催化裂化油浆系统结焦原因及解决措施

汽油
( %) 481 66 48122
液化气 总液收率
( %) 191 42 191 88
( %) 851 60 851 88
备注 :反应温度 、处理量等保持不变 ;数据采用平均值 。
由表 1 可以看出 ,塔底温度的不同对产品收率无 明显影响 。
41 3 控制停留时间
蒸汽量 (t/ h)
使用前
275 31 6
使用后 241 10
从表 2 可以看出 ,当油浆注入阻垢剂后 ,换热效 果随之明显好转 ,油浆返塔温度降低 ,蒸汽量增加 。
通过采取以上措施 ,保证了装置的长周期平稳 运行 ,降低了工人的劳动强度 。避免了因油浆系统 堵塞而导致的停工抢修事件的发生 。
催化油浆结焦 、结垢是越来越普遍的现象 ,也是 一个原因较复杂的问题 。各炼厂应根据自己的实际 情况 ,分析原因 ,找出适合自身的工艺操作条件 ,以 取得较好的阻垢效果 。
41 5 添加阻垢剂
选用合适的油浆阻垢剂 ,从装置投用起连续注 入 ,防止油浆中不溶物附着在换热器的管壁 。
我厂使用的阻垢剂型号是 SF22 ,使用的效果可 以从表 2 中看出 ,表中的数据为当催化裂化油浆系 统发生结垢时 ,加入阻垢剂 ,油浆系统部分条件的变 化。
表 2 阻垢剂的使用效果
项目 油浆返塔温度 ( ℃)
多环芳烃 、胶质 、沥青质在高温下容易脱氢产生 芳烃自由基 ,后者相互结合形成分子量更大的缩合
物 ,直至焦炭 。油浆中各类不饱和烃在高温下 ,由氧 和金属引发催化作用 ,通过自由基链反应而产生高 分子聚合物 。随着聚合物和缩合物的分子量不断增 大 ,在介质中的溶解度逐渐减小 ,析出后粘附在设备 表面 ,当遇到有催化剂聚集成的颗粒 ,这些高分子的 聚合物可起到粘合剂的作用 ,使颗粒的聚集大大加 快 ,已经粘附在表面的聚合物也能起到捕获剂的作 用 ,加快颗粒的沉积 。
在分馏塔底保持较短的停留时间 ,尽量将流量 保持在油浆泵的上限 ,维持较低的分馏塔液面 ,以避 免油浆在高温情况下结焦 。分馏塔底停留时间控制 在适宜范围内 (3 —5min) 。
41 4 提高流速
为使油浆循环系统的管道和设备不结焦 ,油浆 在管道中的流速应不低于 11 5 —21 0m/ s ,在换热器 的管程内宜控制在 11 2 —21 0m/ s 。换热器的副线启 用应当慎重 ,确保油浆换热器内流速不低于 11 2 m/ s ,避免油浆在换热过程中 ,由于油温降低 ,粘度增大 而结垢 。
我们对装置采用如下措施以防止系统结焦 : ⑴油浆回炼量维持合适的量 ,不宜太低 ; ⑵油浆连续外甩 ,占日处理量的 2 % ; ⑶每班分析一次固含量 ,当固含量大于 01 6 % 时 ,适当加大外甩量 ; ⑷定 期 测 油 浆 密 度 , 控 制 油 浆 密 度 不 大 于 11 0g/ cm3 。
31 2 分馏塔底温度
分馏塔底温度是导致油浆系统结焦的直接原 因 。随着温度的升高 ,轻馏分逐渐蒸发 ,油浆浓缩 , 生焦性能增强 。同时 ,油浆中的烯烃 、多环芳烃产生 缩合反应 。当温度升高到一定值时 ,缩合反应速度 会变得很快 。
31 3 油浆的停留时间
当油浆在某一高温下停留时间足够长时 ,油浆 中将有焦炭生成 。
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四川化工 第 8 卷 2005 年第 2 期
31 4 流速过低
当油浆在管道中的流速过低时 ,容易使缩合物 沉积在管道表面而富集 。聚集的缩合物进一步反 应 ,生成“软焦”。
4 防止油浆系统结焦的措施
