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        RFCC裝置沉降器深度改造技術(shù)

        2018-02-26 08:24:14東,吳俊,王
        石油工程建設(shè) 2018年1期
        關(guān)鍵詞:重錘結(jié)焦吊裝

        張 東,吳 俊,王 超

        中國石油天然氣第七建設(shè)有限公司,山東青島 266300

        新疆烏魯木齊石化公司(以下簡稱烏石化)150萬t/a重油催化裂化裝置(簡稱RFCC)1993年由北京設(shè)計院設(shè)計,1995年投產(chǎn),并于1998年和2004年先后進行了兩次改造。裝置原設(shè)計使用50%直餾蠟油、40%減壓渣油、10%焦化蠟油的混合原料,并兼顧常壓渣油,主要產(chǎn)品有汽油、輕柴油、液化氣等。

        新疆烏石化RFCC裝置經(jīng)過多年的運行,隨著原料金屬(尤其是鈣)含量的上升,沉降器目前存在以下幾方面的問題:

        (1)沉降器結(jié)焦現(xiàn)象嚴(yán)重,裝置事故停車時焦塊脫落,造成催化劑循環(huán)中斷,需反再系統(tǒng)卸劑清理后才能再次開車投產(chǎn),延長了事故停車的處理時間,并易引發(fā)次生事故。

        (2)反應(yīng)系統(tǒng)目前工藝為FCC旋分系統(tǒng),即反應(yīng)油氣經(jīng)粗旋分離后直接排入沉降器,再進入頂旋,高溫反應(yīng)油氣彌漫在整個沉降器空間,在沉降器內(nèi)停留時間過長,且反應(yīng)進料為重油,反應(yīng)油氣中存在一定量的未氣化油,在沉降器內(nèi)高溫環(huán)境下易附著在內(nèi)壁、旋分等設(shè)備表面上形成焦炭。

        (3)沉降器消耗蒸汽量過大。

        1 沉降器改造方案

        為解決重催裝置中沉降器因結(jié)焦量過大而影響裝置正常生產(chǎn)的難題,各研究院對國內(nèi)裝置進行改造,如Universal Oil Products Company(以下簡稱UOP)采用VSS分離+單旋直連系統(tǒng),中國石化工程建設(shè)公司北京設(shè)計院(以下簡稱SEI)設(shè)計了常規(guī)FCC分離系統(tǒng),中國石油工程建設(shè)有限公司華東設(shè)計分公司(以下簡稱CEI)設(shè)計了新工藝VQS分離系統(tǒng)。

        而在新疆烏石化改造的150萬t/a重催裝置中,UOP的VSS分離+單旋直連系統(tǒng)結(jié)焦量大,西北地區(qū)原油品質(zhì)又不適合采用SEI的常規(guī)FCC分離系統(tǒng),故決定采用CEI自主研發(fā)的VQS分離系統(tǒng),并將與之配套的集氣室、內(nèi)提升管、旋風(fēng)分離器、重錘閥、汽提格柵、防焦蒸汽環(huán)管、汽提蒸汽環(huán)管等內(nèi)件全部進行更換。

        2 改造內(nèi)容

        本次對沉降器進行改造的主要內(nèi)容如圖1所示(改造的內(nèi)構(gòu)件在圖中已標(biāo)示為紅色):

        (1)提升管反應(yīng)器。更換外提升管①:換成內(nèi)徑1 000 mm(襯后)的提升管(原為φ1 160 mm(襯后))、進料霧化噴嘴更換為6組KH型。更換內(nèi)提升管。

        (2)沉降器:更換內(nèi)集氣室②;更換沉降器的粗旋及頂旋③,粗旋及頂旋改為防結(jié)焦的VQS直連結(jié)構(gòu),旋風(fēng)分離器采用高效的QY型;更換內(nèi)提升管④;原汽提段人字擋板改為格柵結(jié)構(gòu)⑤;更換翼閥,換成重錘閥⑥;更換沉降器頂部防焦蒸汽盤管、中部汽提蒸汽盤管、底部流化蒸汽盤管⑦。

        圖1 沉降器改造示意

        3 改造施工工藝流程、吊裝參數(shù)及施工重點項描述

        3.1 拆除流程

        拆除流程見圖2、圖3(圖3中,按從上到下原則拆除,每種顏色的構(gòu)件作為一次吊裝)。

        3.2 安裝流程

        安裝流程見圖4、圖5(詳細施工步驟)。

        圖2 拆除流程

        圖3 拆除流程

        3.3 吊裝參數(shù)確定及吊車選用

        沉降器內(nèi)件重量較大,且吊裝高度較高,須合理選用吊車,本次改造內(nèi)構(gòu)件重量及推薦吊車選型見表1。

        圖4 安裝流程

        3.4 施工重點

        3.4.1 模擬吊裝

        改造前,查閱沉降器圖紙,與車間技術(shù)人員對接,預(yù)估沉降器內(nèi)各構(gòu)件可能掛焦的重量,確定吊車站位,應(yīng)用Navisworks軟件對關(guān)鍵內(nèi)件進行模擬吊裝,保證吊裝安全性。

