催化裂化反再單元開工升溫問題分析與對策

孫紹鵬 ， 李玉飛 ， 王春林 ， 張延濤

(中國石化 洛陽分公司 ， 河南 洛陽 471012)

催化裂化反再單元開工升溫問題分析與對策

孫紹鵬 ， 李玉飛*， 王春林 ， 張延濤

(中國石化 洛陽分公司 ， 河南 洛陽 471012)

對催化裂化裝置反再單元烘爐的步驟進(jìn)行分析，對遇到的液態(tài)烴收不進(jìn)來、點爐點不著、升溫不均勻、汽提段自燃、盤管干燒等問題，提出切實可行的解決辦法，實際應(yīng)用達(dá)到預(yù)期效果，對裝置順利開工具有重要指導(dǎo)意義。

催化裂化 ； 高溫烘爐 ； 反再單元 ； 開工過程

0 前言

催化裂化反再單元三器升溫在開工過程中起到重要的作用，目的是脫去襯里的表面水和結(jié)晶水，使耐磨隔熱襯里具有耐磨和隔熱的性能，為后續(xù)開工打好基礎(chǔ)。反再單元升溫分為三個步驟，分別是收液態(tài)烴、輔助燃燒爐點爐和反再單元升溫。反再單元襯里在常溫下自然干燥硬化后，仍有一定量的表面水和結(jié)晶水的存在。因此，開工前嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行襯里烘干，目的是把各部位襯里中的水分脫除，防止在劇烈升溫時，因水分快速汽化膨脹造成襯里裂紋、鼓包、脫落、影響設(shè)備壽命等。通過高溫烘烤，脫去襯里中的水分，使耐磨隔熱襯里具有耐磨和隔熱的性能。洛陽石化二套催化裝置開工反再三器升溫以沉降器、提升管反應(yīng)器、再生器、外取熱和煙氣管道同步升溫為主要目標(biāo)。

反再單元結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，烘爐過程熱量傳遞流程圖如圖2所示。

圖1 同軸式催化裂化裝置反應(yīng)再生單元結(jié)構(gòu)圖

圖2 烘爐過程熱量傳遞流程圖

反應(yīng)再生單元烘爐過程分為三個步驟，分別是收液態(tài)烴、輔助燃燒室點爐和反應(yīng)再生單元升溫。下面分別從這三個步驟分析，討論每一步驟出現(xiàn)的問題，并針對問題，提出切實可行的解決對策。

1 收液態(tài)烴

1.1 V1119收液化烴

輔助燃燒爐所用的液態(tài)烴來自焦化車間，收液態(tài)烴流程如圖3所示。

圖3 液態(tài)烴罐V1119收液化烴流程

收液態(tài)烴前，首先校準(zhǔn)液態(tài)烴罐V1119的液位調(diào)節(jié)閥LC1104和壓力控制閥PC1102；投用現(xiàn)場玻璃板液位計，保證玻璃板清晰好用；檢查V1119罐頂安全閥(定壓1.56 MPa)并正常投用，關(guān)閉V1119罐頂放空閥；檢查V1119至地下污油罐脫液排凝。

改好V1119收液態(tài)烴流程和液態(tài)烴至輔助燃燒爐流程后，聯(lián)系焦化裝置開始收液態(tài)烴。收液態(tài)烴時一人觀察玻璃板液位計的情況，一人觀察脫液情況，保證將液化烴攜帶的水脫凈。因要留出液態(tài)烴氣化空間，故收至半罐時停止。

1.2 存在問題及對策

因焦化液化烴帶水較多，這對液態(tài)烴的氣化和燃燒效果都是不利的。焦化液態(tài)烴將大量的水帶入液態(tài)烴罐內(nèi)，一部分水隨著液態(tài)烴氣化，造成液態(tài)烴罐壓力過高，液態(tài)烴收不進(jìn)來；同時，液態(tài)烴帶水過多，造成輔助爐點火點不著，或者火焰燃燒不正常，進(jìn)而造成輔助爐滅火。

