摘要:中国石油大庆炼化公司1?0Mt/a重油催化裂化装置出现了催化剂跑损问题。
在检修过程中发现了引起催化剂破碎的原因通过整改装置运行状况良好:催化剂自然跑损量为0?3~0?4kg/t 油浆外甩量控制在5?5t/h油浆固体物质量浓度不大于2g/L再生催化剂中0~20μm及20~40μm 的细粉体积分数分别为1%~2%15%~16%。
要害词:催化剂;跑损;破碎;热崩;磨损;线速度中图分类号:TE624?9+1 文献标识码:B 文章编号:1009-0045(2008)06-0563-05中国石油大庆炼化公司1?0Mt/a的重油催化裂化装置是在原0?6Mt/a装置基础上采用中国石化洛阳石油化工工(guo2 shi2 hua4 luo4 yang2 shi2 you2 hua4 gong1 gong1)程公司开发的灵活多效催化裂化(FDFCC)专利技术改造而成以常压渣油、催化汽油为原料消费富含丙烯的液化气同时降低了汽油中烯烃含量达到了消费清洁汽油的目的。
该装置采用沉降器与再生器同轴布置和主风单段逆流再生工艺。
1 装置存在的问题①(zhuang zhi cun zai de wen ti _)2007年5月12日由于晃电导致装置紧急停车恢复消费后催化剂跑损量增加。
5月13日至8月20日催化剂天天平均损失量为5?7t单耗为1?77kg/t。
从实测数据可知再生催化剂筛分组成(体积分数)为:0~20μm4%~ 6%20~40μm21%~22%。
装置正常运行时这2项指标分别为1%~2%15%~16%。
通过肉眼观察由烟囱排放的烟气中催化剂浓度明显升高;同时油浆固体物质量浓度也由4~5g/L 升高至8~9g/L 这表明沉降器及再生器的催化剂跑损量增加。
由于沉降器及再生器内旋风分离器对粒径小于40μm 的催化剂细粉分离效果差所以跑损主要原因是由于催化剂破碎引起细粉体积分数升高所致。
2 原因分析及解决对策2?1 催化剂破碎引起细粉体积分数升高催化剂破碎机理通常有以下3种:研磨崩碎磨损指数偏高(因催化剂机械强度不够所致)[1]。
通过显微镜观察装置中的再生催化剂发现部分细粉表面比较光(fa xian bu fen xi fen biao mian bi jiao guang)滑部分棱角比较明显二者差别不大故无法判定催化剂细粉体积分数升高的主要原因是由热崩还是过度研磨所致。
2?1?1 热崩装置于2007年4月曾发生过一次中压内取热盘管泄漏事故。
由于热崩会导致沉降器及再生器发生跑剂问题所以首先思忖是否由于热崩引起催化剂细粉体积分数升高。
因此从以下几个方面对催化剂破碎的原因进行检查并对发现的问题及时整改。
(1)对反应-再生零碎的所有蒸汽阀组进行了放空脱水检查没有发现带水现象。
同时对各点用汽流量计进行了校对各流(ge liu)量计均为正常糙作数值无失灵现象。
(2)对汽油进料采样观察未发现带水现象且催化汽油进料的馏程仅略高于装置自产稳定汽油没有其他异常变化。
(3)减少原料罐的玻璃板液位计(jian shao yuan liao guan de bo li ban ye wei ji)反吹蒸汽量从而进一步降低原料的含水量。
(4)对中、低压内取热盘管逐根试漏没有发现泄漏点。
(5)关闭套筒事故蒸汽孔板的下游阀门减少进入再生器的蒸汽量。
(6)对反应-再生零碎各处蒸汽松动点的孔板上游阀门进行了限量调整。
(7)采用听诊器及电子测温枪对中、低压内取热器及外取热器进行了检查无泄露迹象。
