催化裂化裝置運行優(yōu)化淺析

張廣月

摘要：各行各業(yè)中節(jié)能降耗是企業(yè)生存的關(guān)鍵和經(jīng)濟發(fā)展進(jìn)步的必然規(guī)律。落實國家的科學(xué)發(fā)展觀和實現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，必然要求進(jìn)行節(jié)能降耗。通過加大對科技創(chuàng)新水平和制度上的創(chuàng)新力度，來發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟和知識經(jīng)濟，以實現(xiàn)我國經(jīng)濟社會全面協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展。特別是在資源十分緊張的國際大背景下，更加要求我們追求最大的節(jié)能降耗。

關(guān)鍵詞：催化裂化;運行;策略

目前國內(nèi)煉油企業(yè)催化裂化裝置運行中仍然存在著一些問題和矛盾，主要表現(xiàn)在裝置穩(wěn)定運行周期短、能源消耗耗高和柴汽油等產(chǎn)品的質(zhì)量問題等，這些也是催化裂化裝置長期一直以來不斷優(yōu)化運行的努力方向。

1 我國催化裂化裝置與國外的差距

1.1 運行周期較短

在裝置處理能力基本相當(dāng)?shù)那闆r下，裝置的機械耐用度、年維修費用等績效指標(biāo)相差較小。但長周期的運行生產(chǎn)指標(biāo)仍然存在著較大的差距，亞太煉油廠催化裂化裝置兩年內(nèi)的一般維修平均停工只有1.2 d，而我國催化裂化裝置卻為2.5～3.5 d，亞太煉油廠同類裝置單周期運行38.4個月，我國多數(shù)催化裂化裝置運行周期為2年，差距還較大。

1.2 能耗居高不下

催化裂化裝置能耗約占煉油能耗的三分之一，從各煉油裝置在總能耗中所占比例看，作為煉油裝置能耗主要組成部分的常減壓和催化裂化裝置，其能耗之和約占煉油裝置能耗的45%～50%。優(yōu)化催化裝置運行對全廠的節(jié)能降耗尤為重要。

1.3 汽柴油質(zhì)量面臨挑戰(zhàn)

隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，要求煉油廠生產(chǎn)清潔燃料，各煉油廠也面臨越來越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。目前許多煉油廠的催化裂化汽油烯烴含量還在40%左右，為此降低汽油烯烴而需付出的努力還是很大的。2008年1月1日，歐IV排放標(biāo)準(zhǔn)在北京已開始實施，從長遠(yuǎn)來看，催化裂化汽柴油質(zhì)量將面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，即新一輪質(zhì)量升級換代的壓力。

2 增強裝置運行周期意識加強工藝和設(shè)備管理工作

2.1 避免反再系統(tǒng)襯里的損壞

反應(yīng)再生系統(tǒng)內(nèi)部襯里的損壞，一直是影響催化裂化裝置安全穩(wěn)定運行長周期的一個困難點。有龜甲網(wǎng)的雙層襯里損壞主要原因是耐磨層與隔熱層分離導(dǎo)致串氣過熱與襯里脫落，這是熱應(yīng)力驟然改變造成的。隨著重油催化裂化工藝技術(shù)的發(fā)展，操作溫度由過去的580℃左右提高到750℃以上，有時達(dá)到800℃。反再兩器襯里在停車檢修的過程中，應(yīng)該將襯里上出現(xiàn)鼓包、變形、脫落的舊襯里徹底去除，不留死角。然后在新增加和原先舊襯里的接縫處，使用保溫釘做好固定，才可以確保新增加和原先舊襯里可以實現(xiàn)緊密的結(jié)合，同時襯里極易出現(xiàn)鼓包和開裂的問題，施工時需選擇有豐富經(jīng)驗的隊伍，必須按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，在檢修開車的前期需要徹底烘干襯里，尤其是150℃脫表面水和350℃脫結(jié)晶水這兩個環(huán)節(jié)。

2.2 預(yù)防膨脹節(jié)腐蝕

煙氣對膨脹節(jié)的腐蝕主要表現(xiàn)為露點腐蝕、磨損腐蝕及應(yīng)力破壞。針對運行工況下氯離子及硫化物的應(yīng)力腐蝕，膨脹節(jié)的內(nèi)部的工藝條件應(yīng)保持在再生煙氣的露點溫度以上。同時應(yīng)從膨脹節(jié)被腐蝕的機理出發(fā)，在合理選擇膨脹節(jié)材質(zhì)的同時，提高表面溫度到160℃以上。

