雷應(yīng)發(fā)(中國石油天然氣股份有限公司大慶石化分公司煉油廠重油催化二車間，黑龍江 大慶 163711)

0 引言

隨著我國石油化工產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，石油催化裂化分餾崗位設(shè)備(如分餾塔等)生產(chǎn)技術(shù)研究一直是石油化工技術(shù)研究的重點(diǎn)內(nèi)容。但是在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，催化裂化崗位設(shè)備循環(huán)系統(tǒng)堵塞問題一直是石化生產(chǎn)中存在的主要問題。因此，技術(shù)研究人員結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，從堵塞問題產(chǎn)生的原因入手，開展了堵塞預(yù)防與質(zhì)量研究。

1 系統(tǒng)堵塞產(chǎn)生的主要原因

1.1 石油產(chǎn)品質(zhì)量問題

在實(shí)際的生產(chǎn)過程中技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)中采用的石油產(chǎn)品質(zhì)量差是造成生產(chǎn)中產(chǎn)生結(jié)焦堵塞問題的主要原因。這主要是因?yàn)槭彤a(chǎn)品中膠質(zhì)、瀝青質(zhì)以及多環(huán)芳烴在生產(chǎn)中容易造成結(jié)焦與系統(tǒng)堵塞問題。如果生產(chǎn)中采用的石油產(chǎn)品中，以上幾種物質(zhì)的含量以及密度、粘度不符合生產(chǎn)要求，就會造成結(jié)焦堵塞問題的提升。

1.2 分餾塔底的生產(chǎn)溫度

在本企業(yè)實(shí)際的生產(chǎn)過程中，催化裂化生產(chǎn)中的油漿溫度根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況會控制在370～380℃之間，其目的是提高產(chǎn)品的回收率。但是在實(shí)際的生產(chǎn)中我們發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)原料中的烴類物質(zhì)根據(jù)熱反應(yīng)原理，在生產(chǎn)溫度升高的過程中，會造成其溶劑組分溶解能力降低，進(jìn)而造成溶質(zhì)組分分離率的增加。同時(shí)在隨著生產(chǎn)溫度提升，其組分的活化性也在提升，進(jìn)而造成系統(tǒng)中油漿芳烴縮合，造成系統(tǒng)結(jié)焦堵塞問題。

1.3 油漿停留時(shí)間控制

生產(chǎn)中油漿在設(shè)備底部停留時(shí)間也是影響結(jié)焦堵塞問題的重要因素。一般情況下，設(shè)備底部油漿停留時(shí)間控制在5min左右較為合適。但是在實(shí)際的生產(chǎn)中由于設(shè)計(jì)原因，分餾設(shè)備會存在緩流區(qū)。而在這一區(qū)域，油漿滯留時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于預(yù)定的5min，造成了區(qū)域性的結(jié)焦現(xiàn)象，進(jìn)而造成分流設(shè)備循環(huán)系統(tǒng)整體出現(xiàn)結(jié)焦堵塞問題。

1.4 造成換熱器堵塞的主要原因

分餾設(shè)備中的換熱器是堵塞現(xiàn)象較為集中的區(qū)域。在實(shí)際生產(chǎn)中技術(shù)研究人員發(fā)現(xiàn)，換熱器生產(chǎn)中的線速指標(biāo)是影響堵塞問題的重要因素。較低的生產(chǎn)線速更容易造成設(shè)備中蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生粘結(jié)和催化劑的沉積問題，進(jìn)而出現(xiàn)循環(huán)系統(tǒng)堵塞。

2 循環(huán)系統(tǒng)結(jié)焦堵塞問題的預(yù)防和治理

2.1 提高油漿流速，減少停留時(shí)間

由于生產(chǎn)中的油漿流速是影響系統(tǒng)結(jié)焦堵塞的主要因素，因此提高生產(chǎn)中油漿流速就成為了減少結(jié)焦堵塞問題產(chǎn)生的重要措施。在實(shí)際的生產(chǎn)中，我們將油漿流速控制在1.3m/s以上，就可有效降低油漿停留時(shí)間低于5min，進(jìn)而有效的地提高生產(chǎn)中的油漿循環(huán)量。同時(shí)在生產(chǎn)中我們發(fā)現(xiàn)，分餾設(shè)備中的液位也是影響油漿流速的主要原因。因此在生產(chǎn)中我們將分餾設(shè)備中的液位控制在50%以下。經(jīng)過以上的技術(shù)工藝優(yōu)化措施，目前我企業(yè)催化裂化生產(chǎn)中油漿循環(huán)量被控制在290～350t/h之間，有效降低了油漿停留的時(shí)間。

2.2 有效控制分餾設(shè)備底部溫度

在生產(chǎn)試驗(yàn)中技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，油漿中的烴類物質(zhì)熱反應(yīng)隨著生產(chǎn)溫度降低，也在同步減少。因此更加合理的控制生產(chǎn)溫度，也是減少結(jié)焦堵塞問題的主要措施。經(jīng)過生產(chǎn)試驗(yàn)分析，技術(shù)人員將分餾設(shè)備底部溫度降低至350～360℃之間，即可有效地降低因油漿熱反應(yīng)造成的結(jié)焦堵塞問題。

2.3 生產(chǎn)操作優(yōu)化措施

為了確保催化裂化生產(chǎn)中操作合理，進(jìn)而避免因操作不當(dāng)造成的結(jié)焦堵塞問題，技術(shù)人員根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)果對現(xiàn)有的操作進(jìn)行了優(yōu)化。其優(yōu)化重點(diǎn)在于如何根據(jù)油漿反應(yīng)深度變化，有效控制油漿組成，即如何根據(jù)日常油漿密度以及其中固含量變化利用操作措施對油漿進(jìn)行調(diào)整。其具體的操作措施為：當(dāng)系統(tǒng)中的油漿密度參數(shù)大于1.05時(shí)，技術(shù)操作人員應(yīng)及時(shí)外甩油漿。同時(shí)在油漿固含量高于技術(shù)指標(biāo)情況下，操作人員也應(yīng)根據(jù)技術(shù)分析結(jié)果對操作進(jìn)行調(diào)整，并根據(jù)指標(biāo)結(jié)果提高外甩量。