(8)4月份(yue fen)泄漏并已切除的中压内取热盘管出入口阀门存在稍微泄漏现象故将入口阀后的法兰略微解开并将入口阀前的放空阀打开排汽减少由此进入再生器密相的蒸汽量。
重油催化裂化装置催化剂跑损原因分析张力民(中国石油大庆炼化公司炼油一厂,黑龙江大庆163411)摘要:中国石油大庆炼化公司1?0Mt/a重油催化裂化装置出现了催化剂跑损问题。
在检修过程中,发现了引起催化剂破碎的原因,通过整改,装置运行状况良好:催化剂自然跑损量为0?3~0?4kg/t, 油浆外甩量控制在5?5t/h,油浆固体物质量浓度不大于2g/L,再生催化剂中0~20μm及20~40μm 的细粉体积分数分别为1%~2%,15%~16%。
关键词:催化剂;跑损;破碎;热崩;磨损;线速度中图分类号:TE624?9+1 文献标识码:B 文章编号:1009-0045(2008)06-0563-05中国石油大庆炼化公司1?0Mt/a的重油催化裂化装置是在原0?6Mt/a装置基础上,采用中国石化洛阳石油化工工程公司开发的灵活多效催化裂化(FDFCC)专利技术改造而成,以常压渣油、催化汽油为原料,生产富含丙烯的液化气,同时降低了汽油中烯烃含量,达到了生产清洁汽油的目的。
该装置采用沉降器与再生器同轴布置和主风单段逆流再生工艺。
1 装置存在的问题①2007年5月12日,由于晃电导致装置紧急停车,恢复生产后,催化剂跑损量增加。
5月13日至8月20日,催化剂每天平均损失量为5?7,t单耗为1?77kg/t。
从实测数据可知,再生催化剂筛分组成(体积分数)为:0~20μm4%~ 6%,20~40μm21%~22%。
装置正常运行时, 这2项指标分别为1%~2%,15%~16%。
通过肉眼观察,由烟囱排放的烟气中催化剂浓度明显升高;同时,油浆固体物质量浓度也由4~5g/L 升高至8~9g/L,这表明沉降器及再生器的催化剂跑损量增加。
由于沉降器及再生器内旋风分离器对粒径小于40μm的催化剂细粉分离效果差,所以跑损主要原因是由于催化剂破碎引起细粉体积分数升高所致。
2 原因分析及解决对策2?1 催化剂破碎引起细粉体积分数升高催化剂破碎机理通常有以下3种:研磨,崩碎,磨损指数偏高(因催化剂机械强度不够所致)[1]。
通过显微镜观察装置中的再生催化剂, 发现部分细粉表面比较光滑,部分棱角比较明显,二者差别不大,故无法判断催化剂细粉体积分数升高的主要原因是由热崩还是过度研磨所致。
2?1?1 热崩装置于2007年4月曾发生过一次中压内取热盘管泄漏事故。
由于热崩会导致沉降器及再生器发生跑剂问题,所以首先考虑是否由于热崩引起催化剂细粉体积分数升高。
因此从以下几个方面对催化剂破碎的原因进行检查,并对发现的问题及时整改。
(1)对反应-再生系统的所有蒸汽阀组进行了放空脱水检查,没有发现带水现象。
同时对各点用汽流量计进行了校对,各流量计均为正常操作数值,无失灵现象。
(2)对汽油进料采样观察,未发现带水现象, 且催化汽油进料的馏程仅略高于装置自产稳定汽油,没有其他异常变化。
(3)减少原料罐的玻璃板液位计反吹蒸汽量,从而进一步降低原料的含水量。
(4)对中、低压内取热盘管逐根试漏,没有发现泄漏点。
(5)关闭套筒事故蒸汽孔板的下游阀门,减少进入再生器的蒸汽量。
(6)对反应-再生系统各处蒸汽松动点的孔板上游阀门进行了限量调整。
(7)采用听诊器及电子测温枪,对中、低压内取热器及外取热器进行了检查,无泄露迹象。
(8)4月份泄漏并已切除的中压内取热盘管出入口阀门存在轻微泄漏现象,故将入口阀后的法兰略微解开,并将出口阀前的放空阀打开排汽,减少由此进入再生器密相的蒸汽量。