因此，現(xiàn)場需留兩人，盯緊V1119壓力現(xiàn)場一次表和玻璃板液位計的同時，加強(qiáng)脫水。因焦化液化氣H2S含量較高，故應(yīng)在脫液排凝處設(shè)立警戒區(qū)，防人誤入中毒。作業(yè)時注意帶好便攜式H2S報警儀，站上風(fēng)向，一人脫水一人監(jiān)護(hù)。

收液態(tài)烴液位不易過高，以便給液態(tài)烴留下足夠的汽化空間，故V1119玻璃板液位計安裝位置在罐體下半部分，如圖3所示。如液位過高，來不及汽化的液態(tài)烴直接進(jìn)入輔助爐，不但會使?fàn)t前管線結(jié)霜，還會使?fàn)t膛溫度快速上升，造成爐膛超溫。在升溫過程中V1119壓力按0.7～0.8 MPa，液位按60%～80%控制。

2 輔助燃燒爐點爐

2.1 輔助燃燒爐

輔助燃燒爐在開工時是用來加熱主風(fēng)和再生器內(nèi)催化劑的。一次風(fēng)進(jìn)入爐膛，提供燃料燃燒需要的氧，二次風(fēng)進(jìn)入筒體夾層，起冷卻作用，防止超溫，如圖4所示。輔助燃燒爐點爐用的是電打火器，原理是高壓放電，將380 V的電壓變成6 000 V后，在火槍末端放電，產(chǎn)生火花，引燃液態(tài)烴。

點爐前的準(zhǔn)備工作：檢查輔助燃燒爐F1101A/B液化氣火嘴安裝是否正確；檢查電打火器是否好用；裝好現(xiàn)場溫度指示儀；清理液態(tài)烴線阻火器；關(guān)閉爐前液態(tài)烴、非凈化風(fēng)閥門，檢查各壓力表是否安裝齊全好用；將液態(tài)烴引至爐前排凝，分析液態(tài)烴氧含量，≤1.0%為合格；投用V1119加熱蒸汽，點燃土火炬，保證其穩(wěn)定燃燒。

點爐過程：反再單元從110 ℃向315 ℃升溫時點爐，點爐前先用非凈化風(fēng)吹掃火嘴5 min后關(guān)閉，輔助爐有大、小兩個火嘴，點爐時輔助爐一次風(fēng)閥開5%，二次風(fēng)閥全開；控制再生壓力0.03 MPa，主風(fēng)量800 Nm3/min；用小火嘴點爐，如5 s內(nèi)點不著，用非凈化風(fēng)吹掃10 min后再點，直至點著；點著后及時調(diào)整一次風(fēng)，使液態(tài)烴完全燃燒；隨后按升溫曲線升溫，適時將土火炬熄滅。

停爐過程：反再單元升溫烘爐結(jié)束后，輔助爐F1101A/B以每小時50 ℃的速度降溫，當(dāng)爐出口降至300 ℃時，關(guān)閉液態(tài)烴手閥，火嘴用風(fēng)吹掃干凈后關(guān)閉，并關(guān)閉各總閥；將一、二次風(fēng)閥全開。

2.2 存在問題及對策

原設(shè)計液態(tài)烴烘爐閥組和輔助爐大火嘴之間是用金屬軟管連接，因軟管壽命短易泄漏，多次出現(xiàn)升溫期間軟管泄漏而被迫熄爐更換。為此2015年檢修期間改為硬管連接。

圖4 輔助燃燒爐示意圖

因小火嘴易被風(fēng)吹滅，且因小火嘴用液態(tài)烴量小，液態(tài)烴罐V1119壓控調(diào)節(jié)閥和液位調(diào)節(jié)閥只能用手閥卡量，無法投用自動控制，需要頻繁調(diào)整。在實際操作中，在輔助爐點著后盡快將小火嘴切至大火嘴運(yùn)行，以便盡早將V1119液位和壓控投用自動。