根據(jù)我企業(yè)在催化裂化生產(chǎn)中的實(shí)際情況，技術(shù)人員確定的操作優(yōu)化包括了以下幾點(diǎn)：首先在正常生產(chǎn)情況下，操作人員根據(jù)規(guī)程進(jìn)行定期外甩油漿操作。其次當(dāng)生產(chǎn)中出現(xiàn)開停工過程或出現(xiàn)操作異常的情況下，油漿中的催化劑會造成產(chǎn)品中固含量增加。在這種情況下，操作人員應(yīng)采用邊補(bǔ)邊甩的操作措施，即利用操作措施提升油漿外甩量，進(jìn)而避免催化劑在循環(huán)系統(tǒng)中的沉積。

雖然我們的操作優(yōu)化取得了一定效果，但是在生產(chǎn)中由于分餾塔設(shè)備抽出口部位相對平坦，進(jìn)而造成緩沖區(qū)角度低于催化劑流動(dòng)需要的休止角度，因此該位置依然存在催化劑沉積問題。因此目前的操作優(yōu)化措施具有較好的循環(huán)系統(tǒng)防堵塞作用，但是防止分餾設(shè)備底部結(jié)焦的效果不明顯。

2.4 采用有效的阻垢劑

在催化裂化生產(chǎn)中，阻垢劑的主要作用一是發(fā)揮其分散性能，進(jìn)而有效阻止油漿中固化物，如生產(chǎn)中的催化劑粉末、結(jié)焦物等物質(zhì)的聚集；二是發(fā)揮其抗氧性，進(jìn)而與油漿中的被氧化烴自由基結(jié)合為惰性分子，避免氧引發(fā)聚合物形成。我企業(yè)從2002年起開始采用ZG-FCC-02型油漿阻垢劑，經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)起其防止系統(tǒng)堵塞效果較好。

2.5 工藝流程優(yōu)化與新型油漿泵的使用

根據(jù)圖1所示，在實(shí)際生產(chǎn)中系統(tǒng)中的3、4號蒸汽發(fā)生器最容易出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。這主要是因?yàn)檫@兩個(gè)蒸汽發(fā)生器位于循環(huán)流程末端，在系統(tǒng)整體運(yùn)行的情況下因油漿線速較低，因此容易出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。為此技術(shù)人員開展了詳細(xì)的生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，生產(chǎn)中采用一組整齊發(fā)生器(1、2或3、4配合使用)就能滿足循環(huán)系統(tǒng)生產(chǎn)中的取熱與壓降要求，同時(shí)確保了生產(chǎn)中的流速達(dá)到1.1至1.4m/s，減少線速較低造成的結(jié)焦堵塞問題。因此在生產(chǎn)中我們采用了分機(jī)組工作措施，主要措施為：以3、4號為主機(jī)組，1、2 為備用機(jī)組。在主機(jī)組發(fā)生故障的情況下使用備用機(jī)組，并及時(shí)搶修主機(jī)組。主機(jī)組搶修完成后，再次啟動(dòng)主機(jī)組。這種工藝流程的采用首先確保了生產(chǎn)中的油漿流速；其次避免了3、4 號發(fā)生器發(fā)生嚴(yán)重的堵塞問題，最后確保了循環(huán)系統(tǒng)長期運(yùn)行。

圖1 分餾崗位循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備圖

在優(yōu)化生產(chǎn)流程過程中技術(shù)人員還發(fā)現(xiàn)，在設(shè)備開工以及事故恢復(fù)過程中，生產(chǎn)中使用的催化劑經(jīng)常大劑量進(jìn)入分餾設(shè)備底部。在這種情況下，技術(shù)人員需要采用氣蝕余量較高的油漿泵，盡快將塔底油外甩，進(jìn)而有效減少底部抽空時(shí)間，降低生產(chǎn)中的結(jié)焦堵塞問題。

3 進(jìn)一步改進(jìn)的意見

在實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐中，技術(shù)人員將造成分餾裝置結(jié)焦堵塞原因概括為溫度、停留時(shí)間、油漿成分以及催化劑構(gòu)成4個(gè)主要因素。經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐研究，技術(shù)人員通過調(diào)整工藝操作的模式，有效的改善了生產(chǎn)中的溫度、油漿成分以及催化劑構(gòu)成3個(gè)主要因素。同時(shí)技術(shù)人員利用增加系統(tǒng)的循環(huán)量與降低設(shè)備底部液位方式減少了油漿的停留時(shí)間。但是在生產(chǎn)中技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)目前在生產(chǎn)中還存在以下兩個(gè)問題：首先是由于當(dāng)前分餾設(shè)備底部結(jié)構(gòu)平坦以及油漿抽出方式依然有待改進(jìn)，進(jìn)而避免因油漿抽出角度低于催化劑流動(dòng)所需要的休止角，造成底部結(jié)焦堵塞問題的出現(xiàn)；其次是在停留時(shí)間研究中，其技術(shù)參數(shù)只是平均化數(shù)據(jù)概念，實(shí)際生產(chǎn)中緩流區(qū)停留時(shí)間依然難以得到有效地控制，因此只有有效的去除緩流區(qū)才能減少結(jié)焦堵塞問題的出現(xiàn)。