催化裂化装置防结焦导则.doc

催化裂化装置防结焦导则第一章 总则1.1目的为了避免或减少由于结焦引起催化裂化装置非计划停工的发生，股份公司炼油事业部技术处组织编制了催化裂化装置防治结焦导则，希望能对设计、生产、技术管理部门在以后催化裂化装置改造、操作过程中起到一定的指导作用。1.2范围本导则适用于中国石化股份有限公司系统内各炼油企业的催化裂化装置。1.3要求各炼油企业要高度重视催化裂化装置结焦问题，有关技术、生产、设备及装置管理人员要统一认识，根据导则的有关内容，结合本装置的实际情况，采取有针对性的防范措施，减缓设备结焦，实现催化裂化装置的长周期运行。第二章催化裂化装置结焦现状自从催化裂化装置掺炼渣油以来，设备结焦问题越来越成为制约装置长周期运行的瓶颈。多年来，催化裂化专家对催化裂化结焦问题经过深入细致的研究分析，发现催化裂化装置结焦主要集中在提升管原料油喷嘴上方、粗级旋风分离器外壁、沉降器内壁及“死区”、沉降器旋风分离器升气管外壁和料腿翼阀护罩、料腿拐弯处、二级料腿以及汽提段和待生斜管、沉降器集气室和大油气管线、分馏塔底和油浆循环系统等部位，当这些部位结焦严重时会直接影响装置的安全生产，造成装置非计划停工。近年来针对催化裂化设备结焦问题进行了各种形式的技术攻关，取得了卓有成效的成果，目前有些部位的结焦问题已经得到基本解决和有效控制，如大油气管线和分馏塔底及油浆循环系统；但对装置长周期运行威胁较大的一些部位还未能根本解决和有效控制，如沉降器顶部和旋分器升气管外壁，据不完全统计，仅旋风分离器结焦导致非计划停工占催化裂化装置非计划停工总的次数的50以上，有的装置连续发生相同部位的严重结焦，导致装置非计划停工。可见，结焦问题已经严重影响到催化裂化装置“安、稳、长”运行。第三章 催化裂化装置防治结焦措施3.1原料管理3.1.1各企业根据各自装置特点，制定相应的催化裂化原料质量控制原则，规范催化装置进料的品质。3.1.2在日常生产管理中科学调配催化原料，选择合理的掺渣比，优化原料性质。3.1.3加强对原料的分析检测，原料性质变化时要保证平稳过渡，避免装置发生较大的操作波动。3.1.4根据目前催化裂化装置实际情况，按可裂化性能FFa值的大小判断原料性质优劣。FFa值大于0.7的原料为重油催化裂化优质原料，小于0.6的原料为重油催化裂化劣质原料，需进行原料预处理。3.1.5催化裂化原料的氢含量不小于11.8% ，密度(d204) 不大于910kg/m3，沥青质含量不大于5w%2。3.1.6催化裂化原料的金属含量（Fe+Ni+V+Ca）总量不大于25PPm。3.1.7油浆密度大于1000kg/m3时不进提升管回炼。3.2催化剂3.2.1根据装置特点、原料性质和生产方案做到量体裁衣选择催化剂。3.2.2选用重油裂化能力强、焦炭选择性好、抗镍、钒、钙、钠、氮等污染，尤其是抗钒能力强，具有良好的汽提性能及水热稳定性，具有良好的大、中、小孔梯度分布的催化剂。3.2.3平衡催化剂活性在60以上，比表面积大于100m2/g，最低不小于90m2/g，重金属（Ni+V）含量小于10000ppm3，钙含量不大于5000ppm。3.2.4加强催化剂的日常管理，建立催化剂领料、消耗统计台帐，跟踪催化剂的单耗、平衡催化剂的性质情况，及时反馈催化剂生产厂家和研究单位及时调整催化剂配方。3.2.5根据平衡催化剂重金属污染种类和污染程度，选用合适的金属钝化剂。3.3 工程设计3.3.1应用催化剂预提升技术，使催化剂形成活塞流，采用合适的分布器，例如传统的“莲蓬头” 预流化分布器和国内外开发的先进的预流化分布器 4。3.3.2预提升段长度58米。