探究UOP工藝技術在催化裂化裝置的應用

鄭小輝

摘要：在UOP工藝中，采用了完全再生、預提升等一系列先進技術，能夠在降低工藝能耗的同時，滿足產(chǎn)品選擇需求?；诖?，本文對UOP工藝技術展開了分析，然后對相關技術在催化裂化裝置中的應用實踐進行了探討，最終發(fā)現(xiàn)技術的應用能夠在提高產(chǎn)品收率的同時，降低能耗，值得石油行業(yè)推廣應用。

關鍵詞：UOP工藝;催化裂化裝置;完全再生技術;預提升技術

引言：在世界原油生產(chǎn)領域，UOP工藝技術在重油轉(zhuǎn)化方面得到了廣泛應用。中國石油在拓展海外市場時，還要把握發(fā)展形勢，在催化裂化裝置建設中加強UOP工藝技術應用，以便通過提高自身重油轉(zhuǎn)換能力獲得更大市場份額，并通過有效控制生產(chǎn)能耗滿足國家節(jié)能生產(chǎn)要求，促使行業(yè)取得可持續(xù)發(fā)展。

1 UOP工藝技術分析

UOP工藝屬于現(xiàn)代化煉油工藝，由一系列專利技術構成，如完全再生技術、VSS快速分離、預提升技術等等。其中，完全再生技術可以實現(xiàn)催化劑的高效再生利用，以便取得較好燒焦效果，需要由再生器實現(xiàn)，具有操作簡單、可操作性強、安全性好等特點，構件不容易損壞，可用于實現(xiàn)催化裂化裝置升級改造。預提升技術則是采用平推流方式使催化劑向上運動，做到與油滴充分接觸，能夠在減少蒸汽消耗的同時，減輕催化劑失活問題。采用VSS快速分離技術，能夠加快反應器末端催化劑與油氣的分離速度，減少油氣停留時間和熱裂化等反應的發(fā)生，促使液體產(chǎn)品收率得到提高。此外在UOP工藝中，在進料霧化、取熱等方面都提出了專利技術，能夠起到優(yōu)化生產(chǎn)過程的作用，因此需要在國內(nèi)石油生產(chǎn)中得到應用。

2 UOP工藝技術在催化裂化裝置的應用

2.1項目概況

某煉油公司新建2000kt/a催化裂化裝置，為全廠主要重油二次加工裝置，完全采用UOP工藝技術。裝置設計原料殘渣比為52%，殘?zhí)繛?.5%，催化劑使用巴斯夫，藏量為350t，加劑量達到10.5t/d。裝置屬于重要物料和能量的平衡裝置，產(chǎn)品設計汽油RON>91，干點<210℃，分布>50.7%，柴油95%點<360℃，分布>15.8%，油漿閃點>110℃，分布>4.2%，液化氣分布<17.5%，干氣脫H2S含量<0.2%，分布<4.2%，焦炭分布<8.8%。

2.2裝置設計

在裝置設計上，采用高低并列式再生器，與反應沉降器并列布置，催化劑均為重力流，擁有分布均勻床層，能夠為燒焦提供便利。再生器為兩段，分別為貧氧和富氧，定碳不超過0.05%。煙氣在一段混合后，在二段能夠保持較高主風利用率。取熱器為全密相流外形式，能夠加強再生溫度控制，實現(xiàn)靈活調(diào)節(jié)。利用直抽大氣流化風機提供流化風，實現(xiàn)汽水強制循環(huán)，能夠保證汽水在管束內(nèi)得到均勻分布。在汽提段采用VSS快速分離技術，并完成AFTM環(huán)形擋板設計，使管末端處于VSS室內(nèi)。利用筒式容器和擋板，能夠?qū)⒖焖俜蛛x結構與沉降器上內(nèi)腔分離開來。頂部油氣出口與分離器入口保持聯(lián)通，能夠降低油氣停留時間。采用渦流分離技術，能夠在反應器末端實現(xiàn)油氣與催化劑的快速分離，促使產(chǎn)品選擇性能得到優(yōu)化?？s減沉降器內(nèi)油氣停留時間，能夠使干氣和焦炭產(chǎn)率得到減少。將蒸汽和干氣當成是介質(zhì)實現(xiàn)預提升，可減少催化劑失活問題的發(fā)生，使蒸汽耗用量得到減少。采用Optimix進料霧化噴嘴，有助于實現(xiàn)蒸汽二次霧化，提高原料進入噴嘴線速。借助專用孔道使蒸汽與原料油混合，能夠形成粒度均勻的霧狀油滴，增加與催化劑的接觸面積，促使產(chǎn)品分布得到優(yōu)化，并且有效避免結焦。此外，通過采用SIS邏輯系統(tǒng)能夠完成切斷閥和自保系統(tǒng)設置，使裝置能夠?qū)崿F(xiàn)自動化生產(chǎn)與控制，切斷進料或主風可以安全退守，增強裝置運行安全性。

