催化裂化装置的节能改造及运行分析

催化裂化装置的节能改造及运行分析
在石油炼化装置中，催化裂化设备对能量的消耗较大，运行的成本高，通过采用先进的节能技术改造，可以有效地降低催化裂化设备的运行成本。

文章分析了催化裂化设备能量消耗大的原因，提出降低设备能耗的技术改造措施，对于提高催化裂化设备的能量利用率、降低设备的运行成本、提升经济效益均具有重要的作用。

标签：催化裂化装置；节能改造；运行
近年来，世界经济发展模式发生了深刻的变革，降低能源消耗、实现低投入高产出已经是企业提高市场竞争力的主要手段。

催化裂化过程的能耗除化学反应热产品转移到产品外，其他能量都通过不同途径散失于周围环境之中。

减少这部分热量损失就是节能。

鉴于经济效益的原因，散失和排放热量是不可避免的，笔者从几个方面论述如何减少排放和损失。

1催化裂化装置耗能大的原因
催化裂化装置的能源消耗主要由耗电量、循环水、烧焦、蒸馏水、脱盐水、烟气等构成，其中电量、烧焦又是主要的能源消耗者。

1.1电量消耗分析
三机组是催化裂化装置的主要耗电设备，烟机的运行效率会对其用电量产生重要影响，比如，当催化裂化装置正在运行的时候，烟机偶尔会因为震动强度过大而被强制退出系统，这就会增大催化裂化装置的耗电量。

除此之外，催化剂细粉的数量也会对三机组的运行效率产生影响，比如，当细粉在烟机转盘上粘黏堆积的时候，有可能会导致三机组轮轴震动。

1.2烧焦消耗分析
催化裂化装置的反再系统和分馏、稳定系统需要在一定的生焦率下来维持自身运转对能量的需求，但生焦率需要控制在一定的比例内，一般受原料轻重和反应深度的影响，生焦率在6%～9%左右。

生焦率过高则系统内部热量严重过剩，会造成能耗大幅度增加，液收也会降低。

2催化裂化装置的节能改造及运行
2.1原料结构优化，降低原料重金属和钙的含量
钙的主要来源在于原料，优化原料品种，对该装置使用的原油构成中，掺炼渣油的先经过渣油加氢装置进行加氢、脱硫和脱重金属处理，从油种优化前后比较，Fe、Ni等金属含量减少了40%～50%。

同时，加强对常减压装置电脱盐的
监控，优化电脱盐操作，使用高效脱钙剂，对原油金属钙的脱除率在72%左右，控制含盐在3mg/L以下，将原油中的无机盐尽可能脱除。

2.2严防烟机机组入口温度
超工艺指标超温一方面影响烟机的寿命、各零部件的间隙变化，甚至发生静动部件发生摩擦；另一方面高温也会造成催化剂细粉的黏度增加，粉尘容易附着在叶片周围，从而造成烟机叶片磨损，振动超标。