3.3.3改进提升管进料段的设计，减少催化剂返混，提升管的平均线速控制在1525m/s左右。3.3.4提升管出口采用高效快分装置，例如国内的VQS 6旋流快分技术和国外的VSS（用于内提升管）、VDS（用于外提升管）5等。3.3.5提升管出口快分采用粗旋结构的，粗旋设计灰斗，可采用粗旋+单级旋风分离器的“软连接”，即粗旋油气出口管延伸至单级旋风分离器入口。3.3.6采用高效雾化喷嘴。国内的有洛阳石化工程公司、北京设计院和中国科学院力学所开发的新一代LPC、BWJ5和KH6型喷嘴，国外的有Kellogg和Mobil公司开发的ATOMAX型喷嘴，UOP公司开发的Optimix7喷嘴等。3.3.7喷嘴的线速不能高于90 m/s，也不能低于20m/s，一般控制在50m/s左右2。新型喷嘴的首次使用（或更换旧喷嘴）必须有冷模试验结果数据。3.3.8沉降器防焦蒸汽采用二级孔喷嘴，使喷嘴指向顶部所有静空间。3.3.9工程设计时，给以足够重视并创造条件，提高沉降器壳体温度，防止低温油气冷凝结焦。3.3.10改进汽提段设计，采用高效汽提技术，焦炭中H2含量不大于6w%。3.3.11大油气管线设计为冷壁型式，温降不大于5。3.3.12大油气管线设计气体流速3545 m/s 2。3.3.13尽量缩短大油气管线长度，并为冷凝下来的液体自动流入分馏塔提供坡度。3.3.14大油气管线弯头尽量少、长度尽量短、压降尽量小（不大于15KPa）。3.3.15大油气管线在反应器出口处使用大曲率半径弯头，在分馏塔入口处用小曲率半径弯头，并使弯头与分馏塔入口间距离最短。3.3.16装置紧急停车系统ESD或FSC设计合理的自保阀门动作顺序。在自保阀门动作顺序设计中，启用两器差压和主风低流量自保后，原料油和油浆回炼等进料自保阀门最先关闭，再生滑阀和待生塞阀应晚于进料阀阀组阀门关闭。3.3.17分馏塔底设置塔底搅动蒸汽 2。3.3.18在塔底搅动蒸汽环管下、油浆抽出口滤焦器底部处设置一个油浆搅拌环管 8。3.3.19分馏塔底滤焦器加高至1.52.0米，油浆泵前加装过滤器，塔底抽出管线出口加高0.51.0米。3.3.20油浆在系统管道中的流速不低于1.52.0m/s，在换热器管程内的流速控制在1.52.0m/s9 。3.3.21油浆泵预热线设计两道手阀，上游手阀全开，下游手阀节流；或者，在两道手阀之间，设置耐磨限流孔板，上、下手阀全开。3.3.22选用气蚀余量较大的油浆泵，使油浆泵能在50390范围内不抽空。3.3.23分馏塔抽出到油浆泵入口管线，弯头尽量少，管线尽量短。3.4 操作条件3.4.1掺渣比例高的装置提升管出口温度控制在500520范围，掺渣比例较低的装置提升管出口温度控制在490510范围3。3.4.2预提升段线速控制在2.03.0m/s ，催化剂密度240480Kg/m3210。3.4.3提升管喷嘴处催化剂密度控制在250400kg/m3210。3.4.4提升管反应段可采用MTC混合温度控制技术11。3.4.5提升管注入终止剂2，注入位置必须经过严格设计，注入流量为新鲜原料量的410w%，选用介质根据装置情况决定（例如催化裂化粗汽油、直馏汽油、催化裂化柴油、炼油厂轻污油、污水汽提装置净化水和催化裂化酸性水等）。3.4.6剂油比控制在682。3.4.7对不完全再生，再生剂温度控制在640710之间；对完全再生，再生剂温度控制不大于730。3.4.8在回炼操作中，一是控制适宜的回炼比，一般为0.1左右；二是多回炼回炼油、少回炼油浆，油浆密度大于1000kg/m3时不进行回炼2。3.4.9原料油在进料温度下粘度小于5mm2/s3，按此粘度要求控制预热温度下限（一般不低于195，如果有条件应控制在210以上）。