催化裂化油漿結焦原因及對策

劉洋 楊文昌

關鍵詞：催化裂化;油漿結焦;解決對策

在我國煉油廠的催化裂化過程當中，油漿系統(tǒng)當中產(chǎn)生的結焦結垢問題直接影響到了催化裂化設備的正常工作，主要是因為產(chǎn)生大量的結焦結垢物質(zhì)，直接降低了熱換器的熱轉(zhuǎn)化效率，同時提高了管道當中材料輸送的阻力，進而造成了蠟油渣油的熱轉(zhuǎn)換效率降低。系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的蒸汽量減少，同時整個反應設備在工作過程當中的能源消耗量加大，油漿當中多余的熱量無法及時被排除，進而造成了整個反應系統(tǒng)內(nèi)部的熱平衡性下降，嚴重的情況下還直接造成油漿輸送系統(tǒng)堵塞，進而影響到了整個生產(chǎn)過程的正常進行。在最近幾年發(fā)展過程當中，我國煉油廠的催化裂化原材料質(zhì)量都不是非常理想，外加上在加油的催化裂化技術方面一直是難以攻克的難題。因此，催化裂化油漿結焦和結垢的問題受到了各大化工企業(yè)的廣泛關注，必須要采取相應的解決措施來解決這一問題。

1.催化裂化油漿結焦問題分析

1.1溫度問題的影響

從催化裂化的整個反應過程中可以看出，該反應過程中會受到溫度的影響，在相同的催化設備當中分餾塔的底部溫度越高，那么出現(xiàn)的結焦現(xiàn)象就越明顯。針對己經(jīng)產(chǎn)生結焦問題來講，隨著溫度不斷提高整個反應過程的結焦問題就更加明顯，就在模擬FCC油漿的結焦單元當中所得出的結論非常明顯。

1.2氧含量的影響

通過模擬實驗分析了FCC油漿當中產(chǎn)生結焦單元的具體原因，通過向試管當中通入一定量的空氣或者是氧氣，可以看出在不同量的空氣和氧氣摻入的情況下，對結焦問題的影響比較明顯，其中如果空氣或者氧氣的參與量較大，那么結焦的問題就越嚴重。由此可以看出氧氣含量的多少對結焦問題的影響非常明顯。

1.3固體和電效應影響

通過實際的生產(chǎn)過程可以看出，在催化裂化反應過程當中，如果增加油漿內(nèi)部的沉降器和過濾器設備之后，在產(chǎn)生結焦和結垢的問題上有著明顯的緩解。因此，這一現(xiàn)象也可以得到充分的證明，從中可以得出催化裂化反應過程中油漿當中，所存在的固體雜質(zhì)對結焦問題的影響比較明顯。

通過通電實驗分析可以得出，催化裂化過程當中，油漿材料當中存在的大量帶電離子，比如催化劑當中的帶電微粒、膠粒以及無機離子等，對結焦問題有著明顯的促進性作用，電效應對催化裂化過程當中，油漿結焦問題的影響也比較明顯。

2.催化裂化油漿結焦問題的解決對策

2.1改善原材料性質(zhì)

通過上述問題分析可以看出，催化裂化油漿產(chǎn)生結焦的原因和原材料的性質(zhì)有著重要的關系，原材料越重所產(chǎn)生的濕性催化劑含量也就越多，催化劑材料很容易附著在設備表面產(chǎn)生不良的結焦問題。隨著原料的種植化越來越明顯，那么在催化裂化反應產(chǎn)物當中所產(chǎn)生的油漿生成量也就越多，進而在油漿內(nèi)部的沉降期當中會以氣體和液體兩種不同的形態(tài)存在，這一影響問題很容易在沉降器的設備表面產(chǎn)生不良的結焦問題。因此，在催化裂化反應過程中需要盡可能為催化裂化工作提供出更加合適的原材料，有效控制原材料的質(zhì)量和性質(zhì)。特殊的情況下還可以對催化裂化反應的原材料進行預處理操作，比如在渣油的溶劑當中進行瀝青材料的脫出，在油漿當中抽取部分的重型芳香烴，可以將劣質(zhì)的原材料轉(zhuǎn)化成為質(zhì)量更好的反應材料，這樣可以從基礎材料上來降低設備當中產(chǎn)生不良的結焦問題，進而提高了整個化工生產(chǎn)單位的經(jīng)濟效益。

2.2使用VQS與多段進料技術

VQS快分技術是當前催化裂化反應過程當中，防止沉降器當中產(chǎn)生結焦問題的重要技術類型。通過使用VQS'}夾分技術可以讓沉降器當中的油氣停留時間不斷降低，進而有效縮減了沉降期當中產(chǎn)生結焦的程度。在催化裂化設備當中在出口部分利用VOS系統(tǒng)可以有效提高出口管上半部分的進料速率。在反應設備的底部區(qū)域通過干氣預提升技術和粗汽油回煉的方式，也可以對催化裂化油漿結焦問題進行緩解。通過使用多段和分段進料方式，同時在進料過程當中加入一定量的抗焦活化劑，這樣可以有效降低二次裂化過程當中產(chǎn)生的結焦量實現(xiàn)了由漿結焦問題的有效緩解。

2.3提高設備的保溫性能

在催化裂化的反應過程當中需要不斷加強設備的保溫工作，一方面來講可以有效減少能源的消耗，同時還可以有效降低重油催化裂化過程當中產(chǎn)生的結焦問題。在重油催化裂化過程當中溫度較高的區(qū)域，需要選擇絕熱性能良好的保溫材料來進行處理，必要的情況下還可以適當提高保溫層的厚度，讓保溫材料的接縫處保持嚴密性，可以有效降低油氣在管線當中產(chǎn)生的溫度流失。這種處理方式還可以有效預防反應過程當中油氣高沸點液體產(chǎn)生的凝結現(xiàn)象，這些液體凝結之后會粘附在反應設備的表面上，隨著時間的不斷推移會在設備表面上生成結焦和結垢現(xiàn)象。對于油氣管道來講，尤其是在反應物進入到分餾塔之前產(chǎn)生不良的結焦問題，主要原因是因為保溫工作沒有加以落實，因為在該反應過程當中管道表面的散熱量加大，出現(xiàn)了表面低溫冷面的不良問題，當油氣通過該段管道的情況下，內(nèi)部存在的各種芳烴物質(zhì)和膠質(zhì)物質(zhì)會在該區(qū)域當中冷凝和聚積，隨著時間的不斷延長以及溫度的作用下，會慢慢縮合成為焦炭產(chǎn)生不良的結焦問題。

3.結束語

對煉油廠的催化裂化反應過程進行分析和研究，如果原油材料過重那么結焦和結垢的現(xiàn)象越容易產(chǎn)生，通常情況下對于同種原油材料來講，在催化裂化反應過程中加入渣油的催化將有更容易產(chǎn)生結焦問題，渣油的產(chǎn)品量對結焦問題的影響比較明顯，對不同的原油材料來講，中間原油的催化渣油相比于石蠟基原油的催化油漿，所形成的結焦問題更加嚴重，因此，在催化裂化的反應過程中需要從原材料和生產(chǎn)過程進行質(zhì)量把控，有效防治結構問題的產(chǎn)生。