催化裂解装置的长周期运行技术

催化裂解装置的长周期运行技术

何超

山东汇丰石化集团有限公司 山东桓台 256410

摘要：原油直接催化裂解生产基本化工原料技术不仅能够缩短工艺流程，降低装置投资，而且还能最大幅度地增产低碳烯烃和轻质芳烃等基本化工原料，可助力炼油企业实现由“燃料型”向“化工型”的一步式跨越，因而引起了国内外学者的广泛关注。本文对催化裂解装置的长周期运行技术进行分析，以供参考。

关键词：催化裂解装置；长周期；运行技术

引言

与常规催化裂化/裂解工艺相比，预热温度这一工艺参数对原油直接催化裂解工艺产物分布的影响更大。最主要的原因是原油直接催化裂解过程中，随着预热温度的增加，轻馏分（轻烃、石脑油以及煤油）变为气态，从原油预热闪蒸罐顶部实现与重馏分（煤油、柴油、蜡油及渣油）的分离。

1概述

乙烯和丙烯是非常重要的基本有机化工原料，相对于国内燃料油市场趋于饱和的状态，低碳烯烃未来市场需求增长依旧向好，目前国内乙烯和丙烯产量供给不足，乙烯自给率约 64%，丙烯自给率约77%，仍需大量进口。以前生产乙烯和丙烯主要依靠蒸汽裂解技术，近年来乙烯和丙烯需求迫切，炼厂催化裂化和催化裂解装置满足了部分市场需求，另外，利用丙烷脱氢和甲醇制烯烃等技术生产低碳烯烃也逐渐增多。目前全球约54%的丙烯由蒸汽裂解装置提供，炼厂催化裂化和催化裂解装置提供约 37%的丙烯，约10%由烯烃易位、丙烷脱氢和其他装置提供。催化裂解装置对满足不断增长的低碳烯烃需求起到相当重要的作用。催化裂解工艺是指在合适的反应器内，使用专用高性能催化剂，通过较高的反应苛刻度，使原料裂解为乙烯、丙烯等低碳烯烃的工艺过程。催化裂解工艺经过多年发展，已较成熟，工业应用广泛。根据加工原料不同，催化裂解工艺可分为重油催化裂解、轻油( 轻烃)催化裂解和兼顾重油、轻油的双提升管催化裂解工艺。轻油(轻烃)催化裂解工艺近年逐渐有所应用，流化床连续反应－再生工艺应是发展趋势，但目前实际运行存在一些问题。裂解反应需要较高的反应温度和热量，但轻油裂解焦炭产率很低，再生燃烧热量不足以满足反应需求，而再生器补充燃料高温燃 烧势必会对ZSM－5 类中孔分子筛裂解催化剂孔道 结构造成破坏，进而影响裂解反应效果，这个矛盾应是需要优化完善的重点，复合分子筛催化剂的开发 研制应该对缓解矛盾有所帮助。

2催化裂解装置油浆泵配件国产化改造

2.1技术改造方案

(1)将原甩油环两半对接型式改为整体顶固式。即甩油环的安装采用轴上钻定位槽、螺纹密封胶紧固紧定螺钉的方法，来避免由于甩油环与轴产生相对滑动而磨损失效问题。(2)经过对甩油环测绘和优化设计，将甩油环外径由φ289.94mm加工至φ286.94mm，与轴承箱压盖配合间隙1.5mm。(3)将径向轴承的不锈钢支架重新选型为铜保持架，即轴承型号由原来的22232CC改成22232CA，提高轴承制造精度。(4)油浆泵检修后，实行三次对中，即冷态对中、160℃对中和250℃对中，通过三次对中来保证油浆泵的高精度运行。

2.2改造

1. 油浆泵甩油环实现自主结构优化设计，通过对结构优化设计，将甩油环由两半对接式改为整体顶固式，即甩油环的安装采用轴上钻定位槽、螺纹密封胶紧固紧定螺钉的方法，来避免由于甩油环与轴产生相对滑动而磨损失效问题。(2)油浆泵甩油环完全实现国内生产加工，经对甩油环测绘、优化设计和现场实践应用，甩油环目前完全实现自己加工，而且应用效果较好，大大节约了采购及生产成本。(3)油浆泵轴承重新选型，确保技改实施应用后机泵稳定运行，通过重新选型，轴承保持架选用铜制保持架(即由22232CC改型为22232CA)，选用22232CA轴承后，油浆泵整体运行平稳，实现439d无检修记录，确保了机泵的安全、长周期运行。