        3.4.2 重點構(gòu)件的到貨驗收(以重錘閥為例)

        除按規(guī)范對重錘閥進行常規(guī)檢測外,重錘閥到現(xiàn)場后還應(yīng)進行啟閉試驗。使用10#槽鋼、50×4角鋼調(diào)節(jié)頂絲以及螺母制作簡易重錘閥啟閉試驗臺。制作時,保證頂部端板水平,設(shè)置預(yù)留孔,孔徑為223 mm。將重錘閥由端板下方穿入端板孔洞內(nèi),抄平重錘閥頂面,將重錘閥與預(yù)留孔接觸部分進行點焊。

        將催化劑緩緩倒入重錘閥筒內(nèi),待重錘閥閥板有開啟動作時,停止添加催化劑,將重錘閥內(nèi)的催化劑取出,稱量。稱量完成后的質(zhì)量為3.26 kg,與標(biāo)定質(zhì)量對比,結(jié)果為合格。

        3.4.3 施工方法的選擇

        深度預(yù)制方案與淺度預(yù)制方案。對于圖紙及規(guī)范上數(shù)據(jù)要求嚴(yán)格的構(gòu)件,如內(nèi)提升管進粗旋中心線的標(biāo)高、單旋出口中心線的標(biāo)高,需采用深度預(yù)制,在實測好各個需要的數(shù)據(jù)后,在預(yù)制時凈料,安裝前再進行復(fù)測,縮短安裝時間,提高安裝精度,保證安裝質(zhì)量。沉降器內(nèi)部襯里損壞情況與結(jié)焦情況是較難預(yù)測的。在方案制訂時,對于圖紙上與沉降器器壁間隙較小的構(gòu)件,采取淺度預(yù)制方案。如汽提段格柵(格柵端部距離器壁襯里間隙為8 mm),在預(yù)制時只安裝半圈,預(yù)留半圈。

        表1 吊裝參數(shù)

        內(nèi)件的安裝質(zhì)量控制按規(guī)范和設(shè)計要求嚴(yán)格執(zhí)行,在安裝過程中須嚴(yán)格把控安裝質(zhì)量;由于裝置工藝較新,施工過程中出現(xiàn)的問題須及時與設(shè)計和車間主管人員交流。

        4 沉降器改造前后狀態(tài)對比

        4.1 內(nèi)構(gòu)件結(jié)焦情況對比

        本次改造后停檢,打開沉降器檢查,總體來說內(nèi)部結(jié)焦情況良好。與改造前結(jié)焦情況相比,改造效果非常好。沉降器內(nèi)部結(jié)焦情況對比如下:

        (1)改造前后沉降器旋風(fēng)分離器升氣管結(jié)焦對比如圖5所示。

        圖5 改造前后升氣管結(jié)焦情況

        (2)改造前后沉降器器壁結(jié)焦對比見圖6。

        圖6 改造前后器壁結(jié)焦情況

        (3)改造前后沉降器原料油噴嘴結(jié)焦情況見圖7。改造前原料油噴嘴采用KH型單噴頭噴嘴形式,易結(jié)焦堵塞。而改造后采用噴嘴為KZ型雙噴頭噴嘴,其霧化程度高,且不容易堵塞。

        圖7 新舊原料油噴嘴結(jié)焦情況

        4.2 改造前后節(jié)能情況對比

        蒸汽環(huán)管為新設(shè)計,更換汽提蒸汽環(huán)管、更換防焦蒸汽環(huán)管、更換流化蒸汽環(huán)管。采用新設(shè)計的環(huán)管降低了蒸汽需求量,在提高汽提效率的同時,也提高了輕質(zhì)油的產(chǎn)量,折合裝置能耗降低6.28 kgoe/t原料。汽提段蒸汽用量降低4.6 t/h,折合裝置能耗降低2.0 kgoe/t原料。蒸汽用量差值見表2。

        表2 蒸氣用量差值

        5 結(jié)束語

        RFCC裝置是煉油廠效益的最主要來源,沉降器作為RFCC核心設(shè)備,其結(jié)焦問題的解決以及能耗的降低為RFCC裝置長周期運行奠定了基礎(chǔ)。本次改造后,裝置三年內(nèi)未出現(xiàn)因沉降器結(jié)焦問題而導(dǎo)致事故停車的狀況。

        本文介紹的施工方案可為其他煉廠改造時提供借鑒參考。

        [1]高建國,曾強,徐占定,等.120萬t/a催化裂化裝置沉降器改造施工技術(shù)[J].石油工程建設(shè),2001,26(2):33-35.

        [2]SH 3601-2009,催化裂化裝置反應(yīng)再生系統(tǒng)設(shè)備施工技術(shù)規(guī)程[S].

        [3]GB 50474-2008,隔熱耐磨襯里技術(shù)規(guī)范[S].

        [4]SH 3504-2014,石油化工隔熱耐磨襯里設(shè)備和管道施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

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