在实际操作中，严格监控烟机入口温度，反应床温控制在730℃以内，保证入口温度不超700℃。

对于烟机入口温度，责任明确到人，严格的监督考核制度，确保烟机入口温度的平稳。

2.3改进主分馏塔以降低设备的运行能耗
通过对主分馏塔的改进可以降低设备的运行能耗，达到节能的目的。

为了节约设备的改造成本，提升改造效益，原设备继续采用，对主分馏塔的结构和工艺进行改进。

实现主分馏塔质量达到使用要求。

同时满足各种条件。

为了提高塔板的运行质量，采用新型的溢流塔盘装置，新型溢流塔盘装置的流程均相等。

这样在溢流塔盘工作的过程中，液体流动的距离基本上是一样的。

而且溢流塔盘还能控制流体流动的方向，有效地提高了系统的工作效率。

溢流口增大后，虽然溢流的效率得到了提高，但是对于各个溢流口汽液两相分布就提出了较高的条件，需要每个溢流口的气体和液体比例尽量一致。

通过利用专门的入口流量分布装置就可以解决该问题，流量分布装置可以保证每个入口的气体和液体比例一致。

2.4提升管MIP工艺的改造
提升管采用的是MIP工艺，MIP工艺技术主要是降低汽油中烯烃含量、改善汽油性质、提高液体产品的产率。

可增加液化气中丙烯含量，提高经济效益为主。

缺点就是反应器温度與剂油比不好控制，反应时间不好控制，增加了反应时间与剂油比的同时又会发生二次裂解反应，生焦量多，损失随之增大。

所以根据自己原料性质和装置实际情况来确定最佳温度控制，其改造方法主要是：根据反应原理实现分区不同条件的化学反应；采用高效雾化喷嘴并采用较高的原料油预热温度（200℃）；设置预提升段，使油气与催化剂接触前，以近活塞流的形式向上运动，为催化剂和油滴均匀接触创造。

2.5加大对催化裂化装置用电量的控制
控制用电量关键在于确保三机组的长期安全有效运作，要实现三机组的有效运行，主要做到以下几点：一，进行定期检查修正，确保分离器的运行效率，在分离催化剂细粉的设备中，再生器顶部旋风分离器是最为关键的一个，它有时会出现裂开现象，因此，要定期对其进行查看，确保整个运行安全有序；二，对分离器进行及时清理，保证分离器运行环境良好，分离器是烟气通往三机组的最后设备，分离器的运行效率会直接影响通往三机组烟气的质量。

比如，2011年对分离器进行检查的时候，就发现存在大量污垢，并且部分组件存在轻度损伤，对其进行清理和补焊之后，分离器的运行恢复到高效的状态。

3催化裂化装置的节能改造后运行效果
3.1烧焦效果改善
改造前再生器为预混合管、烧焦罐、二密流化床的形式，烧焦效果差，烟气中CO 含量高，且二密相和外取热器流化风占总主风的比例较大（达17%左右），既造成主风的浪费，且容易发生CO 尾燃，助燃剂用量大。

改造后，取消预混合管、烧焦罐改大，增加烧焦时间。

二密相和外取热器流化风改用增压风，而且用风量明显下降，只占总主风量的6%，节省了大量的主风，焦炭在烧焦罐内得到充分的燃烧，避免了在稀相段发生CO尾然的现象。

另外，原再生器底部预混合管改为烧焦罐，并更换烧焦罐底主风分布管后，烧焦效果明显好转。

3.2烟气除尘系统效率高
改造前烟气除尘系统效率低，有时催化剂收集罐收不到料，三旋回收的催化剂细粉经临界流速喷嘴带至余热锅炉，造成临界流速喷嘴及阀门、管件磨损较为严重，需经常撤出烟机进行处理，不利于平稳操作；同时催化剂细粉进余热锅炉，加重了炉管的积灰，使炉子效率下降。

装置大修改造期间，更换了三旋单管，增加四级旋风器，并取消了三旋出口旁路大小蝶阀，更换为双动滑阀。

装置开工后，运行平稳，旋风分离器运转正常，三旋压降下降，烟气除尘系统效率高，临界流速喷嘴及阀门、管件没有被磨损迹象，废剂罐能收集到催化剂细粉。

增加四级旋分器，效果明显。

3.3气压机入口压力上升
比如某项目在改造前分馏塔顶冷凝冷却系统设计不合理，塔顶油气线下来后，分成8组，爬坡后再进入空冷器，空冷器出来后再集中，造成气压机入口压力低，只有0.13MPa左右，气压机蒸汽用量大，装置能耗高。

通过分馏塔顶空冷系统优化改造，降低塔顶冷凝系统的压降，气压机入口压力明显增加，达到0.165MPa左右，气压机的蒸汽用量下降。

4结语
科学地分析装置能耗是节能的前提，采用先进的工艺和设备技术是节能的关键。

进一步提高进料温度，强化换热，减少热损失是进一步降低装置能耗的关键。

装置的热回收率低，冷却排弃能较多。

分析认为，优化换热流程，实施热进出料、换热网络优化和低温热回收利用，是装置能耗进一步降低的有效途径。

装置优化后，节能效果显著，经济效应可观。

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