重油催化裂化裝置分餾塔頂部塔盤堵塞的原因分析及對策

焦立軍 黃桂秋（大慶石化公司煉油廠重油催化二車間 黑龍江 大慶 163000）

一、分餾塔頂部塔盤堵塞后會出現(xiàn)的現(xiàn)象

1.本裝置2012年2月24日起分餾塔中部溫度不穩(wěn)定，塔頂間斷出現(xiàn)操作波動跡象。分餾塔頂溫度TI220由103℃上升到110℃、粗汽油罐液位大幅度升高、貧吸收油泵和頂回流泵相繼抽空、一中循環(huán)回流正常、分餾塔的輕柴油抽出口溫度TI253變化范圍較大（185℃～210℃）、輕柴油量偏少直至回零、分餾塔壓力和反應沉降器壓力也相應波動。3月份期間沖塔次數(shù)變得頻繁，用增大回流量也很難控制，只能通過降低反應深度和處理量來相應配合。這樣就限制了產(chǎn)品的正常分布和裝置的處理能力。

2.從產(chǎn)品質(zhì)量方面上來觀察：汽油和輕柴油餾程重疊嚴重、輕柴油閃點容易出現(xiàn)不合格，用塔底汽提蒸汽也無法調(diào)節(jié)、當用回流調(diào)整時又會出現(xiàn)汽油干點不合格的情況。

3.對反應崗位操作的變化顯得十分敏感。例如：反應崗位提高反應溫度時分餾塔中部溫度立刻上升而自身沒有一個調(diào)節(jié)緩沖的過程。如果反應崗提高處理量，分餾塔中部溫度就開始大幅度波動嚴重時形成沖塔。這時反應崗位必須降低處理量和反應深度，否則就不能正常生產(chǎn)。

4.塔頂回流泵抽空次數(shù)顯著增加，頂循環(huán)回流在非人為調(diào)節(jié)的情況下出現(xiàn)波動，甚至瞬間流量降低。

二、導致分餾塔頂部塔盤堵塞的因素

1.分餾塔頂部塔盤堆積催化劑粉末而引起的塔盤堵塞：

（1）當存在油漿上返塔量過小、分配不均及流量波動、噴淋密度不佳而導致催化劑粉塵洗滌效果不佳或任何一段回流抽空，都可被攜帶到頂部塔盤上，附著并沉積在塔盤上容易引起塔盤堵塞。

（2）由于反應操作及設備故障導致大量催化劑被攜帶到分餾塔。2005年11月18日本裝置反應沉降器里嚴重結(jié)焦，旋風分離器料腿的翼閥被焦塊卡住。大量催化劑從料腿跑損并進入分餾塔，使外甩油漿固體物含量突然升高、油漿外甩量下降、采集的回煉油樣品和一中回流樣品中都含有催化劑粉末。這是由于反應操作不平穩(wěn)導致分餾塔操作波動造成大量催化劑被攜帶到頂部塔盤上造成堵塞。

2.分餾塔頂部塔盤結(jié)鹽：原料中各組份發(fā)生一系列反應，生成導致分餾塔頂部塔盤結(jié)鹽的主要成分NH4CL顆粒。NH4CL的分解溫度為337.8℃，只要低于這個溫度就有NH4CL存在。分餾塔頂部溫度較低，塔頂循環(huán)返塔溫度約75～90℃，低于水蒸汽的露點溫度。塔頂循環(huán)回流在下流的過程中由于傳熱的不均勻性有液相水出現(xiàn)，水迅速溶解氣相中的NH4CL顆粒而生成NH4CL水溶液。在下降的過程中隨著溫度的升高NH4CL水溶液失水濃縮而成為一種粘性很強的半流體，與鐵銹和催化劑粉末一起沉積附著在塔盤及降液管處，堵塞降液管使回流中斷造成沖塔。

