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1#催化裂化装置再生器偏流问题处理 张二学 尹彦明 徐 广 （中国石化长岭分公司 1#联合车间，湖南岳阳 414012） 摘 要 针对 1#催化装置 2006 年 fdfcc-改造后再生器局部偏流造成催化剂大量跑损的问题，通 过采取主风分布管重新设计、再生器过渡段增加隔栅、再生器二级旋分料腿上移、烟机叶片进行更 换、三旋单管更换等处理措施，反再系统催化剂流化工况得到改善，催化剂跑损减小，生产操作趋 于平稳，产品分布和节能降耗效果显著。 关键词 再生器 偏流 措施 改善 反再系统的循环流化是催化裂化装置生产的核心，流化质量的好坏对催化剂跑损、再生器烧焦强度 和反应裂化强度都有重要影响。2006 年 1#联合催化装置 fdfcc-改造后，由于主风分布管设计和布局 存在缺陷，再生器一直存在着局部偏流现象，催化剂大量跑损引起烟机结垢，最终导致烟机叶片损坏。 在 2007 年 4 月至 7 月期间，烟机因磨损、结垢振动超标和烟机叶片损坏连续三次被迫停机检修，对装置 的安稳运行造成了重大影响。 2007 年 7 月，1#联合催化装置进行停工抢修，对 fdfcc-改造进行完善，并彻底解决再生器严重 偏流的问题。本次检修改造主要包括主风分布管重新设计、再生器过渡段增加隔栅、再生器二级旋分料 腿上移、汽油待生分配器改造和再生器锅底填平等。同时对烟机叶片进行更换，对分馏塔顶 4 台油气冷 却器进行更换，增加汽压机级间凝缩油去稳定系统流程，更换效率严重降低的三旋，对四旋临界喷嘴进 行检修等。通过此次技术改造，再生器偏流问题得到解决，反再系统催化剂跑损明显减少，烟机工况得 到改善，生产日趋平稳和优化，与小修前相比在生产运行工况及节能降耗等方面都有所改观。 1 技术改造方案 1.1 主风分布管更新 主风分布管是保证床层具有良好而稳定流化状态的重要构件，对反再系统催化剂正常循环烧焦流化 起着关键的作用。本次改造中，洛阳院通过我们提供的现场状况和分析问题的思路，对主风分布管进行 重新设计：将汽油提升管淹流斗（处在主风分布管下方）上方的主风分布管布满，以消除流化死区；原 有的三种规格的支管（89、114、159）全部统一更换成 159；原有喷嘴数量为 2183 个，喷嘴最小 口径为 13，更新后喷嘴数量为 784 个，喷嘴最小口径为 22，更新后喷嘴面积比原来增加了 3.04%， 喷嘴流速降低了 2.96%。 装置开车正常运行后，主风分布管压降较原来降低了 5kpa，再生器内主风分配更加均匀，反再系统 流化和烧焦质量得到明显改善，基本消除了主风偏流现象。 1.2 二级旋分料腿改短 为了减少催化剂的跑损，使得旋分器料腿工作状况更加改善，小修中将二级旋分料腿最下端割短 1500 mm，即翼阀位置上移 1500 mm，翼阀上移后既可避开原有的不稳定区，减小对床层的影响，对密 相床层的干扰减少。 1.3 再生器过渡段增加隔栅 在再生器过渡段处增加隔栅，主要目的是破碎床层流化过程形成的气泡，明细稀密相界限，催化剂 在再生器径向分布更加均匀，减小偏流，达到减少跑损目的。 1.4 汽油待生分配器向内延伸 将汽油沉降器待生催化剂返回再生器的船型分配器向内延伸，加长了 1150 mm，避开汽油再生淹流 斗，减少因烧焦时间不足造成汽油再生剂的含炭不均给操作带来的不利影响，延伸位置尽量向中心套筒 靠近，以减小对床层的冲击，保证汽油待生剂的烧焦效果。 1.5 再生器锅底内填平 为了减少开停工过程催化剂的消耗，保障正常的催化剂使用量，借鉴外厂成熟的经验，将再生器锅 底死区位置，全部用衬里填平，同时将底部的加、卸料口修复。本次使用的衬里料 30.1t，实际可减少再 生器藏量近 20 t，降低了正常运行后藏量储备，也间接减少了再生器的热量损失。 与此同时，重油、汽油再生淹流口耐磨挡板修复，待生套筒填料函修复，重油提升管提升段混合器 内筒复位，汽油提升管沉降器衬里磨损处修复，再生器一、二级旋分内部衬里修补等等。通过对再生器 内损坏结构修复，可以保证再生设备的正常运转，又降低了催化剂的磨损，减少细粉的产生和催化剂的 跑损。 1.6 三旋单管更新 通过对三旋的检查发现，原有三旋 86 根单管部分被堵塞失效，单管底部排尘口被催化剂细粉堵死， 排尘锥体内部有螺旋状结垢物，排尘锥体 4 个侧向排尘口全部堵死，单管排尘口的变径段多处减薄并发 现砂眼，整个单管运行也超过 2 个周期。