(9)从原料含水量分析结果可知,跑剂前后原料含水质量分数为0?12%~0?18%,没有大的波动。
(10)经过上述检查调整后,催化剂跑损量及再生催化剂细粉体积分数仍居高不下。
考虑到可能仍有部分中压蒸汽由泄漏的内取热盘管进入再生器,引起催化剂热崩,故在泄漏的内取热盘管出口阀前及入口阀后带压灌注衬里材料,然后加装盲板进行隔离。
(11)由于烟机振动较大,主风机切换至备用主风机运行,重油进料量降至95t/h,此时停止外取热器内催化剂流化,蒸汽包放空卸压,观察外取热器中的管束是否存在泄漏问题。
在停止外取热器生产蒸汽的过程中,再生器压力没有明显变化。
在外取热器内催化剂停止流化后,每隔2h 在外取热器的2处松动点取样(催化剂)观察,没有发现催化剂潮湿现象,表明外取热器管束无泄漏现象。
(12)待生催化剂在待生立管中的密度较高(约为800kg/m3),考虑到待生立管有泄漏的可能,致使蒸汽进入再生器引起催化剂热崩,故投用了开工时停用的四点待生立管松动风,并对待生立管进行逐根试漏,没有发现漏点。
(13)关闭主风事故蒸汽自保阀的下游阀门, 进一步减少了进入再生器的蒸汽量。
2?1?2 过度研磨由于在提升管反应器、旋风分离器、进料喷嘴、主风分布管等高速射流区中,催化剂受损较为严重[1],故对装置进行了以下调整,以降低各处线速度,从而减少催化剂由于过度研磨而产生的细粉体积分数。
(1)重油、汽油提升管预提升干气分别由5?5t/h降至3?5t/h,由2?5t/h降至2?0t/h。
(2)主风量由140000m3/h降低到136000m3/h。
(3)重油进料量严格控制在3300t/d,原料雾化蒸汽量由6?5t/h降至6?0t/h,重油提升管出口温度由520℃降至518℃,催化汽油进料量由48t/h降至45t/h。
(4)回炼油的回炼量由18t/h降至12t/h。
(5)油浆回炼量首日由14t/h降至6t/h,次日降至3t/h,第三日停止回炼油浆,同时为了保证油浆固体物质量浓度不大于6g/L,油浆外甩量提至16t/h。
(6)套筒流化风由4500m3/h降至4000m3/h。
(7)关闭预提升蒸汽控制阀。
(8)对再生器藏量在150~170t中进行反复调整,但效果不明显。
(9)由于烟机振动超标,将主风机切换至备用主风机运行,重油进料量由138t/h降至90t/ h,主风量由136000m3/h降至87000m3/h,催化汽油回炼量不变。
备用主风机运行后,除汽油提升管反应器外,其余各处线速度均有大幅度降低,但催化剂细粉体积分数仍没有下降的趋势, 其筛分组成见表1。
由表1可知,6月20日的再生催化剂细粉体积分数高于待生催化剂,但6月21日的待生催化剂细粉体积分数又略高于再生催化剂,这虽然无法判断催化剂破碎主要发生在什么部位。
但可以证明,催化剂细粉体积分数升高不是由于前述各处线速度过高、磨损严重造成的。
(10)由于钠离子和钒离子在催化剂表面易形成低熔点氧化共熔物,这些共熔物接受钠离子生成氧化钠,氧化钠不仅能覆盖于催化剂表面减少活性中心,而且还能降低催化剂的热稳定性。
因此对常压渣油及再生催化剂的金属含量进行了分析,但结果与装置正常运行时的数据相比,偏差不大,且各种金属离子含量均在正常范围内。
(11)将套筒流化风降至3500m3/h。
(12)外取热器的流化风降至500m3/h。
2?2 催化剂自身原因2?2?1 平衡剂由于催化剂跑损量大,装置为了维持再生器藏量,保证再生效果,同时为了降低新鲜催化剂单耗,定期向再生器中补充平衡剂。