3.由于裝置中沒有設置大型原料緩沖罐，原料中的各種組分沒有進行充分的混合、攪拌，沉降時間短，原料的組成分層嚴重，不利于裂化反應而導致產(chǎn)品中膠質(zhì)含量增高。分餾塔頂循環(huán)中的膠質(zhì)和二烯烴等物質(zhì)在塔上部特定環(huán)境下結(jié)焦，從而加劇上部塔盤的結(jié)垢。

4.塔盤上的結(jié)垢里還有一種成分FeS：加工的原料油中含有硫，生成的硫化氫與液相水反應（Fe+H2S→FeS+H2↑）在金屬表面生成一種松散的腐蝕產(chǎn)物FeS。塔盤及浮閥被腐蝕后浮閥活動不靈活，容易卡塞，不能很好的起到控制閥孔氣速的作用。在本裝置的幾次檢修中都發(fā)現(xiàn)了塔盤有被腐蝕的現(xiàn)象。

三、采取措施及分析

1.針對分餾塔頂部塔盤有催化劑粉末沉積的這個問題主要應通過改善操作條件來避免：首先應增加反應系統(tǒng)操作的平穩(wěn)率以減少反應油氣中催化劑粉塵含量。其次通過降低油漿固體物含量、調(diào)整油漿上返塔量、改善油漿噴淋密度和適當調(diào)整各段回流量來減少催化劑粉末在分餾塔頂部塔盤塔沉積的可能性。

2.對分餾塔頂部塔盤堵塞進行處理：

為了緩解分餾塔頂部塔盤堵塞的狀況，本裝置進行了三次水洗，主要目的是為了解決分餾塔頂部塔盤“結(jié)鹽”問題。本著安全可靠，盡量減少損失的原則相應的制定了水洗分餾塔的方案。同時也汲取了國內(nèi)同類裝置處理類似問題的經(jīng)驗。

四、解決措施

1.從原料方面來考慮，應盡量減少進裝置原料中各種鹽份的含量、盡量使原料混合均勻。

2.優(yōu)化操作條件，根據(jù)塔盤結(jié)鹽的原因分析應盡量提高頂循環(huán)回流返塔溫度和分餾塔頂溫度，使蒸出分餾塔的水蒸汽量增多或采用頂循環(huán)回流和冷回流含水的方法來減少鹽份在頂部塔盤的聚集。

3.增加操作平穩(wěn)率減少反應油氣中催化劑粉塵的含量，增強洗滌油漿中催化劑粉塵的效果。適當調(diào)整油漿外甩量，以減少攜帶到分餾塔頂部的催化劑含量。

4.由于分餾塔塔盤堵塞而造成操作波動時，應根據(jù)各個操作參數(shù)變化的趨勢來判斷出堵塞的部位。相應的進行操作方案的調(diào)整并加強對平穩(wěn)率的監(jiān)測以延長生產(chǎn)周期，避免造成裝置非計劃停工，提高裝置和企業(yè)的的經(jīng)濟效益。

5.當進行各種處理后仍然無法正常生產(chǎn)時應進行短期停工檢修徹底去除安全生產(chǎn)的隱患。

五、結(jié)論

通過分析，造成分餾塔頂部塔盤及降液管堵塞的主要原因是頂部塔盤上嚴重結(jié)鹽。造成分餾塔頂部塔盤結(jié)垢的另一個原因是由于反應油氣攜帶大量催化劑或分餾塔底催化劑洗滌效果不佳及操作不當使催化劑沉積在頂部塔盤上。一些不飽和烯烴和膠質(zhì)在高溫或特定條件下在頂部塔盤上縮合或聚合結(jié)焦。塔盤嚴重腐蝕，造成浮閥卡塞。生成的鐵銹和FeS與催化劑和NH4CL乳液混合結(jié)垢。

[1]馬永明,韓海彬,王偉,李巖.陜京輸氣管道水合物的處理與防范措施[J].油氣儲運.2010(01).

[2]張國靜,王恒,陳志勇,單寶虎,雷應發(fā).重油催化分餾塔塔頂結(jié)鹽的原因分析及解決方案[J].煉油與化工.2010(04).