催化裂化装置油浆固含量高问题分析及对策研究

催化裂化装置油浆固含量高问题分析及对策研究

石永强

抚顺石化公司石油二厂

摘要：2.0Mt/a催化裂化装置自2017年检修以来，烟气粉尘浓度＜180mg/m3，再生系统运行正常，油浆固含量一直较高，平均数值为8.8g/L。长期运行会使油浆系统换热设备、管线、阀门磨损，容易造成设备损坏、油浆泄漏着火等严重后果，造成非计划停工事件，严重影响装置安全平稳高效运行。基于此，对催化裂化装置油浆固含量高问题分析及对策研究进行研究，以供参考。

关键词：催化裂化；VQS；催化剂；固含量；长周期运行

引言

催化油浆中含有大量重芳烃等有价值的化工原料，但因其中含有一定比例的催化剂粉尘，使其成为催化裂化产品中利用价值最低的馏分。催化油浆一般作燃料油出售，价值较低。催化油浆中大量带短侧链稠环(3～5环)的芳烃是生产炭黑、针状焦、碳纤维、橡胶软化剂及填充油、塑料增塑剂、重交通道路沥青及导热油等高附加值产品的优质原料，但对其固体含量有严格要求，催化油浆偏高的固体颗粒含量，限制了油浆的利用。

1技术现状

常规石油固液分离技术包括沉积、离心沉积、静电分离、蒸馏分离、过滤分离等。从技术可靠性和工业应用的角度来看，过滤技术得到了广泛的应用。过滤过滤方法具有设备简单、分离效率稳定、分离效果不受设备运行条件或原料特性变化的影响。但是，在中国引进这项技术后，由于家用催化发芽工艺和原料特性的不同，油页岩中橡胶和沥青含量较高，设备运行不安全，滤管容易堵塞，过滤器经常更换(必须在1 ~ 2小时后切换进行反冲洗)。此外，过滤元件堵塞后很难清洁再生，因此经常需要更换过滤元件，维护成本很高。当前的主要问题是过滤管堵塞得太快，难以完全再生。随着过滤时间的增加，过滤管逐渐失效。

2油浆固含量高原因分析

2.1旋风分离器失效

2.0Mt/a催化裂化装置配置有6组两级串连的内置旋风，分离器设计偏离催化剂规格将导致旋风分离效率降低，进而使得油气中带出催化剂细粉增多，进入分馏塔油浆系统。旋风分离器在设计之初严格按照选用催化剂规格进行核算设计，最有可能的问题则来自催化剂运行过程中的因水热稳定性差、磨损等原因产生大量细粉，而旋风作为静设备只能捕集预设范围内的催化剂颗粒，进而导致了催化剂细粉的丢入和油浆系统固含量的上升。

2.2油浆性质的影响

第一，通过增加分馏内部回流、利用再生炼油稀释油页岩、改善油页岩成分，实现胶体和沥青的还原目的。2019年4月以来，国内回流流量从先前的25 ~ 30t / h增加到50t / h以上；二、保持油页岩的循环利用和废弃，提高油泥的交换率，将催化剂的细粉送回反应器或喷淋装置，降低油泥中重组分的含量；第三，调整反应器运行，降低第二反应区温度，减少胶体和沥青的产生；第四，调整分馏土的循环，提高浆流量，减少情况，即机器人仍选择脐带和控制阀来完成通信。国外许多机器人产品在储罐检验中采用了创新技术，节省了打开和清洁罐的成本，取得了显着的经济效益。但是，也有一些问题。罐中的介质不适合于具有较厚密封层的原始罐。罐的内部结构应增加线圈的热量，以免脐带与线圈接触，并限制具体探测范围。该机器人的电路结构在原油和成品油检测中发挥作用，具有很大的潜在安全风险。当前，这项技术的应用需要进一步研究和推广。

2.3制约长周期运行的瓶颈问题

一是装置油浆固含量高于技术控制指标，平均为9.7g/L，最高达38.24g/L，导致油浆系统发生泄漏、堵塞，易造成装置停工。二是外取热炉管因冲蚀问题，导致运行周期较短。三是反应系统结焦严重，操作温度变化时会导致系统内焦块脱落，造成装置停工[1]。四是2017年检修时发现VQS内提升管，筒体出现裂纹，筒体材质疲劳老化。五是DCS\PLC的上位机基于winXP操作系统，上位机故障时无法更新，装置的运行监视与控制难以保障。大型机组的TRICON控制系统，输入输出卡件故障频发，多次造成装置非计划停工。