2.3工藝操作

項目在2018年投入運行，實際在工藝操作中，還要意識到位于再生器和反應器出口的快速分離系統(tǒng)可能發(fā)生催化劑跑損問題。因為在入口線速在4.5-11.5m/s的條件下，系統(tǒng)無法取得理想分離效果。使用的旋分分離器分為兩級，各10組，需要使主風流量達到200t/h，壓力達到0.18MPa，才能使入口線速提高至16m/s，取得較高分離效率。在轉(zhuǎn)劑時，還應確保入口線速在3.2-4.5m/s范圍內(nèi)，確保提供的驅(qū)動力能夠使催化劑達到提升管頂部。為避免跑劑發(fā)生，需要將汽提段的料位控制在35%以下。通過加強再生器溫度提升控制，能夠減少蒸汽耗用量，減少失活等問題的發(fā)生。在反應器工作中，需要采用分餾裝置和氣壓機實現(xiàn)工作壓力調(diào)節(jié)，使工藝成本得到有效控制。在開工階段，需要設置288℃的反應溫度，在提升管底部添加汽油，提高入口線速。與此同時，需要適當增加蒸汽供給，確保頂循環(huán)正常建立，避免循環(huán)泵出現(xiàn)抽空問題。使再生閥接近正常開度，可以避免反應溫度發(fā)生過大波動。采取吸收穩(wěn)定系統(tǒng)提前打通氣壓機，使其平穩(wěn)運行，在噴油后加強反應壓力控制，能夠確保入口壓力達到裝置生產(chǎn)運行要求。從時間生產(chǎn)情況來看，原料量為246000kg/h，沉降器的壓力達到0.234MPa，再生反應溫度為515℃，主風量達到4075m？/min，裝置其余各項性能參數(shù)也需要與設計值保持基本一致。

2.4應用效果

從UOP工藝在催化裂化裝置中的應用效果來看，如表1所示，相較于設計目標值，汽油和柴油的收率有所提高，輕油收率能夠達到較高水平，約為69.8%。由此可見，采用UOP工藝能夠使催化劑保持較高活性，并促使反應充分開展。而產(chǎn)品質(zhì)量均能達到設計值，能夠滿足產(chǎn)品質(zhì)量控制要求。從裝置能耗情況來看，設計的裝置能耗為58.5kgEo/t原料，實際裝置能耗為56.7kgEo/t原料，主要是因為催化燒焦能耗有所減小。通過采用UOP工藝，能夠減少催化劑結焦問題的發(fā)生，促使裝置整體能耗得到減小。而從催化劑單耗上來看，能夠從設計的1.5kg/t原料降低至1.4kg/t原料。由此可見，在催化裂化裝置中應用UOP工藝技術，在實現(xiàn)產(chǎn)品選擇性能優(yōu)化的同時，能夠加強能耗控制。

3結論

綜上所述，在重油催化裂化裝置中整套引進UOP工藝技術，能夠通過完全再生、VSS快分、高效汽提等操作使汽油質(zhì)量分布達到51.47%，柴油質(zhì)量分布和液化氣質(zhì)量分布分別達到18.36%和12.34%，同時使單位能耗降為56.7kgEo/t原料，催化劑單耗達到1.4kg/t原料。因此應用UOP工藝技術進行原油生產(chǎn)，能夠加強生產(chǎn)能耗控制的同時，提高產(chǎn)品選擇性能，使企業(yè)生產(chǎn)水平得到提升。

參考文獻：

[1]羅健.催化裂化裝置分餾系統(tǒng)工藝分析[J].石化技術，2019，26（06）：32+34.

[2]黃韜.UOP催化裂化技術在煉廠的應用[J].化工設計通訊，2019，45（05）：92-94.

（作者單位：浙江石油化工有限公司）