3.4.10雾化蒸汽流量控制在总进料的5 w8 w%2，处理量低于设计值时，雾化蒸汽流量按上限控制。3.4.11雾化蒸汽温度不低于2302。3.4.12防焦蒸汽量不小于1000kg/h12，沉降器壳体内部温度控制在500550。3.4.13反应油气在大油气管线中的停留时间不大于3秒。3.4.14分馏塔底油浆停留时间控制35min2。3.4.15分馏塔底液面控制3050。3.4.16油浆固含量控制6g/l。3.4.17油浆密度控制不大于1050kg/m3左右，石蜡基原料可适当低一些。3.4.18在确保油浆上返塔最小流量（满足循环油浆对油气中催化剂的洗涤效果）时，油浆循环下返塔实施最大流量控制8。3.5 检修施工3.5.1装置停工检修时将提升管原料油喷嘴及喷嘴上方内壁、粗级旋分分离器内外壁、沉降器内壁和“死区”、料腿翼阀护罩以及二级料腿、汽提段和待生斜管、沉降器集气室和反应油气管道、分馏塔底和油浆循环系统等所结的焦彻底清除，确保不残留松动焦块。3.5.2加强大油气管线的保温，分馏塔油气入口大盲板及清焦人孔裸露处在检修后及时保温，大油气管线温降不大于5。3.5.3重视喷嘴安装质量，水平面最大误差不大于2mm。3.5.4装置检修结束前必须认真检查，确认喷嘴内无异物，旋风分离器内无异物、料腿畅通后方可封装卸孔和人孔。3.5.5油气入分馏塔前的大法兰应有防雨淋设施，防止泄漏；保证防焦蒸汽畅通。3.6 生产操作3.6.1搞好装置的平稳操作，尽量减少切断反应进料和中断催化剂流化的次数，避免沉降器温度大幅度波动。3.6.2搞好装置开工，适当延长两器流化时间，沉降器内部温度与提升管出口温度趋于一致，并且提升管出口温度不低于500方可组织提升管喷油 3。3.6.3开工喷油和恢复操作过程中，喷嘴进料要对称喷入，保证各路喷嘴原料和雾化蒸汽流量均匀，防止偏流；并且，从提升管开始喷油到进料量达到正常操作温度的过程中，要始终保持提升管出口温度高于正常生产时的温度。3.6.4蜡油催化裂化装置必须经过相应改造后再进行掺炼渣油操作，禁止片面追求短期效益一味增加渣油掺炼比例。3.6.5对气压机能力有富余的装置，可采用干气预提升技术。3.6.6馏分油催化分馏塔底温度控制365，重油催化裂化分馏塔底温度控制350 2。3.6.7视原料性质，调节反应深度，控制油浆密度（1030-1050kg/m3）。3.6.8油浆阻垢剂从装置开工起连续注入。3.6.9油浆固含量不大于6g/l。3.6.10油浆蒸汽发生器热旁路温度控制调节阀，正常生产中保持全关状态。3.6.11油浆泵切换时，待备用泵运行正常再切换运行，防止抽空。3.6.12加强封油管理，防止封油带水造成油浆泵抽空。3.7设备运行3.7.1喷嘴采取偶数平面对称布置，使油流360轴线交汇2。3.7.2可在升气管的外壁加导流圈。3.7.3沉降器过渡段增设防焦格栅。3.7.4待生斜管出口在筒体开设，格栅垂直放置；待生立管入口设防焦格栅。3.7.5主风机组、增压机组等关键设备保证双电源供电。3.7.6保证主风机组、气压机组主油泵蒸汽品质，蒸汽品质波动大，对主油泵正常运行造成影响的装置，辅助事故油泵和主油泵同时运行。3.7.7根据喷嘴的使用寿命和检修中的检查情况，对出现磨损、结焦的喷嘴必须更换，严禁喷嘴超期使用。3.7.8加强设备维护和管理，对主风机组、气压机组、增压机组、再生滑阀、待生滑阀或塞阀、双动滑阀、油浆泵等重点设备严格执行“机、电、仪、管、操”五位一体的特护制度。3.7.9完善公用系统管理，确保装置水、电、汽、风按照工艺指标平稳供应。3.7.10油浆泵按200%备用。