鉴于此种情况，此次改造采用石油大学设计 psc-300 单管，单 管由 86 根改为 60 根，并扩大了单管直径， 以降低三旋压降，减少三旋堵塞的可能。 1.7 其它主要检修项目 烟机叶片更新，调整了叶顶间隙，以期减少烟机结垢。 四旋临界喷嘴进行日常检查和维护。 对主分馏塔顶 4 台油气冷却器进行更换， 增加气压机级间凝缩油去解吸塔流程， 降低了气压机负荷， 减少了 3.5 mpa 蒸汽耗量。 2 实施效果 通过此次检修改造，基本解决了再生器催化剂流化的偏流问题，使得再生器内催化剂流化工况得到 极大改善：催化剂跑损减小，由原来的剂耗 1.4 kg/t 降低到 1.0 kg/t 以下；汽油再生立管流化明显改善， 汽油反应效果得到提高；生产操作趋于平稳，产品分布和节能降耗效果显著。集中表现在以下几个方面： 2.1 再生系统催化剂跑损明显减少 2.1.1 催化剂消耗明显减少 表 1 改造前后催化剂消耗对比表 项 目 新鲜剂/t 平衡剂/t 强化助剂/t 丙烯助剂/t 催化剂总量/t 加工量/t 催化剂单耗/kg.t-1 改造前（2007 年 4 月-6 月） 267 174 22 13 496 289428 1.64 改造后（2007 年 8 月-9 月） 103 49 14 9 175 181941 0.962 对比值 0.752 由表 1 的数据可知，由于反再系统流化质量得到了改善，催化剂的跑损明显减少，改造前新鲜催化 剂单耗为 1.64kg/t，改造后催化剂单耗为 0.962kg/t，催化剂单耗减少了 0.752 kg/t，2008 年催化剂单耗维 持在 0.85 kg/t 左右。说明催化剂的跑损问题得到了根本性的改善，降低了生产运行成本。 2.1.2 烟机入口粉尘浓度明显降低 由表 2 所示，由于改造后催化剂跑损减小，并且三旋更新后效率提高，烟机入口粉尘浓度明显降低。 改造前烟机入口粉尘浓度平均为 229.88 mg/m3，改造后平均为 70.44 mg/m3，减少了 159.44 mg/m3，严格 控制在工艺指标之内，确保了烟机的同步运行率，为催化装置的长周期平稳运行打下了坚实的基础。 2.2 装置能耗明显下降 由表 3 所示，此次改造后装置能耗明显减小，催化装置的总用能单耗降低了 5.22 kgoil/t，最主要 的是 3.5 mpa 蒸汽和用电消耗大量减少， 其中 3.5 mpa 蒸汽减少了 5.54 kgoil/t， 用电量减少了 3.04 kgoil/t。 表 2 2007 年改造前后烟机入口粉尘浓度对比表 时间(改造前) 烟机入口粉尘浓度/mg.m-3 时间(改造后) 烟机入口粉尘浓度/mg.m-3 4 月 1 日 128 7 月 27 日 58 4 月 4 日 168 7 月 30 日 43 4 月 18 日 259 8 月 20 日 60.2 4 月 30 日 331 9 月 10 日 128 5 月 8 日 252 9 月 17 日 63 5 月 10 日 304 5 月 31 日 105 6 月 15 日 292 平均 229.875 平均 70.44 表 3 2007 年改造前后装置能耗情况对比 项目 改造后（8-10 月） 改造前（4 -6 月） 差值 改造后（8-10 月） 改造前（4-6 月） 差值 日加工量/t 3277 3181 96 kgoil/t kgoil/t kgoil/t 新鲜水/t 3446 9920 -6474 0.01 0.01 0 循环水/t 3104886 9071863 -5966977 3.09 3.13 -0.04 软化水/t 2728 18996 -16268 0.06 0.15 -0.09 除氧水/t 13616 50509 -36893 1.25 1.62 -0.37 3.5mpa 蒸汽/t 21588 80530 -58942 18.94 24.48 -5.54 1.3mpa 蒸汽/t -18448 -68048 49600 -13.95 -17.87 3.92 电/kwh 3464433 13381850 -9917417 8.98 12.02 -3.04 烧焦/t 6869 19956 -13087 64.93 65.50 -0.57 热联合/kgoil -2709361 -7959731 5250370 -26.97 -27.50 0.53 能耗合计 56.33 61.55 -5.22 2.2.1 3.5mpa 蒸汽消耗降低 