3处理措施

3.1旋风系统改造及运行调整

在认真研究核算旋风系统尺寸及操作指标的前提下，于2020年5月大修期间，对旋分系统进行技术改造，三臂旋流快分出口截面积由457×1137mm缩小为438×1096mm，出口线速从14.47m/s提高到16.5m/s。6组顶旋入口截面积由387×842mm缩小为370×756mm，线速从15.84m/s提高到17.75m/s。改造后旋分系统效率进一步提高，从6月1日开工进料后运行情况看，油浆固含量正常。

3.2一级预涂过滤解决堵塞问题

该芯是为了避免浆液中易堵塞成分与过滤管之间的直接接触。采用立式叶片滤清器进行初步分层过滤，采用独立的特殊滤清器辅助作为滤清器介质，与滤清器(或柴油)混在一起，制备初步分层液体，在滤清器滤清器的滤清器上形成稳定的滤清器筛。滤饼在催化浆液中捕集细催化剂粉。当滤波器达到设定压力时，滤饼被冲洗，催化剂颗粒、部分粘合胶体和沥青随滤饼一起排出，有效地防止了胶束体系进入迷宫结构。

3.3方案的确定

（1）如果与低温热水或除氧水换热，方案较为简单，但是回收的余热温位较低，形成较难利用的低温余热。（2）油浆外甩送至渣油罐区的距离在2km左右，经多次测量计算管线热损失在65℃以上。按照进罐不超过90℃的标准，油浆换热后不超过155℃即可。0.3MPa饱和蒸汽温度为133.6℃，新增油浆外甩换热器发生0.3MPa饱和蒸汽可行。

3.4先进技术应用保设备安全运行

沈鼓在线状态监测系统的投用，提高关键机泵运行状态检测的准确性，为设备“医护者”提供准确可靠的数据支撑；通过技术人员每周利用士翌点检系统对车间所有机泵点检、操作人员每周点检、维保人员每周点检，三重点检机制的形成，确保每一台设备运行均处于受控状态。点检数据和设备运行数据资料收集建立设备运行数据库，为设备预防性检修打下坚实基础。

3.5热料位和密度

（1）优先选取靠近再生器下料口处的管束进行试漏。（2）确认产汽压力表指示正常（正常压力4.0MPa左右）。（3）关闭上水阀，再关小产汽阀（剩3~5圈时，关产汽阀时要缓慢，保证管束压力不大于4.5MPa；为防止管束憋压，产汽阀不允许全关），联系主控室确认上水量和产汽量及外取热料位和密度有无变化。

3.6实行长周期管理的周总结、月评估模式

经过不断完善改进，建立了长周期总结，月评估的管理模式，从加工任务执行、过程精细控制、工艺操作运行、质量指标监管、设备运行维护、安全隐患排查、跑冒滴漏处理、公用介质能耗、化工原材料使用、交接班巡检管理、应急处置培训、长周期建议等方面进行管控，并形成月度评估，对现行或新增加的隐患问题制定应对措施和管控手段，对管控对象状态实行一月一评估动态管理，确保措施合理有效。

结束语

自2017年检修开工以来，200万t/a催化裂化装置油浆固含量一直较高，平均数值为8.8g/L。油浆固含量高，会使油浆泵、油浆系统管线、阀门磨损加重，造成设备损坏、油浆泄漏着火等严重后果，威胁装置安全生产。

参考文献

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[2]吴洪波,文婕,张连红,杨文,张国平,于明伟.催化裂化油浆的净化以及综合利用生产高附加值产品[J].应用化工,2020,49(10):2618-2624+2635.

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[4]刘天波,林春阳,侯和乾,唐津莲.重油MIP与劣质催化裂化柴油LTAG组合工艺催化裂化装置运行分析[J].石油炼制与化工,2020,51(06):72-78.

[5]张艳梅,赵广辉,卢竟蔓,于志敏,张东明,许倩.催化裂化油浆高值化利用技术研究现状[J].化工进展,2016,35(03):754-757.