烧焦罐再生器增加待生剂分布器改造

烧焦罐再生器增加待生剂分布器改造

夏道祥

夏道祥（中海石油炼化公司海南精细化工分公司）

摘要：烧焦罐再生系统待生催化剂分配存在的问题，严重影响到再生系统的烧焦效果，直至影响装置的平稳操作。针对这种现象，对烧焦罐存在的问题进行分析，提出烧焦罐罐待生剂分配器改造方案，投入运行后再生效果得到明显改善。

关键词：烧焦罐再生器待生剂分布器

0引言

中国石化股份荆门分公司0.8Mt/aDCC－Ⅱ装置是在1998年由蜡油催化改造为DCC装置，再生系统采用烧焦罐+快速床烧焦方式，烧焦罐出口连接为垂直的稀相管。再生系统的催化剂再生效果的好坏，直接关系到装置能否发挥最大的经济效益。本文对烧焦罐待生剂分配器改造设计的思路及投用运行后效果进行阐述。

1问题提出

烧焦罐底部一侧进入由待生斜管输送过来的温度低（480℃）、含碳高（0.8％）的待生催化剂，另一侧进入由外循环斜管输送的二密床下来的温度较高（700℃）、含碳低（0.05％）的再生催化剂。待生催化剂和循环催化剂均直接进入烧焦罐底部，而没有在烧焦罐底部设置预混合管。由于待生催化剂和循环催化剂没有预先混合，这样在烧焦罐底部形成一个高含碳区和低含碳区，而且温度在径向上也有较大差别，而温度降低后将影响焦炭的燃烧效率，在待生斜管下料口附近温度低，含碳高；循环斜管下料附近温度高，含碳低。这样造成烧焦罐下部烧焦效率低，降低了烧焦罐烧焦能力。在稀相管内O2、CO、催化剂颗粒上的焦炭继续燃烧。由于稀相管燃烧时间短，在经过稀相管出口粗旋分离后，粗旋出口烟气中还有CO和O2继续燃烧，造成稀密相温差升高，稀相温度超高。这种状况不仅对稀相空间内旋分器筒体、料腿、拉筋等内构件设备的安全运行构成威胁，并且消耗了大量的CO助燃剂，烟气温度过高，对后部烟机的安全运行也不利，并导致反再系统操作波动。

2待生剂分配器改造的设计思路

0.8Mt/年DCC－Ⅱ装置待生催化剂输送管线为一垂直立管加水平管，待生滑阀后部管线由垂直改变水平插入烧焦罐底部。待生催化剂进入烧焦罐后，主要利用自身0.8m/s速度的动能喷入烧焦罐，由于烧焦罐内线速达到1.4m/s，因此待生催化剂在烧焦罐底部可能喷出没有多远就被主风抛向烧焦罐中部；另外，待生剂由垂直段直接进入水平段，在水平段内存在上下“S”型跳跃，水平段较短，从待生斜管出口出来待生剂不是水平喷出，喷出的距离也受到影响；待生斜管下料口与循环斜管下料口在烧焦罐器壁上开口之间的夹角为45度，循环斜管为斜向下45度切线进料。从水平的待生斜管出来的催化剂喷出后有可能与循环斜管下来的催化剂发生碰撞，从而阻碍待生催化剂在烧焦罐的底部截面上向前运动。导致待生催化剂在烧焦罐底部不能迅速分布到整个烧焦罐截面，造成烧焦罐底部容积利用效率低，含碳催化剂在烧焦罐内有效停留时间下降，生成的CO气体不能在烧焦罐床层内完全燃烧为CO2，从而造成CO气体经稀相管出来后在稀相燃烧。

在烧焦罐设备本体不能增加容积的情况下，对进入烧焦罐的待生催化剂下料增加分配器，使其在烧焦罐底部能够分配更均匀，提高烧焦罐底部的容积利用效率，增加在烧焦罐内待生催化剂颗粒焦炭和主风的接触机会，使焦炭有充足的时间燃烧为CO2，减少稀相管出口烟气中CO浓度，将有效降低稀密相温差和稀相温度。

3改造应用效果比较

基于这一思路，荆门分公司与洛阳石化工程公司工程研究院合作，对0.8Mt/年DCC－Ⅱ装置烧焦罐进行改造，在下部增加了待生催化剂分配器，采用将待生斜管水平段在烧焦罐内部适当延长，对待生催化剂在斜管内的流动进行整流，使其以相对水平的方向向前流动，增加待生剂在烧焦罐底部向前流动的距离。另外延长部分同时具有一定的弧度以使待生催化剂能够催化剂在烧焦罐底部向循环斜管对侧流动，以充分利用这一区域的主风。如附图所示，烧焦罐内部待生剂分配器的结构类似于一大弧度弯头经切割部分后形成。

从上表数据来看，稀密相温差较改造前明显降低，烧焦罐出口与底部温差有所降低，粗旋出口与烧焦罐出口温度降低近20℃，说明在烧焦罐出口的烟气中可燃烧的物质减少。从粗旋出口到顶旋入口为再生器的稀相沉降空间，此区域的温差较改造前下降12℃，也说明烟气携带到稀相空间的可燃物减少。即通过在烧焦罐内增加待生催化剂的分配器，使待生催化剂在烧焦罐底部分布范围扩大，烧焦罐底部的容积利用效率提高，待生剂与主风接触更加充分，使焦炭、CO等可燃烧物质主要在烧焦罐完成接触燃烧，避免烟气携带CO等可燃气体进入到稀相空间燃烧，减少助燃剂的消耗50％以上。

4结论

通过在烧焦罐内部增加待生催化剂分配器，改善待生剂在烧焦罐底部的分布，使烧焦罐再生器烧焦效率明显提高，有效减少了烟气携带CO气体进入稀相，避免稀相温度超高后对旋分器等内构件的损坏。正常生产中助燃剂的消耗大幅降低，较改造前助燃剂消耗降低2吨/年，价值20万元，并且使反再系统的操作更加平稳。

参考文献：

[1]童山河.催化裂化再生器烧焦效果分析及改进措施.催化裂化协作组第十一届论文选集.202-207.

[2]陈俊武主编.催化裂化工艺与工程.北京：中国石化出版社，2005.1337－1349.