重油催化装置沉降器结焦原因分析及对策.doc

重油催化裂化装置沉降器结焦原因分析及对策

中国石化股份有限公司茂名分公司120×104ｔ/ａ的第三重油催化裂化装置,是由洛阳石化工程公司采用其新开发的ＲＯＣＣ-Ⅳ型催化裂化技术设计[1],于1996年10月6日建成投产。装置反再系统采用两段再生工艺,沉降器与第一再生器(一再)同轴而第二再生器(二再)与之并列的布置形式;一再采用贫氧常规再生而二再采用富氧完全再生,一再采用湍流床再生、二再采用快速床(一密)+湍流床(二密)主风串联两段再生;一再设置新型气控外取热器;一再烟气进烟机膨胀做功后与二再烟气分别进入ＣＯ焚烧炉。提升管反应系统还设置干气予提升设施和注反应终止剂设施,提升管出口采用粗旋,粗旋出口加升气管。装置原设计原料为混合蜡油和石蜡基渣油组成。随着我国第一套国产化的茂名渣油加氢装置于1999年12月31日建成投产,第三重油催化裂化装置于2000年1月9日开始掺炼加氢常压渣油,从2000年2月2日起全炼加氢常压渣油[2]。2001年装置经改造处理能力扩大至140×104ｔ/ａ。1装置历次结焦及改造情况3#催化装置从1996年10月6日投产至今,沉降器内稀相器壁及旋分器外壁结焦严重,一旦操作波动或三器流化中断,脱落焦块将堵塞催化剂流化通道,因此造成了装置五次非计划停工。沉降器结焦部位主要在其内壁和器内内构件外壁,外集气室和油气线基本不结焦,分馏塔底不结焦。装置经过多次技术改造后,沉降器内结焦情况有所好转,但至今没能根治。尤其是2001年底大修改造时,并未对沉降器内部结构进行根治结焦的改造,仅仅采取了两项缓解结焦的措施,而大修时对再生斜管的改造反而带来了负面影响,主要问题是再生斜管催化剂输送不畅导致反应温度波动大并被迫频繁地大幅度调整处理量,而反应温度波动大更加剧了沉降器结焦,因此沉降器结焦问题仍然困扰着装置的长周期生产。到目前为止,沉降器共清焦八次,每次的清焦量及结焦速度大致统计见表1。
表1装置结焦量及结焦速度大致统计
(1)1997年5月1日装置因外系统停电,主风低低限自保,三器中止流化,在恢复流化过程中沉降器下料不畅,沉降器催化剂无法下到第一再生器,装置被迫停工。打开沉降器装卸孔发现:含有催化剂的软焦已堵塞整个装卸孔,戳开堵塞装卸孔的焦墙后,可以看到以提升管出口至两个粗旋入口的Ｔ型平台为中心,上至装卸孔,下至提升管管底3ｍ左右,都结满了岩石般坚硬黑色透亮的焦,向上的如石林,向下的如钟乳石,焦块几乎连成一体,沉降器内中、上部器壁均结有150～200ｍｍ厚的焦,部分焦块已脱落并堆积在沉降器汽提段入口格栅上,堵塞了催化剂的流化通道。本次停工抢修期间,粗旋出口由四叶改为两叶且正对单级旋分入口,其余侧面封死以降低油气在沉降器内停留时间,减缓沉降器中、上部结焦;在沉降器内Ｔ型平台上增设防焦蒸汽且环绕两粗旋顶一圈,防焦管上两面开小喷嘴且对准催化剂易停留的空间消除死区。(2)1998年4月26日为配合新建的第四套蒸馏装置放火炬管线接口,3#重油催化裂化装置临时停汽,切断进料、单容器流化。4月27日恢复三器流化时流化不正常,沉降器催化剂无法下到第一再生器,装置再次被迫停工。打开沉降器装卸孔发现:装卸孔仍被焦墙堵塞但比较薄,提升管出口至两个粗旋入口的Ｔ型平台上堆积的焦明显减少,但沉降器内中、上部器壁、旋分器外壁、升气管外壁仍结有约150ｍｍ厚的焦,部分焦块已脱落并堆积在沉降器汽提段入口格栅上,堵塞了催化剂的流化通道。装置抢修期间,粗旋出口加导向管且插入单旋入口,与单旋入口距离500ｍｍ改为导管外壁与单旋入口内壁间距约50ｍｍ,减少粗旋油气向沉降器扩散,减缓沉降器结焦。(3)1999年2月17日装置因再生斜管衬里脱落,堵塞再生滑阀,导致再生催化剂无法正常流化,装置提前停工大修。打开沉降器装卸孔发现:器内仍有结焦,但结焦情况明显改善,装卸孔内已无焦墙,提升管出口至两个粗旋入口的Ｔ型平台上堆积的焦明显减少,沉降器内中、上部器壁、旋分器外壁、升气管外壁结有100～150ｍｍ厚的焦。本次大修为减缓沉降器结焦,主要进行了以下改造:取消回炼油浆和原料油、回炼油的两层进料喷嘴,更换为一层6组进料喷嘴,回炼油浆和原料油、回炼油混合进料,喷嘴由ＨＷ型改为ＬＰＣ型,以提高原料雾化效果;粗旋增设φ1180×2110的灰斗,并将料腿加长引至汽提段锥底,以尽量减少粗旋料腿所携带的油气量;沉降器筒体过渡段增加防焦格栅,粗旋、单旋料腿出口均在格栅下方。(4)1999年8月14日装置处理漏点,降低处理量生产,沉降器温度降低,其内焦块脱落,沉降器催化剂无法正常下到一再,装置被迫停工。打开沉降器后检查,结焦情况依旧,脱落的焦块穿过格栅落入汽提段堵塞催化剂流化通道。本次停工未进行大的改造。(5)2000年5月9日由于半再生滑阀失灵全关,导致催化剂循环中断,恢复三器流化时由于沉降