影响比较大的主要是沉降器旋风分离器内提升管外壁、沉降器“死区”空间、分馏塔底和油浆循环系统结焦。本文主要对乌石化公司1.2Mt/年重油催化装置提升管、沉降器、分馏塔底和油浆循环系统结焦原因进行分析。8/12/2021

2、2二、装置介绍中油股份乌鲁木齐石化分公司炼油厂重油催化裂化装置（下称乌石化重催）设计处理能力1.2Mt/a，掺渣比40%，于1996年5月投产；设计型式为同高并列式，采用两段完全再生技术，设置了外取热器、高温取热炉及烟气能量回收等系统，其中反再系统按照1.4Mt/a设计，投产初期的历次检修发现装置提升管喷嘴上方、沉降器旋风分离器升气管外壁、沉降器“死区”空间、分馏塔底和油浆循环系统结焦严重，曾出现由于分馏塔底结焦和油浆系统堵塞导致的非计划停工事故，针对上述问题，自1997年起先后对提升管进料喷嘴、进料形式、催化剂型号、分馏塔底结构进行了必要改造和

3、更换，优化了工艺参数，较好的解决了上述矛盾。8/12/202138/12/20214三、结焦概况1996年7月装置开工两个月后由于分馏塔底结焦，油浆泵出现抽空，经反复调节无效后，装置被迫停工。停工检查发现：（1）、分馏塔底严重结焦，塔底几乎全部充满了焦碳，只有油气入口处和靠近分馏塔搅拌蒸汽入口处的塔壁有空隙。分馏塔板一层焦厚300-400mm，二层200-300mm，多块塔板被压弯变形，还有两块板脱落。（2）、油浆循环下返塔、油浆回炼线、提升管喷嘴预热线及反应集合管处分馏塔底补油线被堵塞，堵塞物为黑色半固状体。经做苯溶解和苯不溶物灼烧后，Al2O

4、3含量分析结果为苯溶物49％，苯不溶物为51％，Al2O3含量为4.3％（m），推算结果约含催化剂15％左右。（3）、油浆／原料换热器堵塞严重，且油浆系统调节阀磨损严重。1998年7月装置停工检修期间检查发现提升管喷嘴上方1m处有大量硬质焦块，该部位人孔全部堵死。沉降器顶有大量焦块，防焦蒸汽环管大部分被埋死。沉降器旋分器升气管外壁有大量硬质焦块。8/12/20215四、结焦原因分析结焦与原料性质、可裂化程度、原料雾化、汽化难易程度、剂油比、反应器类型及喷嘴的操作工况等有很大关系。结焦还与催化裂化原料的终馏点有直接关系。乌石化重催装置终馏点一般均在

5、560℃以上，终馏点越高，原料就越难汽化，也就越容易形成未汽化油，催化剂吸附未汽化油的液滴形成“湿”催化剂，使催化剂表面温度急剧下降到接近或低于提升管出口温度，在活塞流的环境中，依靠其它催化剂的加热程度又非常有限，这种含油的“湿”催化剂就可能粘附在提升管喷嘴上部或沉积在沉降器和旋风分离器升气管外壁及沉降器“死区”空间内形成“液焦”（液体焦碳），在催化剂作用下，伴随一系列复杂化学反应后，最终形成固体焦碳。原料的可雾化性也与结焦有关。一般情况下，易雾化原料其油滴较小，每个催化剂颗粒所接触的油滴数量会极大增加，提高催化剂与油滴间的传质传热效率。8/12

6、/20216(一)分馏塔底与油浆系统结焦导致分馏塔底与油浆系统结焦的因素较多，其中油浆的化学组成、分馏塔底和油浆系统的操作条件（如：分馏塔底液面、温度、催化剂固体含量、工艺管线和换热器管束流速等）是主要原因，此外，还与事故状态下的应急处理方式、分馏塔底结构形式等有关。为提高装置负荷将部分性质恶劣的管输和西北局渣油大量供给重催，为提高装置轻质油收率，采取油浆部分回炼，直接导致油浆性质恶化，油浆比重长期在1.05~1.1g/cm3运行；操作上，分馏塔底温度控制过高，油浆泵单台运行，循环量只有350t/h，油浆循环系统流速只有不足1.0m/s；为降低能

7、耗，大量限制反应系统各部蒸汽，低负荷运行时沉降器旋分器偏离允许运行工况，导致油浆固含长期超标，这些都加剧了分馏塔底与油浆系统结焦的速度。8/12/20217(二)提升管结焦提升管进料喷嘴上方结焦与进料性质、喷嘴形式、雾化效果、进料段温度、催化剂类型、剂油接触的流动状态等有关。原料和热再生催化剂能否完全汽化接触与原料油是否有效雾化及汽化有关。没有汽化的组分基本上没有转化。剂油不能在最短时间内混合均匀及催化剂滑落反混严重都会影响影响原料与催化剂间的传质和传热，如果产生涡流和滞留区，还将增加催化剂上的积炭，导致提升管局部挂焦。因此，减少提升管结焦的关键

8、是最大限度改善原料性质；选择高效喷嘴，提高雾化效果；选择重油裂解能力好的催化剂。乌石化重催投产后，其原料性质与设计条件相比发生了较大变化