2.3 防止系統(tǒng)結(jié)焦

催化裂化油氣系統(tǒng)結(jié)焦帶有普遍性。催化裂化裝置油漿系統(tǒng)結(jié)焦與原料油性質(zhì)、反應(yīng)溫度、分餾塔底溫度、油漿在分餾塔底的停留時間以及油漿的性質(zhì)和組成等因素有關(guān)。沉降器的內(nèi)外集氣室外壁及盲區(qū)、旋風(fēng)分離器升氣管外壁及二級旋分器料腿結(jié)焦嚴(yán)重。

關(guān)于防止結(jié)焦，許多文章和報告都曾指出：1）改善進(jìn)料性質(zhì)和提高原料預(yù)熱溫度，除了采用新型高效的進(jìn)料噴嘴，同時需要合理的控制進(jìn)料溫度，并降低進(jìn)料的黏度。在保證合理劑油比的條件下，提高原料預(yù)熱溫度，原料性質(zhì)的不同，溫度可控制在200～250℃，使運動黏度<5 mm2·s-1。同時采用提升管出口注急冷劑來減少二次裂化;2）在已應(yīng)用VQS新型技術(shù)的同時，操作上可提高VQS出口線速，減少停留時間，但VQS出口線速也不可過高（其敏感區(qū)為9～12 m·s-1，也不要超過20 m·s-1），避免催化劑的大量跑損以及VQS在開工或事故恢復(fù)過程中由于對其出口線速和沉降器壓力平穩(wěn)有很高要求，若控制不好，將會造成大量催化劑跑入分餾塔，致使油漿泵不上量，堵塞油漿系統(tǒng);3）控制焦炭前身物的油氣分壓。目前的青島煉化催化裂化裝置回?zé)捰蜐{量為35 t·h-1，回?zé)捿p污油量為10 t·h-1，回?zé)挶燃s為（35 t·h-1油漿+10 t·h-1回?zé)捰停?420 t·h-1新鮮原料=10.71%，在基本滿足產(chǎn)品方案和其他方面考慮的前提下需控制好回?zé)捔俊?/p>

2.4 油漿系統(tǒng)優(yōu)化運行

油漿系統(tǒng)的正常穩(wěn)定，是裝置長周期運行的有力保障。此系統(tǒng)的介質(zhì)情況決定了正常系統(tǒng)運行的難度，一是溫度問題，高溫?zé)嵊拖到y(tǒng)法蘭易發(fā)生泄漏;二是油漿中含有一定量的催化劑細(xì)粉，不可避免地對管線內(nèi)部（特別是彎頭處）造成了沖刷，本裝置的上返塔調(diào)溫油漿管線，對其操作注意流量上限的控制，避免線速超高對管線過分沖刷;三是系統(tǒng)的線速問題，盡量將流量保持在油漿的上限，維持分餾塔較低（40%左右）的液面，控制合適的停留時間（3～5 min），油漿在管道中的線速應(yīng)不低于1.5～2.0 m·s-1，同時注意油漿固體含量在油漿泵電流上的表現(xiàn)，避免系統(tǒng)結(jié)焦嚴(yán)重;四是設(shè)備，即油漿泵的維護(hù)，此泵的重要性不言而喻，需得到特別的關(guān)注、特殊的“照顧”。

3 通過新的技術(shù)以降低汽油烯烴產(chǎn)量

催化裂化裝置降低汽油烯烴含量的措施根本在于裝置內(nèi)部解決汽油烯烴的產(chǎn)生問題，除了優(yōu)化操作條件外，主要采用降低汽油烯烴含量的催化劑（比如GOR系列催化劑等）、采用MIP技術(shù)（由RIPP開發(fā)）、開發(fā)新型反應(yīng)器（洛陽石化工程公司開發(fā)的靈活多效催化裂化技術(shù)-FDFCC）等技術(shù)。

4 結(jié)束語

本文重點分析闡述了煉油催化裂化裝置的節(jié)能降耗技術(shù)改造措施和未來可以繼續(xù)進(jìn)行的方法，基于目前全球石油儲藏量和價格的共同影響下，以及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對資源的最大化利用和重復(fù)的可持續(xù)利用是目前以及未來追求的核心問題，對實現(xiàn)偉大復(fù)興的中國夢有著重要地位和長遠(yuǎn)影響。

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