關(guān)于煉油催化裂化裝置長周期運(yùn)行的技術(shù)思考

王瑞杰(陜西延長中煤榆林能源化工有限公司，陜西 榆林 718500)

1 催化裂化裝置

1.1 催化裂化

輕質(zhì)油品是目前工業(yè)生產(chǎn)及國民經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中的重要原料，且隨著發(fā)展水平的提升，對(duì)輕質(zhì)油品的需求也在逐漸提高。在原油加工中，主要是通過常減壓整流裝置生成輕質(zhì)油品，再通過二次加工處理對(duì)重質(zhì)餾油及處理后剩余的渣油予以處理，催化裂化就是該生產(chǎn)環(huán)節(jié)中較為重要的工藝。現(xiàn)階段，我國現(xiàn)有的催化裂化裝置已經(jīng)達(dá)到160套以上，每年生產(chǎn)加工的輕質(zhì)油達(dá)到180MT。

1.2 催化裂化裝置

催化裂化是將一次生產(chǎn)后產(chǎn)生的重質(zhì)油進(jìn)行二次加工，并將其轉(zhuǎn)變成輕質(zhì)油的過程。催化裂化裝置的類型有高低并列式、同高并列式和同軸式這三種。因?yàn)楣に嚵鞒痰牟煌?，設(shè)備結(jié)構(gòu)也會(huì)有內(nèi)在差異。當(dāng)前的催化裂化裝置的工作原理為：在原料中加入高溫催化劑，之后在分子篩催化及活動(dòng)中心的作用下，對(duì)原料實(shí)施裂化、異構(gòu)化、氫轉(zhuǎn)移、縮合等處理，最終轉(zhuǎn)化成汽油、柴油等材料，用以滿足人們正常的生活生產(chǎn)需求。

2 裝置長周期運(yùn)行的技術(shù)保障

2.1 防止裝置結(jié)焦

結(jié)焦是縮短催化裂化裝置運(yùn)行周期的主要因素。在生產(chǎn)過程中，一旦出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象，輕則會(huì)降低生產(chǎn)作業(yè)的質(zhì)量，導(dǎo)致延工等問題的產(chǎn)生，重則還會(huì)出現(xiàn)各種生產(chǎn)事故，給企業(yè)發(fā)展帶來不利影響。而催化裂化裝置結(jié)焦現(xiàn)象的產(chǎn)生，大多集中在生管反應(yīng)器、沉降器及分餾塔塔底部位。

2.2 避免裝置結(jié)焦

(1)原料。若煉油催化裂化裝置發(fā)生明顯波動(dòng)，則反應(yīng)壓力和反應(yīng)溫度也會(huì)發(fā)生變化，由此出現(xiàn)結(jié)焦問題。如裝置運(yùn)行中出現(xiàn)結(jié)焦問題，則應(yīng)及時(shí)切斷進(jìn)料，防止未氣化油黏附于催化劑。另外，為了確保裝置運(yùn)行的安全性，需高度重視材料選擇。塔底重油的密度應(yīng)為0.89g/cm3，殘灰在4.5%以內(nèi)，裝置生產(chǎn)焦量為6%～8%。并結(jié)合蠟油和渣油的性質(zhì)完成歸類分析，嚴(yán)格控制影響裂化的渣油量，加大原料中芳烴、殘?zhí)己椭亟饘俸浚瑥亩行Э刂朴蜐{回?zé)挼拇螖?shù)，在裝置運(yùn)行的過程中應(yīng)，根據(jù)實(shí)際采取科學(xué)有效的改進(jìn)措施，減少結(jié)焦。

(2)高效霧化噴嘴。應(yīng)用高效霧化噴嘴可顯著減輕設(shè)備結(jié)焦。部分煉油催化裝置中所采用的噴嘴在霧化效果方面并不理想。對(duì)此，需積極采用高效霧化噴嘴，減小霧化后液滴的粒徑，強(qiáng)化油體霧化效果。另外，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求安裝噴嘴，切換噴嘴時(shí)要緩慢，對(duì)稱。

