淺析催化裝置兩器熱點產生原因及解決措施

陳猛

（大慶宏偉慶化石油化工有限公司，黑龍江 大慶 163000）

1 催化裂解兩器的基本情況

裂解裝置兩器主要是指反應器和再生器，本裝置再生器總高47.4m，反應器總高51.8m，由中國石油第七建設公司承建。兩器的主要任務是完成原料油的轉化。原料油通過反應器與催化劑接觸并反應，不斷輸出反應產物，催化劑則在反應器與再生器之間不斷循環(huán)，在再生器通入空氣燒去催化劑上的積炭，恢復催化劑的活性，使催化劑能夠循環(huán)使用。燒焦放出的熱量又以催化劑為載體，不斷帶回反應器，供給反應所需的熱量，過剩的熱量由專門的取熱設施取出進行利用。

大慶宏偉慶化公司裂解裝置兩器易產生熱點部位襯里結構形式，如表1。

表1

2 易產生熱點的部位及原因

兩器熱點即為兩器外壁實測溫度超出器壁材質能夠承受的溫度。裂解裝置在運行過程中出現(xiàn)的局部過熱主要分布在以下幾個位置：外循環(huán)管、外循環(huán)管與再生器連接處、一段再生斜管、二段再生斜管及下部蝦米腰、一段待生斜管人孔的短節(jié)、二段再生斜管引壓管、二段斜管膨脹節(jié)，外取熱脫氣線等部位。熱點產生主要有以下幾點原因：（1）襯里施工不佳出現(xiàn)裂縫或脫落；（2)設備膨脹不均，導致襯里發(fā)生龜裂；（3）局部渦流沖刷比較劇烈導致襯里脫落；（4）設備內松動點周圍催化劑流動比較紊亂，導致局部沖刷劇烈；（5）引壓管伸入設備內部,導致襯里不完整，可能存在裂縫；（6）襯里烘干不當，導致襯里性質變化或出現(xiàn)鼓包，裂紋；（7）兩器轉劑速度過快，導致溫升速率大，器壁與襯里膨脹嚴重不一致，最終襯里脫落，出現(xiàn)熱點。

3 熱點產生危害

熱點產生導致兩器器壁材質失去強度，材質碳化，如果催化劑直接沖刷器壁會導致沖刷腐蝕、磨穿器壁、裝置停工、嚴重會危及人員生命安全。

4 熱點避免的幾點措施

（1）加強兩器襯里施工的質量管控。首先選用的襯里施工企業(yè)要有健全的質量管理體系，成熟的襯里施工隊伍，并有所承擔工作內容相應的建筑業(yè)企業(yè)資質等級和安全生產許可證；質量管控主要在于襯里施工過程中金屬表面處理、錨固釘?shù)陌惭b、襯里混凝土的攪拌、襯里施工、施工縫的處理、特殊部位的襯里施工、養(yǎng)護等環(huán)節(jié)應符合設計文件GB50471-2008、SH/T3609-2011及相關規(guī)定要求；金屬表面除銹應采用噴砂除銹，局部可采用動力工具除銹。除銹后應將作業(yè)表面清理干凈并防止雨淋。焊后需要熱處理的設備，應在熱處理前將錨固釘焊接完畢。雙層側拉型圓環(huán)的柱形螺栓應與器壁滿焊，并應與器壁垂直，其側拉環(huán)應應在隔熱襯里施工后安裝。施工環(huán)境的溫度要求，襯里材料的施工環(huán)境溫度一般應維持在5～35℃。若環(huán)境溫度在正負5℃之間，干料應存放在取暖間內，并要求使用熱水拌料，拌合的溫度要在10℃以上；若溫度在30℃以上，施工則注意降溫或在技術人員指導下?lián)郊泳從齽?。施工時用水要求，施工用水應選用新鮮、干凈的水源。pH值6.5～7.5。襯里加水應有專用的量具，加水量應根據現(xiàn)場的溫度、濕度、運輸距離和施工的工藝進行調整，但不得超過產品使用技術條件規(guī)定的范圍，加水量見表2（參考）。

