鄭小輝

摘要：在UOP工藝中，采用了完全再生、預(yù)提升等一系列先進(jìn)技術(shù)，能夠在降低工藝能耗的同時(shí)，滿足產(chǎn)品選擇需求?；诖耍疚膶?duì)UOP工藝技術(shù)展開(kāi)了分析，然后對(duì)相關(guān)技術(shù)在催化裂化裝置中的應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)行了探討，最終發(fā)現(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用能夠在提高產(chǎn)品收率的同時(shí)，降低能耗，值得石油行業(yè)推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：UOP工藝;催化裂化裝置;完全再生技術(shù);預(yù)提升技術(shù)

引言：在世界原油生產(chǎn)領(lǐng)域，UOP工藝技術(shù)在重油轉(zhuǎn)化方面得到了廣泛應(yīng)用。中國(guó)石油在拓展海外市場(chǎng)時(shí)，還要把握發(fā)展形勢(shì)，在催化裂化裝置建設(shè)中加強(qiáng)UOP工藝技術(shù)應(yīng)用，以便通過(guò)提高自身重油轉(zhuǎn)換能力獲得更大市場(chǎng)份額，并通過(guò)有效控制生產(chǎn)能耗滿足國(guó)家節(jié)能生產(chǎn)要求，促使行業(yè)取得可持續(xù)發(fā)展。

1 UOP工藝技術(shù)分析

UOP工藝屬于現(xiàn)代化煉油工藝，由一系列專利技術(shù)構(gòu)成，如完全再生技術(shù)、VSS快速分離、預(yù)提升技術(shù)等等。其中，完全再生技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)催化劑的高效再生利用，以便取得較好燒焦效果，需要由再生器實(shí)現(xiàn)，具有操作簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)、安全性好等特點(diǎn)，構(gòu)件不容易損壞，可用于實(shí)現(xiàn)催化裂化裝置升級(jí)改造。預(yù)提升技術(shù)則是采用平推流方式使催化劑向上運(yùn)動(dòng)，做到與油滴充分接觸，能夠在減少蒸汽消耗的同時(shí)，減輕催化劑失活問(wèn)題。采用VSS快速分離技術(shù)，能夠加快反應(yīng)器末端催化劑與油氣的分離速度，減少油氣停留時(shí)間和熱裂化等反應(yīng)的發(fā)生，促使液體產(chǎn)品收率得到提高。此外在UOP工藝中，在進(jìn)料霧化、取熱等方面都提出了專利技術(shù)，能夠起到優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程的作用，因此需要在國(guó)內(nèi)石油生產(chǎn)中得到應(yīng)用。

2 UOP工藝技術(shù)在催化裂化裝置的應(yīng)用

2.1項(xiàng)目概況

某煉油公司新建2000kt/a催化裂化裝置，為全廠主要重油二次加工裝置，完全采用UOP工藝技術(shù)。裝置設(shè)計(jì)原料殘?jiān)葹?2%，殘?zhí)繛?.5%，催化劑使用巴斯夫，藏量為350t，加劑量達(dá)到10.5t/d。裝置屬于重要物料和能量的平衡裝置，產(chǎn)品設(shè)計(jì)汽油RON>91，干點(diǎn)<210℃，分布>50.7%，柴油95%點(diǎn)<360℃，分布>15.8%，油漿閃點(diǎn)>110℃，分布>4.2%，液化氣分布<17.5%，干氣脫H2S含量<0.2%，分布<4.2%，焦炭分布<8.8%。

2.2裝置設(shè)計(jì)

在裝置設(shè)計(jì)上，采用高低并列式再生器，與反應(yīng)沉降器并列布置，催化劑均為重力流，擁有分布均勻床層，能夠?yàn)闊固峁┍憷?。再生器為兩段，分別為貧氧和富氧，定碳不超過(guò)0.05%。煙氣在一段混合后，在二段能夠保持較高主風(fēng)利用率。取熱器為全密相流外形式，能夠加強(qiáng)再生溫度控制，實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)節(jié)。利用直抽大氣流化風(fēng)機(jī)提供流化風(fēng)，實(shí)現(xiàn)汽水強(qiáng)制循環(huán)，能夠保證汽水在管束內(nèi)得到均勻分布。在汽提段采用VSS快速分離技術(shù)，并完成AFTM環(huán)形擋板設(shè)計(jì)，使管末端處于VSS室內(nèi)。利用筒式容器和擋板，能夠?qū)⒖焖俜蛛x結(jié)構(gòu)與沉降器上內(nèi)腔分離開(kāi)來(lái)。頂部油氣出口與分離器入口保持聯(lián)通，能夠降低油氣停留時(shí)間。采用渦流分離技術(shù)，能夠在反應(yīng)器末端實(shí)現(xiàn)油氣與催化劑的快速分離，促使產(chǎn)品選擇性能得到優(yōu)化。縮減沉降器內(nèi)油氣停留時(shí)間，能夠使干氣和焦炭產(chǎn)率得到減少。將蒸汽和干氣當(dāng)成是介質(zhì)實(shí)現(xiàn)預(yù)提升，可減少催化劑失活問(wèn)題的發(fā)生，使蒸汽耗用量得到減少。采用Optimix進(jìn)料霧化噴嘴，有助于實(shí)現(xiàn)蒸汽二次霧化，提高原料進(jìn)入噴嘴線速。借助專用孔道使蒸汽與原料油混合，能夠形成粒度均勻的霧狀油滴，增加與催化劑的接觸面積，促使產(chǎn)品分布得到優(yōu)化，并且有效避免結(jié)焦。此外，通過(guò)采用SIS邏輯系統(tǒng)能夠完成切斷閥和自保系統(tǒng)設(shè)置，使裝置能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)與控制，切斷進(jìn)料或主風(fēng)可以安全退守，增強(qiáng)裝置運(yùn)行安全性。