(3)最大限度規(guī)避提升器結(jié)焦。若提升管原料入口處出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象，則可采用先進(jìn)的處理技術(shù)，嚴(yán)格控制返混問題。適度提升原料油的預(yù)熱溫度，隨后嚴(yán)格控制再生催化劑的溫度及蒸汽溫度。催化劑與原料解除前使其處于高溫狀態(tài)，規(guī)避返混，同時(shí)也可適度調(diào)整段流化概況，避免設(shè)備結(jié)焦。

依據(jù)實(shí)際選擇預(yù)提升介質(zhì)分布器，在介質(zhì)分布器內(nèi)注入蒸汽和汽油，適度調(diào)整預(yù)提升限速，從而控制預(yù)提升段密度，防止提升管出現(xiàn)結(jié)焦問題。再者，應(yīng)在提升管出口位置設(shè)置高效快分，合理應(yīng)用旋流快分技術(shù)系統(tǒng)，縮短油氣在沉降器中停滯的時(shí)間，防止發(fā)生二次反應(yīng)。設(shè)置高效快分降，能夠減少沉降器內(nèi)及旋風(fēng)分離器入口位置的結(jié)焦問題，增加沉降器內(nèi)防焦蒸汽量，蒸汽噴嘴可指向沉降器內(nèi)的任意位置，抑制了沉降器頂部結(jié)焦。

(4)控制分餾塔塔底結(jié)焦。分餾塔底出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象比較常見。需要盡量減少油漿在塔底的停留時(shí)間，降低蒸餾塔塔底出現(xiàn)結(jié)焦的可能?？梢酝ㄟ^在分餾塔底使用濾焦器并加注油漿阻垢劑的方法，減輕分餾系統(tǒng)的結(jié)焦，使用油漿阻垢劑讓油漿的流速大于1.4m/s，防止油漿冷卻造成的結(jié)焦；或通過調(diào)整操作，降低分餾塔底的溫度，保證分餾塔底不超溫且油漿循環(huán)量不異常，這樣就可以防止或者減緩結(jié)焦。

2.3 避免襯里損壞

襯里是煉油催化裂化裝置中的易損部件，工作人員需采取有效措施加強(qiáng)襯里的保養(yǎng)與維護(hù)。首先，科學(xué)篩選原材料，材料要具有耐火性及抗折性，且滿足裝置的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。工作人員務(wù)必仔細(xì)檢查材料耐高溫的能力以及其耐磨的能力，滿足要求后方可使用。工作人員還應(yīng)關(guān)注襯里的加工質(zhì)量，設(shè)備過渡段、入口和異形結(jié)構(gòu)中，要做好保溫釘加密工作。檢查和修復(fù)襯里的過程中，需及時(shí)清理變形、脫落的部分，且縫合新襯里與舊襯里。襯里開裂尤其常見，在操作中，需積極落實(shí)規(guī)范要求，重視保養(yǎng)工作。再者，還應(yīng)采取有效措施烘干襯里，尤其要重視150C脫表面水、350℃脫結(jié)晶水，選擇質(zhì)量滿足要求的保溫釘，避免襯里處出現(xiàn)鼓包和開裂問題。

2.4 確保機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行

大機(jī)組是催化裂化裝置中最為重要的位置，大機(jī)組運(yùn)行中容易受到多種因素的影響而出現(xiàn)故障。大機(jī)組操作中，必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)流程，加大控制力度。及時(shí)更換老舊儀表，選擇技術(shù)先進(jìn)的控制系統(tǒng)，以增強(qiáng)儀表運(yùn)行的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，防止機(jī)組發(fā)生嚴(yán)重的故障。且在大機(jī)組運(yùn)行中，還要實(shí)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，明確機(jī)組運(yùn)行參數(shù)和振動(dòng)情況。運(yùn)行中可利用集成化透平壓縮機(jī)控制技術(shù)，防止風(fēng)機(jī)損壞，減少大機(jī)組設(shè)備運(yùn)行中的喘振問題。

