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      催化裝置干氣收率較高的原因及降低干氣產(chǎn)率的措施

      2016-11-12 06:02:09
      化工設計通訊 2016年7期
      關鍵詞:干氣重油催化裂化

      王 磊

      (中石油玉門油田分公司煉化總廠催化車間,甘肅酒泉 735000)

      催化裝置干氣收率較高的原因及降低干氣產(chǎn)率的措施

      王 磊

      (中石油玉門油田分公司煉化總廠催化車間,甘肅酒泉 735000)

      分析了影響玉門煉化催化裝置干氣產(chǎn)率的因素,采取一系列調(diào)節(jié)措施,預計裝置干氣產(chǎn)率能夠降低至3.5%以下。

      催化裝置;措施;干氣產(chǎn)率

      流化催化裂化裝置(FCCU)被稱為煉油廠的心臟,是將重質(zhì)烴類改質(zhì)為高價值產(chǎn)品的重要煉制工藝。目前,我國已建成催化裂化裝置百余套,年處理能力超過100Mt/a,根據(jù)生產(chǎn)目的和操作條件的不同,干氣的產(chǎn)率大致在2%~6%,即我國催化裂化干氣的產(chǎn)量可達4Mt/a以上。干氣量的增加,勢必使具有高附加值的液化氣、汽油和柴油中的氫含量減少,對液體產(chǎn)品收率有很大的影響。因此,發(fā)展渣油催化裂化技術的突出問題之一是降低干氣產(chǎn)率,從根本上改善目的產(chǎn)品分布,降低過程能耗,使煉廠盈利達到最大。

      1 干氣的生產(chǎn)規(guī)律

      相關文獻報道,重油在提升管進行催化裂化反應時,根據(jù)轉化率趨勢,可以把整個轉化過程分為兩個階段,即反應時間小于0.6s的油-劑初始混合段和0.6s以后的油氣漸次裂化段,如圖1所示。從圖1可以看出,原料與再生催化劑混合接觸0.6s內(nèi)是裂化反應發(fā)生最劇烈的階段,大致有66%左右的反應發(fā)生在油-劑初始混合段。而在隨后的油氣漸次裂化段,重油轉化率與反應時間基本呈線性關系。

      圖1 RFCC干氣生產(chǎn)規(guī)律

      相關文獻報道,在整個重油轉化過程中,干氣產(chǎn)率經(jīng)歷了油—劑初始混合段的急劇增加、油氣漸次裂化段逐漸增加的過程;從產(chǎn)率曲線斜率逐漸增大的趨勢可以看出,干氣生成的速率逐漸加快。在油一劑混合初期,熾熱的再生催化劑與烴分子接觸,瞬間就會使烴分子在其弱鍵處發(fā)生C—C共價鍵的熱均裂反應生成自由基,然后發(fā)生一系列的反應生成乙烯和小分子自由基,直至形成甲基、乙基甚至氫自由基,再從其它烴分子中抽取氫自由基生成相應的甲烷、乙烷和氫氣,從而形成干氣。由于熾熱催化劑對重油的“熱沖擊”作用,無論對中間基還是石蠟基的重油原料,油一劑混合初期都是干氣產(chǎn)生的主要階段,約有41%~60%左右的干氣在油一劑初始混合段生成,但是中間基重油產(chǎn)生的干氣較多。

      2 目前裝置干氣產(chǎn)率現(xiàn)狀

      為確定車間的干氣產(chǎn)率,在3月15日至3月19日對干氣產(chǎn)率進行了跟蹤標定。統(tǒng)計結果見表1。

      表1 干氣收率統(tǒng)計

      由表1可以看出,催化裝置干氣產(chǎn)率在4.22%左右,較達標值(3.8%)高出0.42個百分點。

      3 干氣產(chǎn)率較高的原因分析

      3.1 催化劑活性低

      2015年1至10月份催化劑活性基本上維持在58%~62%之間,與同類裝置相比,屬于較低的水平。催化劑活性低,氫轉移反應進行的較少,會導致干氣產(chǎn)率增加。

      原料中重金屬濃度偏高很容易使催化劑發(fā)生中毒而破裂,尤其是鈉、釩和鎳。由于鈉離子和釩離子在催化劑表面易形成低熔點氧化共熔物,這些共熔物接受鈉離子生成氧化鈉,氧化鈉不僅能覆蓋于催化劑表面減少活性中心,而且還能降低催化劑的熱穩(wěn)定性;其中重金屬中Ni對催化劑的污染尤為突出,平衡劑中Ni含量每上升1 000ppm,催化劑污染指數(shù)上升1 400ppm,造成催化劑活性降低2%~3%。

      表2 2015年催化劑數(shù)據(jù)分析

      從表2數(shù)據(jù)分析可以看出:今年平衡劑取樣與去年同期對比,平衡劑活性有所下降,從去年的62%降至今年的60%左右。金屬Fe、Na、Ca含量基本持平,V的含量下降了37%,但是Ni濃度大幅上升,上升了55%。對比污染指數(shù):2014年為8 840ppm,2015年為11 970ppm,同比上升了35.4%,從而導致催化劑活性下降了2~3個百分點。

      3.2 設計反應時間短

      對一提、二提反應時間、劑油比、油劑混合溫度進行核算,具體情況見表3。

      Reasons for High Yield of Dry Gas in Catalytic Device and Measures for Reducing Dry Gas Yield

      Wang Lei

      The infl uencing factors of two-year dry gas yield of Yumen Refi ning & Catalytic Unit are analyzed.The dry gas yield of the device can be reduced to below 3.5% through a series of measures.

      catalytic device;measure;dry gas yield

      TE624.41

      A

      1003-6490(2016)07-0090-02

      2016-07-11

      王磊(1987—),男,山西運城人,技術員,主要從事煉油化工催化裂化操作管理工作。

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