41 1 降低固含量
油浆中的固体催化剂对油浆系统结焦影响很 大 。催化剂沉积在分馏塔底 ,由于催化剂的吸附作 用而减少了油浆液滴积聚的核心 ,而油浆中催化剂 固体颗粒的碰撞会加快其沉降速度 ,使催化剂颗粒 大量沉积于分馏塔底 ,在合适的条件下形成结焦 。 油浆的相对密度反映油浆的性质 ,相对密度大 ,说明 含有更多的高沸点 、大分子成份 。结焦潜质多 ,容易 造成油浆系统的结焦 ,同时也增加了回炼油浆在提 升管中的结焦 。
第 2 期 催化裂化油浆系统结焦原因及解决措施
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催化裂化油浆系统结焦原因及解决措施
沙胜利 (河南濮阳县中原油田石油化工总厂 ,濮阳 ,457061)
摘 要 讨论了催化裂化油浆系统的结焦机理及原因 ,结合我厂实际 ,讨论了解决的方法和取得的效 果。
关键词 :催化裂化 油浆 结焦 阻垢剂
41 2 采用较低的塔底温度
降低循环油浆返塔温度 ,加大油浆返塔下部入
口量 。用急冷油浆急冷 ,既可加强对塔底的冲涮作
用 ,防止催化剂堆积在分馏塔底的缓流区而引起结
焦 ,又可使塔底油浆快速降温 ,防止油浆组分因高温
聚合生焦 。我装置是 500kt/ a 催化裂化装置 ( RFC2
CU) ,在实际操作中我装置分馏塔底的温度控制在
1 前言
催化裂化油浆系统结焦问题是普遍存在的问 题 。分馏塔底和油浆系统的结焦 、结垢会造成系统 压力降的增加 、油浆循环量的降低 ,造成能耗增加 、 取热效率低 、装置的处理能力降低 。严重时会造成 油浆系统循环中断 ,迫使装置停工清垢 。我厂油浆 系统就多次发生堵塞造成停工 。1998 年 3 月 ,油浆 系统严重堵塞 ,致使油浆上下返塔堵塞 ,装置被迫停 工抢修 。2000 年 5 月 ,由于沉降器催化剂流损 ,管 线及换热器 ,甚至油浆泵堵死 ,装置停工检修 。2002 年 5 月 ,由于油浆换热器严重堵塞 ,又一次被迫停 工 。由此可见 ,催化裂化装置油浆系统结焦问题已 成为影响装置“安 、稳 、长 、满 、优”生产运行的一大障 碍 。成为催化装置领导 、技术人员关心的问题 。通 过借鉴其他厂的经验和采用一些新技术 、新措施 ,我 厂探索出一套减少油浆系统结焦的系列措施 。这些 应用于生产实践后 ,取的了很好的效果 。
3 油浆结垢原因分析
31 1 油浆性质
油浆性质变差是油浆系统结焦的重要原因之 一 。例如 ,油浆粘度增大将影响其流动性能 。固体 含量增大会使结焦性能增强 。油浆中含有大量的多 环芳烃和一定量的高分子烯烃 ,在高温下极易发生 缩合反应 。随着催化裂化掺炼重油比的增加 ,油浆 中的多环芳烃含量增加 ,相对密度增大 ,油浆因缩合 而生焦的能力增强 。
330 ℃以下 ,效果非常好 。
有资料显示 ,降低塔底温度则可能导致部分轻
组分溶解在塔底油浆里 ,从而影响收率 。为研究塔
底温度与产品收率的关系 ,我们作了对比实验 ,结果
见表 1 。
表 1 塔底温度与产品收率的对比实验结果
时间
塔底温度 ( ℃)
03 年 3 月 10 日 345
03 年 3 月 14 日 318
2 油浆系统结垢的机理
尽管不同油浆的组成差别较大 ,但油浆中胶质 和重质烃含量普遍都高 ,这些成分在高温下都极易 生焦成垢 。
油浆结垢物由有机物和无机物组成 。有机物主 要由各类烃和缩聚物组成 。烃类有链烷烃 、单环芳 烃和多环芳烃 ; 缩聚物主要由沥青质 、高分子聚合 物 、芳烃聚合物和焦炭组成 。结垢物中的无机物主 要是催化剂粉末 。