3.7.11油浆蒸汽发生器、油浆系统换热器每组（台）能够单独切除检修，并且保证一定余量。3.7.12油浆、回炼油单独进行回炼的喷嘴，必须使用高效喷嘴，禁止使用靶式、喉管等已经淘汰的老式喷嘴。RFCC防结焦1原料性质装置的原料主要是大庆减压渣油、减压馏分油及丙烷脱沥青油,其残炭最高达到7.19%,500体积馏出率最低为7.2%,胶质含量达20.8%。2改造设计中采取的防止结焦的技术措施2.1反应系统2.1.1提升管预提升段改造将预提升段加长以更好地整流热催化剂,同时采用“莲蓬头”式预提升分布器以改善预提升效果,防止催化剂滑落。改造后运行期间,控制预提升段催化剂平均线速约3.8/,催化剂平均密度约400/3,适宜的线速可以使催化剂均匀向上形成活塞流,减少返混;适宜的催化剂密度可防止液滴穿透催化剂层而造成管壁结焦。2.1.2采用新型高效雾化进料喷嘴新鲜进料的分布采用 4型喷嘴,回炼油采用靶式喷嘴,回炼油浆、急冷剂采用喉管式喷嘴。所有进料喷嘴均平面对称布置。为了提高雾化效果,利于渣油大分子的裂化,运行时控制雾化汽量为进料的8%10%。2.1.3提升管注急冷剂采用注急冷剂技术,增设四台急冷水喷嘴、两台急冷油喷嘴。其位置在提升管的上部,距新鲜原料喷嘴12。投用急冷剂后,在沉降器出口温度不变的情况下,原料喷嘴处温度提高约8,剂油比提高0.4,增加了原料中高沸点大分子烃的汽化和裂化。2.1.4防焦蒸汽系统改造改造前防焦蒸汽量由一限流孔板控制,蒸汽量小。改造后,采用了流量控制阀,增加了防焦蒸汽用量(不小于1/)。防焦蒸汽环采用专用喷嘴,喷嘴分为垂直向下和倾斜向下45两个方向,能对沉降器拱顶的停滞区进行最大限度吹扫,防止油气中大分子烃在此冷凝沉积。喷嘴具有二级孔结构,能保证防焦蒸汽均匀喷出。2.1.5采用旋流式快速分离系统改造前提升管出口采用的是三叶快速分离系统,其缺点是油气停留时间过长,达到20以上,增加了二次裂化和热裂化反应,造成沉降器内严重结焦。改造后采用了石油大学新开发的旋流式快速分离系统()。采用该系统后,油气停留时间缩短至23,减少了沉降器和汽提段结焦,另外,改造后沉降器封闭罩外压力大于集气室内压力约10,避免了油气大量逸出。2.1.6采用高效汽提段装置催化剂汽提段原采用单段汽提,内设老式环型挡板,汽提效果差。此次改造改为三段汽提,有三路汽提蒸汽,采用带喷嘴的高效汽提挡板,有利于催化剂与汽提蒸汽在挡板上形成十字交叉流,提高汽提效果,减少汽提段及待生斜管等处的结焦。2.1.7应用 1渣油裂化催化剂改造后采用了 1渣油裂化催化剂。应用表明,该催化剂水热稳定性好,初始活性高,在渣油掺炼率达到85%,加工量为100/时,转化率达到69%,说明该催化剂对渣油裂化能力强,这是装置结焦减少的内在原因。2.1.8对反应油气管道重新保温 1995年装置检修时,将该管道管径缩小,使油气线速达到3540/,停留时间小于2。此次改造时,又对该管道重新保温,运行结果表明,反应油气管道温降只有35,最大限度地减少了结焦。2.2分馏塔油浆系统的防焦措施2.2.1塔底滤焦器改造此次改造将塔底滤焦器加高。含有催化剂的油浆在塔底流动变缓而易沉积结焦(特别是在滤焦器的根部),结焦越积越高,最后堵死滤网。此次改造滤焦器底部边缘并不与塔底器壁焊死,而是由支撑固定,使底部边缘与塔底器壁之间有30的间隙。这样油浆中易沉底的较重的催化剂颗粒、粘稠物质等沿着器壁流到此处时,就会从该间隙流入后部系统,而不会停留在滤焦器根部,造成塔底结焦。2.2.2油浆流程优化此次改造取消了油浆蒸发器的三通阀。在油浆上、下返塔管分别增加了流量控制和显示。用三个回路来调节塔底操作,即用上返塔量控制塔底气相温度,用下返塔量控制塔底