為加強(qiáng)機(jī)組運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，設(shè)備運(yùn)行中，需合理應(yīng)用氣密封和高速疊片連軸設(shè)備。但是，在煙機(jī)機(jī)組中，催化劑的含量直接影響了設(shè)備運(yùn)行效果，對(duì)此，必須嚴(yán)格檢測(cè)催化劑的含量，采取有效措施降低煙機(jī)機(jī)組煙氣中催化劑的含量。第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)運(yùn)行異常，采取科學(xué)有效的控制措施。如其粉塵含量較高，影響了機(jī)組運(yùn)行，則需加設(shè)耐磨液體。

裝置運(yùn)行中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際規(guī)避煙機(jī)停機(jī)時(shí)所產(chǎn)生的低溫腐蝕問題。為此，可采用軟密封的高溫平板閘閥，優(yōu)化其密封性能。如煙機(jī)溫度過高，則會(huì)直接破壞裝置的性能。對(duì)此，可采取當(dāng)前最為先進(jìn)的燃燒技術(shù)，規(guī)避超高溫問題，技術(shù)人員也可采用再生煙氣管道混合燃燒技術(shù)，避免煙氣二次燃燒，從而達(dá)到降低煙氣溫度的目的。

3 完善煉油催化裂化裝置長期運(yùn)行技術(shù)

3.1 減少裝置非計(jì)劃停工

如提升管反應(yīng)器沉降器運(yùn)行中出現(xiàn)故障，則會(huì)直接影響催化裂化裝置內(nèi)催化劑的流化狀態(tài)，不利于裝置的平穩(wěn)運(yùn)行，甚至出現(xiàn)非計(jì)劃停工問題。對(duì)此，要嚴(yán)格控制材料質(zhì)量，做好重質(zhì)餾分油和渣油的預(yù)處理工作，保證其質(zhì)量，減少催化裂化裝置沉降器頂部、旋分連接處、油氣管線和分餾塔底部的結(jié)焦問題，延長裝置的使用壽命。另外，還需定期更新升級(jí)裝置，更換設(shè)備中的老舊和故障元件，確保裝置的運(yùn)行狀態(tài)。

3.2 加強(qiáng)公用系統(tǒng)管理

優(yōu)越的外部環(huán)境是確保催化裂化裝置長期穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。其中，供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)是影響較為明顯的外部因素。設(shè)備運(yùn)行中，若供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題，則會(huì)破壞裝置運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。若情況較為嚴(yán)重，還會(huì)導(dǎo)致裝置停運(yùn)，甚至出現(xiàn)次生故障。為了避免上述問題的出現(xiàn)，延長裝置的使用壽命，工作人員需提高外部供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，重視供電系統(tǒng)管理工作，同時(shí)，關(guān)注壓縮空氣和冷卻水管理，認(rèn)真檢查換熱設(shè)備腐蝕概況，重視公用系統(tǒng)管理工作。

3.3 保證維修工作的質(zhì)量

首先，管理人員及設(shè)備運(yùn)行維護(hù)人員應(yīng)當(dāng)全面了解設(shè)備運(yùn)行的原理和裝置的性能，如裝置設(shè)備在運(yùn)行中出現(xiàn)問題，可采取科學(xué)有效的應(yīng)對(duì)措施，定期檢測(cè)設(shè)備使用情況，促進(jìn)設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行。

其次，建立科學(xué)、完善的設(shè)備維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，落實(shí)維護(hù)保養(yǎng)規(guī)定，以延長設(shè)備的使用壽命。

最后，在工作中要建立完善的員工獎(jiǎng)懲制度，調(diào)動(dòng)職工的積極性，使其更加主動(dòng)地投身于設(shè)備檢修和維護(hù)工作中，加強(qiáng)操作的規(guī)范性，堅(jiān)持交接班制度和值班制度，提高機(jī)組運(yùn)行效率，為催化裂化裝置的安全運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

在煉油催化裂化裝置長周期運(yùn)行的過程中，會(huì)受到諸多因素的影響，其不僅會(huì)縮短裝置的使用壽命，而且也會(huì)影響生產(chǎn)的質(zhì)量。因此，在催化裂化裝置長周期運(yùn)行的過程中，務(wù)必根據(jù)具體情況，采用多種切實(shí)可行的技術(shù)措施，有效規(guī)避設(shè)備故障，促進(jìn)裝置平穩(wěn)運(yùn)行。