因焦化液化烴中含雜質(zhì)較多，在烘爐過程中液態(tài)烴阻火器會堵塞，導(dǎo)致爐膛溫度快速下降。故在烘爐過程中，現(xiàn)場作業(yè)人員在觀察爐內(nèi)燃燒情況的同時，要盯好阻火器前后壓力表變化。當(dāng)阻火器前后壓降出現(xiàn)大幅上升時，及時切至副線運(yùn)行，避免爐內(nèi)溫度大幅波動。

3 升溫過程

3.1 升溫過程

反再單元升溫曲線如圖5所示，分為三次升溫和三次恒溫共六個階段。

圖5 反再單元升溫曲線

第一階段，利用主風(fēng)熱量給反再單元升溫，從室溫向110 ℃升溫：將主風(fēng)和兩器自?；謴?fù)，將主風(fēng)引入再生器，開大沉降器、外取熱及大油氣線放空，通過調(diào)整再生滑閥、待生塞閥和雙動滑閥開度，控制好兩器差壓，利用主風(fēng)熱量升溫，主風(fēng)量控制在1 800～2 400 Nm3/min即可。啟動除氧水泵P1506給外取熱汽包V1402上水，改通3.5 MPa飽和蒸汽進(jìn)再生器過熱流程，3.5 MPa過熱蒸汽并網(wǎng)閥關(guān)閉，閥前放空保護(hù)再生器過熱盤管。

第二階段，110 ℃恒溫18 h烘爐，脫除襯里表面水。

第三階段，輔助燃燒爐點火，利用LPG燃燒熱量給反再單元升溫，從110 ℃向315 ℃升溫：輔助爐點火后應(yīng)盡快切換到大火嘴，提高液化氣用量，使液態(tài)烴罐的液控和壓控閥盡早投自動，降低液態(tài)烴壓力變化對爐溫的影響，主風(fēng)量根據(jù)輔助爐負(fù)荷和燃燒情況隨之提高。通過逐步開大一次風(fēng)和提高液態(tài)烴量，按升溫曲線趨勢圖5逐步升溫。當(dāng)系統(tǒng)溫度升至250 ℃時，對系統(tǒng)進(jìn)行熱緊。再生器密相溫度升至300 ℃時，投用粗旋套筒流化蒸汽(通過孔板控制流量以保護(hù)流化環(huán))、兩段汽提蒸汽過熱盤管(通過盤管出口放空以保護(hù)過熱管)、燃燒油噴嘴和原料油、終止劑噴嘴保護(hù)蒸汽。

第四階段，315 ℃恒溫24 h，脫除襯里結(jié)晶水。

第五階段，仍然利用LPG燃燒熱量給反再單元升溫，從315 ℃向500 ℃升溫：當(dāng)一次風(fēng)全開，輔助爐負(fù)荷提到一定程度時要防止輔助爐超溫，應(yīng)通過全開沉降器、大油氣線及外取熱放空，提高兩器壓力，關(guān)小二次風(fēng)的方法將爐膛熱量轉(zhuǎn)移至再生器，再依次向各部位轉(zhuǎn)移，使各部位逐步達(dá)到500 ℃。當(dāng)系統(tǒng)溫度升至450 ℃時投用各松動點松動風(fēng)、松動蒸汽、儀表反吹風(fēng)并再次對系統(tǒng)進(jìn)行熱緊。

第六階段，500 ℃恒溫2～4 h，視開工進(jìn)度熄爐，反再單元三器升溫烘爐結(jié)束。關(guān)閉再生滑閥和待生塞閥，主風(fēng)退出再生器。沉降器蒸汽趕空氣，為拆大油氣盲板創(chuàng)造條件。

整個升溫過程要密切注意三器的溫度、壓力變化情況；輔助爐爐膛(≤950 ℃)及爐膛出口溫度(≤650 ℃)；液態(tài)烴罐壓力及液位，外取熱汽包V1402液位(防止3.5 MPa蒸汽飽和管和再生器內(nèi)過盤管干燒)，不同溫度下待生塞閥閥位(反映待生立管膨脹量)等參數(shù)變化。