2.3工藝操作

項(xiàng)目在2018年投入運(yùn)行，實(shí)際在工藝操作中，還要意識(shí)到位于再生器和反應(yīng)器出口的快速分離系統(tǒng)可能發(fā)生催化劑跑損問(wèn)題。因?yàn)樵谌肟诰€速在4.5-11.5m/s的條件下，系統(tǒng)無(wú)法取得理想分離效果。使用的旋分分離器分為兩級(jí)，各10組，需要使主風(fēng)流量達(dá)到200t/h，壓力達(dá)到0.18MPa，才能使入口線速提高至16m/s，取得較高分離效率。在轉(zhuǎn)劑時(shí)，還應(yīng)確保入口線速在3.2-4.5m/s范圍內(nèi)，確保提供的驅(qū)動(dòng)力能夠使催化劑達(dá)到提升管頂部。為避免跑劑發(fā)生，需要將汽提段的料位控制在35%以下。通過(guò)加強(qiáng)再生器溫度提升控制，能夠減少蒸汽耗用量，減少失活等問(wèn)題的發(fā)生。在反應(yīng)器工作中，需要采用分餾裝置和氣壓機(jī)實(shí)現(xiàn)工作壓力調(diào)節(jié)，使工藝成本得到有效控制。在開(kāi)工階段，需要設(shè)置288℃的反應(yīng)溫度，在提升管底部添加汽油，提高入口線速。與此同時(shí)，需要適當(dāng)增加蒸汽供給，確保頂循環(huán)正常建立，避免循環(huán)泵出現(xiàn)抽空問(wèn)題。使再生閥接近正常開(kāi)度，可以避免反應(yīng)溫度發(fā)生過(guò)大波動(dòng)。采取吸收穩(wěn)定系統(tǒng)提前打通氣壓機(jī)，使其平穩(wěn)運(yùn)行，在噴油后加強(qiáng)反應(yīng)壓力控制，能夠確保入口壓力達(dá)到裝置生產(chǎn)運(yùn)行要求。從時(shí)間生產(chǎn)情況來(lái)看，原料量為246000kg/h，沉降器的壓力達(dá)到0.234MPa，再生反應(yīng)溫度為515℃，主風(fēng)量達(dá)到4075m？/min，裝置其余各項(xiàng)性能參數(shù)也需要與設(shè)計(jì)值保持基本一致。

2.4應(yīng)用效果

從UOP工藝在催化裂化裝置中的應(yīng)用效果來(lái)看，如表1所示，相較于設(shè)計(jì)目標(biāo)值，汽油和柴油的收率有所提高，輕油收率能夠達(dá)到較高水平，約為69.8%。由此可見(jiàn)，采用UOP工藝能夠使催化劑保持較高活性，并促使反應(yīng)充分開(kāi)展。而產(chǎn)品質(zhì)量均能達(dá)到設(shè)計(jì)值，能夠滿足產(chǎn)品質(zhì)量控制要求。從裝置能耗情況來(lái)看，設(shè)計(jì)的裝置能耗為58.5kgEo/t原料，實(shí)際裝置能耗為56.7kgEo/t原料，主要是因?yàn)榇呋療鼓芎挠兴鶞p小。通過(guò)采用UOP工藝，能夠減少催化劑結(jié)焦問(wèn)題的發(fā)生，促使裝置整體能耗得到減小。而從催化劑單耗上來(lái)看，能夠從設(shè)計(jì)的1.5kg/t原料降低至1.4kg/t原料。由此可見(jiàn)，在催化裂化裝置中應(yīng)用UOP工藝技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品選擇性能優(yōu)化的同時(shí)，能夠加強(qiáng)能耗控制。

3結(jié)論

綜上所述，在重油催化裂化裝置中整套引進(jìn)UOP工藝技術(shù)，能夠通過(guò)完全再生、VSS快分、高效汽提等操作使汽油質(zhì)量分布達(dá)到51.47%，柴油質(zhì)量分布和液化氣質(zhì)量分布分別達(dá)到18.36%和12.34%，同時(shí)使單位能耗降為56.7kgEo/t原料，催化劑單耗達(dá)到1.4kg/t原料。因此應(yīng)用UOP工藝技術(shù)進(jìn)行原油生產(chǎn)，能夠加強(qiáng)生產(chǎn)能耗控制的同時(shí)，提高產(chǎn)品選擇性能，使企業(yè)生產(chǎn)水平得到提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅健.催化裂化裝置分餾系統(tǒng)工藝分析[J].石化技術(shù)，2019，26（06）：32+34.

[2]黃韜.UOP催化裂化技術(shù)在煉廠的應(yīng)用[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2019，45（05）：92-94.

（作者單位：浙江石油化工有限公司）