3催化装置两器热点解决措施

（1）加强两器衬里施工的质量管控。首先选用的衬里施工企业要有健全的质量管理体系，成熟的衬里施工队伍，并有所承担工作内容相应的建筑业企业资质等级和安全生产许可证；质量管控主要在于衬里施工过程中金属表面处理、锚固钉的安装、衬里混凝土的搅拌、衬里施工、施工缝的处理、特殊部位的衬里施工、养护等环节应符合设计文件GB50471-2008、SH/T3609-2011及相关规定要求；金属表面除锈应采用喷砂除锈，局部可采用动力工具除锈。除锈后应将作业表面清理干净并防止雨淋。焊后需要热处理的设备，应在热处理前将锚固钉焊接完毕。双层侧拉型圆环的柱形螺栓应与器壁满焊，并应与器壁垂直，其侧拉环应应在隔热衬里施工后安装。施工环境的温度要求，衬里材料的施工环境温度一般应维持在5～35℃。若环境温度在正负5℃之间，干料应存放在取暖间内，并要求使用热水拌料，拌合的温度要在10℃以上；若温度在30℃以上，施工则注意降温或在技术人员指导下掺加缓凝剂。施工时用水要求，施工用水应选用新鲜、干净的水源。pH值6.5～7.5。衬里加水应有专用的量具，加水量应根据现场的温度、湿度、运输距离和施工的工艺进行调整，但不得超过产品使用技术条件规定的范围。（2）提高两器热点日常管理。两器热点的日常管理从以下几个方面着手：①监测人员：值班人员负责每天的两器热点监测，班组操作人员负责每周三两器热点温度监测工作。班组实施温度监测的人员要求相对固定，每班组的班长或反应人员。②监测点：两器热点台账的监测点，其余随机选择监测点。若随机监测点出现温度较高的，应及时记录在台账的随机点处，并汇报车间值班。（两器外表面涂刷为变色有机漆，对颜色变白部位重点注意并监测）。③监测仪器：统一使用3MDROP测温枪，以增加数据的可比性。④监测分析：设备管理人员对两器热点使用热成像仪进行监控，并每个月出具两器热点监测报告对热点变化情况进行整体分析。⑤监测标准：根据所测温度将热点分为三个等级，并评价为监测、重点监测、不允许运行三种状态。通过日常的热点管理能够及时发现热点并通过监测报告进行对比分析，可以有效进行制定整改方案消除热点。

4采取的技术措施

4.1强化三机组管理

定期检查各运行参数，仪表显示在合理范围，保证润滑油压油温在合理范围。操作中主风机提降风量缓慢进行。烟机采用密封蒸汽定期吹扫，改善烟机轮盘冷却蒸汽品质，有效避免烟机叶片结垢对烟机运行的影响。再生器压力操作平稳，再生器出口温度波动范围较小，减少烟机入口压力及温度的变化对烟机运行的影响。

4.2科学操作、使用膨胀节

反再系统斜管膨胀节是消除热胀冷缩及斜管振动的关键，为保证膨胀节长周期运行，操作中采用调节斜管松动减少斜管振动，同时在提降量过程中尽量避免温度的大幅度变化引起膨胀节损坏。

结束语

通过对油浆泵甩油环重新测绘加工和优化轴承安装工序等技术攻关改造，增加了油浆泵运行安全可靠性，彻底解决了困扰催化裂解装置油浆系统长周期运行的瓶颈问题，为进口油浆泵配件国产化探索了经验，为下一步油浆泵逐步实现国产化奠定了基础。

参考文献

[1]冯冬冬.多活性位焦炭原位催化裂解生物质焦油的反应机理研究[D].哈尔滨工业大学,2018.

[2]谢朝钢.催化裂解过程丙烯选择性的影响因数探究[J].石油学报(石油加工),2018,34(01):1-6.

[3]郑云武,杨晓琴,王霏,刘灿,郑志锋,顾继友.生物质催化裂解制备芳烃化合物的研究进展[J].林产化学与工业,2018,35(05):149-158.

[4]李永玲,吴占松.生物质焦油催化裂解过程中酸性催化剂积碳失活与烧焦再生特性[J].中国电机工程学报,2017,34(08):1297-1303.