3.2 存在問題及對策

室內(nèi)無法判斷輔助燃燒爐內(nèi)的燃燒情況，需要現(xiàn)場人員通過視窗隨時觀察爐內(nèi)燃燒情況。當(dāng)爐內(nèi)液態(tài)烴燃燒過程中火焰發(fā)暗，出現(xiàn)黑煙時，系液態(tài)烴燃燒不充分，應(yīng)及時開大一次風(fēng)促其穩(wěn)定燃燒；當(dāng)爐內(nèi)液態(tài)烴燃燒過程中出現(xiàn)火焰飄搖不定時，系風(fēng)和液態(tài)烴的配比偏大，應(yīng)視升溫情況關(guān)小一次風(fēng)或提高液態(tài)烴量。

升溫過程容易造成溫度分布不均衡。升溫的主要技巧在于熱量轉(zhuǎn)移，基本過程是先開大雙動滑閥將熱量從輔助爐出口轉(zhuǎn)移到再生器；然后關(guān)小雙動滑閥，適當(dāng)開待生塞閥，提高兩器差壓，使熱量沿待立管轉(zhuǎn)移至沉降器；反應(yīng)溫度通過開大再生滑閥升溫；升溫過程中每隔半個小時將特閥活動一次，通過不斷調(diào)整再生滑閥、待生塞閥開度和兩器壓差，將熱量均勻地轉(zhuǎn)移到容器各處，以達(dá)到同步升溫的目的。

向500 ℃升溫的過程中，要逐步關(guān)小二次風(fēng)閥。因二次風(fēng)閥系DN900手動蝶閥，閥門位于二層平臺框架外，需佩戴安全帶的兩人同時才能開關(guān)，因此對其進(jìn)行了改造，為閥門加裝氣動頭，保證了閥門開關(guān)的安全性和準(zhǔn)確性，減輕了作業(yè)的勞動強(qiáng)度。

如液態(tài)烴在升溫過程中熄火，應(yīng)立即關(guān)閉火嘴手閥，用風(fēng)吹掃，排除故障后再按正常點火程序重新點燃。

315 ℃向500 ℃升溫時，常因汽提段溫度上升過快導(dǎo)致汽提段格柵自燃。需要特別注意的是控制汽提段的溫度≤450 ℃，這是因為汽提段特殊的隔柵結(jié)構(gòu)，使隔柵上的焦很難清理干凈，少量的焦在高溫下即可自燃。如果控制不好，汽提段的溫度會因自燃而快速升高。而此時其他部位的溫度可能還沒有升到位，就得被迫使用汽提蒸汽降溫，250 ℃的蒸汽進(jìn)入正在自燃的汽提段可能會使格柵因溫度劇烈變化而產(chǎn)生應(yīng)力變形，這是升溫過程中應(yīng)極力避免的情況。

4 結(jié)束語

催化裝置反再單元開工烘爐分為三個階段，分別是收液態(tài)烴、輔助燃燒室點爐和反應(yīng)再生系統(tǒng)升溫。針對液態(tài)烴收不進(jìn)來、點爐點不著、升溫不均勻、汽提段自燃、盤管干燒等問題，提出了相應(yīng)的解決辦法，結(jié)合開工實際應(yīng)用，達(dá)到預(yù)期效果。高溫烘爐過程中脫去襯里的表面水和結(jié)晶水，使耐磨隔熱襯里具有耐磨和隔熱的性能，為開工后續(xù)工作打下良好的基礎(chǔ)。

2016-08-26

孫紹鵬(1980-)，男，技師，從事催化裂化裝置生產(chǎn)管理工作，電話：13523602030；聯(lián)系人：李玉飛(1986-)，男，助理工程師，碩士研究生，從事催化裂化裝置生產(chǎn)管理工作，電話：15036321668。

TQ050.3，TQ032

B

1003-3467(2016)12-0039-04