表2

襯里攪拌要求，襯里混凝土的攪拌必須使用強制攪拌機，襯里材料預混1分鐘后加水，加水攪拌時間為3～4分鐘，攪拌成生面團或油灰狀即可，對于摻和鋼纖維的襯里材料，鋼纖維要求在干料預混時均勻撒在材料內。制作襯里的要求，當澆注施工時，模板使用涂油鐵?；蛴懈羲畬拥哪灸＃捎谜駝影粽駝?，振動時間不可過長，防止分層，應連續(xù)施工，如中斷施工則接縫處應修成臺階狀。當涂抹施工時，將攪拌好的襯里材料用力壓入模具內，搗實使密度均勻，厚度一致，表面平整，無麻面及裂縫。施工完畢，48小時后脫模，襯里在自然通風中濕養(yǎng)護48小時后，即可進行烘干處理。襯里材料的可施工時間為30分鐘左右，已經凝結的料塊不能再加水攪拌使用。不同牌號的襯里材料不能混合攪拌使用。錨固釘?shù)姆N類、型號和材質應符合設計文件要求，并且在焊接到設備上前應抽樣測定化學成分。襯里施工前要求對襯里試塊報檢。最后還要要求襯里料生產企業(yè)向用戶提供襯里的各項性能的書面保證，內容至少包括襯里的性能指標，以高耐磨襯里為例（如表3）。

表3 主要襯里材料的性能指標

（2）注重開停工的溫度控制保證襯里烘干質量。嚴格按照裝置兩器升溫曲線進行升溫，開工升溫曲線中115℃恒溫24小時，升溫至320℃需要10個小時，320℃恒溫20小時，再次升溫540℃需要10個小時，然后540℃恒溫7小時，要求升溫曲線一般以沉降器汽提段溫度為基準，其余為燒焦罐底部溫度、再生器稀相下部溫度,爐膛溫度不得大于900℃，轉劑時溫升速度要求每分鐘≤15℃、每小時≤150℃、轉劑時燒焦罐溫度控制550～600℃，要有合理的升溫速率、充足的恒溫時間，以確保襯里不出現(xiàn)質量缺陷。

（3）提高兩器熱點日常管理。兩器熱點的日常管理從以下幾個方面著手：①監(jiān)測人員：值班人員負責每天的兩器熱點監(jiān)測，班組操作人員負責每周三兩器熱點溫度監(jiān)測工作。班組實施溫度監(jiān)測的人員要求相對固定，每班組的班長或反應人員。②監(jiān)測點：兩器熱點臺賬的監(jiān)測點，其余隨機選擇監(jiān)測點。若隨機監(jiān)測點出現(xiàn)溫度較高的，應及時記錄在臺賬的隨機點處，并匯報車間值班。（兩器外表面涂刷為變色有機漆，對顏色變白部位重點注意并監(jiān)測）。③監(jiān)測儀器：統(tǒng)一使用3M DROP測溫槍，以增加數(shù)據的可比性。④監(jiān)測分析：設備管理人員對兩器熱點使用熱成像儀進行監(jiān)控，并每個月出具兩器熱點監(jiān)測報告對熱點變化情況進行整體分析。⑤監(jiān)測標準：根據所測溫度將熱點分為三個等級，并評價為監(jiān)測、重點監(jiān)測、不允許運行三種狀態(tài)。通過日常的熱點管理能夠及時發(fā)現(xiàn)熱點并通過監(jiān)測報告進行對比分析，可以有效進行制定整改方案消除熱點。

5 結語

裂解裝置兩器熱點的產生，嚴重影響裝置的安全平穩(wěn)生產，只有加強兩器襯里施工質量，嚴格按照裝置兩器升溫曲線進行升溫，保證襯里的完好性，同時，加強兩器熱點日常檢查和分析，才能保證裝置的長周期平穩(wěn)運行。