55 56 57 58 59 60 61 62 63 07-3-3007-4-907-4-1907-4-2907-5-907-5-1907-5-2907-6-807-6-1807-6-2807-7-8 日期 耗汽量（t） 图 1 改造前（2007 年 4 月-6 月）2#汽轮机耗汽量 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 07-7-2907-8-807-8-1807-8-2807-9-707-9-1707-9-2707-10-707-10-1707-10-2707-11-6 日期 耗汽量（t） 图 2 改造后（2007 年 8 月-10 月）2#汽轮机耗汽量 通过更换油气冷却器和增加汽压机级间凝缩油改到稳定系统的流程，提高了油气的冷凝效果，减小 了气压机入口富气总量，同时通过调整优化操作，如采取关闭气压机反飞动阀门、提高反应压力等措施， 最大限度的降低了气压机负荷，从而减小了 3.5 mpa 蒸汽消耗。由图 1、2 所示，改造后 3.5 mpa 蒸汽消 耗比改造前减少了约 15 t/h，对催化装置的节能降耗起到了最关键的作用。 2.2.2 烟机做功增大，电耗降低 改造前，由于再生器偏流，催化剂跑损严重，三旋效率严重降低，烟机入口粉尘浓度较高，引起烟 机结垢振动超标， 最终导致烟机损坏停机检修， 严重影响了烟机的正常运行。 在 2007 年 4 月7 月期间， 烟机三次因磨损、结垢振动超标被迫检修，影响了烟机做功。改造后，再生器流化质量得到改善，催化 剂跑损减小，解决了烟机入口粉尘浓度高的问题，烟机运行状况得到改善，同步运行率提高。改造后至 今，主风机电机功率一直在 1800 kw 以下，最低可以达到 1000 kw 以下，较改造前电耗有较大幅度的下 降。 2.3 产品分布得到改善 表 4 改造后生产完成情况（产品） 项 目 9 月份 8 月份 三季度 数量/t 百分数/% 数量/t 百分数/% 数量/t 百分数/% 干 气 5251 5.35 5708 5.71 13689 5.34 液化气 24577 25.03 24670 24.67 63111 24.64 汽 油 29866 30.42 29883 29.88 79342 30.97 轻柴油 25146 25.61 25882 25.88 64083 25.02 油 浆 6440 6.56 6539 6.54 17194 6.71 焦 炭 6658 6.78 6872 6.87 17470 6.82 轻污油 46 0.05 11 0.01 444 0.17 损 失 190 0.19 447 0.45 836 0.33 轻质油 55012 56.04 55765 55.76 143425 55.99 表 5 改造前生产完成情况（产品） 项 目 6 月份 5 月份 二季度 数量/t 百分数/% 数量/t 百分数/% 数量/t 百分数/% 干 气 5005 5.47 5546 5.54 16375 5.66 液化气 24643 26.92 25777 25.76 74389 25.70 汽 油 25066 27.39 29487 29.47 84961 29.35 轻柴油 23211 25.36 24280 24.27 66231 24.54 油 浆 6785 7.41 7483 7.48 21393 7.39 焦 炭 6503 7.11 6977 6.97 6977 6.97 轻污油 80 0.09 20 0.02 140 0.05 损 失 227 0.25 490 0.49 1202 0.42 轻质油 48277 52.75 53767 53.73 155973 53.89 通过此次改造彻底解决了反再系统偏流引起催化剂严重跑损的问题，烟机工况得到改善，装置生产 趋于平稳，生产操作更加灵活，生产有了进一步优化的基础，催化剂循环量增大，催化剂活性变好，反 应深度增强，产品分布得到较大改善。由表 4、5 所示，改造后轻质油收率提高了 2.1%，油浆产率降低 了 0.68%，焦炭产率降低了 0.15%，干气产率降低了 0.32%，产品分布改善效果显著。 3 结论 1）通过进行主风分布管重新设计更新和布局、再生器二级旋分料腿改短、再生器过渡段增加格栅、 汽油待生船型分配器向内延伸、再生器内构件修复以等技术改造，消除了再生器偏流，减少催化剂磨损 和跑损，使催化剂单耗减少了 0.752 kg/t