催化裂化裝置反應再生系統控制及改進方案探究

亓玉坤 泥吉磊(青島安邦煉化有限公司 266111)

引言

隨著我們汽車工業的發展，汽油需求量也是日益增長。我國的商品汽油中約80%和商品柴油約30%都是由催化裂化工藝生產。為了使燃油經濟性得到提高，在實際生產中催化裂化工藝有著重要的意義，對其工藝的研究也很有價值。在居高的原油價格下，如何使用低廉原料加工出優質產品，是煉化企業的最為關心的問題。因此，要加強催化裂化新技術的開發，以提高產品質量和企業的效益，這也是持續發展煉化企業的重要戰略措施。

一、反應再生系統控制現狀

反應系統

催化裂化裝置的核心就是反應-再生系統。該系統分別由反應部分和再生部分兩大部分組成。反應部分的主要構成有：

1.預提升段設置在提升管下端，使用干氣或蒸汽也可混合兩者使用作為提升介質。這樣做的目的是加速再生器的再生催化劑的作用，使其均勻分布，提供一個理想的環境使催化劑能充分接觸原料并反應；

2.根據回煉油、油漿、原料油的性質不同，進行多層進料噴嘴設置，進料位置和噴嘴形式的選擇要恰當，這樣對霧化效果的改善、產品收率的提高都有重要意義；

3.提升管溫度控制系統，通過調節進料量、原料預熱溫度、催化劑循環量對提升管各個部分達到溫度可控，也可注入終止劑在上部、注入汽油在提升管下部對提升管反應時間和出口溫度進行控制；

4.安裝油氣分離系統在提升管出口，這樣就可以快速分離反應后的催化劑與裂化油氣，可以節省二次反應，油氣快速分離沉降器進入了分餾塔；

5.汽提段，在沉降器內回收旋風分離器分離出的催化劑，在汽提段內將夾帶的油氣用過熱蒸汽置換出來后進入再生器；

6.注入金屬鈍化劑設施，原料中重金屬根據的不同的種類和含量，對鈍化劑進行適當的選擇，要防止催化劑中毒事件發生。

再生部分

再生器的作用是把結焦催化劑上的焦炭燒去使催化劑的活性，需的熱量得以恢復。

1.設輔助燃燒室在再生器內，用于在生產過程中主風加熱、升溫再生器；

2.主風分布板，再生器內安裝主風分布裝置實現布風合理，使催化劑再生和流化效果正常；

3.再生器內安裝兩級旋風分離器，用于固氣分離，可以有效的防止催化劑損失；

4.安裝外取熱器或者內取熱器，把再生燒焦過程產生的過剩熱量取走，以控制再生溫度；

5.安裝裝卸催化劑設施，用于正常工況下和設備啟停階段，根據催化劑的活性變化情況，及時更新催化劑，使催化劑平衡活性得到合理控制；

6.再生器燒焦罐溫度切換控制外取熱下滑閥與外取熱器流化風流量串級，燒焦速率與再生煙氣氧分壓成正比，氧分壓是再生壓力與再生煙氣氧分子體積分數的乘積。所以提高再生壓力可以提高燒焦速率。

二、反應再生控制系統改進

1.控制系統平衡

控制物料平衡，物料平衡是指各種物料進入與排出反應-再生系統的平衡，如單程轉化率與回煉油比、原料與產品、燒焦與生焦、催化劑的損失與補充、供氧與需氧、氣壓機能力和氣體產量的平衡等。

熱平衡是指反應供熱和需熱之間的平衡，提供反應所需熱量的主要途徑是通過催化劑把再生器燒焦放出的熱量循環傳遞到反應器，因此再生器和反應器應保持供熱和需熱的平衡，才能使反應溫度和再升溫度得到。根據原料油性質、對轉化率的要求、生成方案和再生形式及燒焦放熱速度的要求，并且綜合考慮設備取熱情況和主風量的影響來確定反應溫度和再生溫度，在操作中控制反應溫度。最終使得再生器中再升溫度之間達到熱平衡結果。

2.反應-再生系統的控制方案

目前，有關催化裂化的控制方案幾乎都是對反應溫度、反應器藏量、再生器藏量、再生溫度、再生器壓力進行策略控制，這說明問題不是控制方案選擇的不合理，而是理想化的設計方案與實際生產過程中現場條件發生較大的偏差。現將改進措施分析如下：

(1)低選控制的低選條件分析與改進

改進現場儀表的安裝、檢測條件，完善現場儀表的檢測性能，提高現場儀表的可靠性和可重復性，為控制創造基礎條件；改進組態方式，增加控制手段，實現兩器平衡的多手段控制，對提高兩器正常流化將起著重要的作用。利用反應器藏量(沉降器料位)料封可防止催化劑倒流的特點，以沉降器料位作為控制的低選條件，同樣也可以起到兩器平衡的保護功能；以各斜管推動力為參考值，在低選條件儀表失靈的情況下，把控制改為軟開關切換控制，由操作工自主選擇提升管出口溫度(料位)或滑閥壓降控制滑閥的開度，當低選條件滿足時，再切換回原有控制模式。

(2)提升管流化催化裂化

在加熱爐入口新鮮原料和回煉油匯合，在加熱爐內溫度升至360～400℃，與高溫再生催化劑在提升管底部相遇，全部立即氣化，并以極快的速度通過提升管反應器，反應時間為3～4s，反應溫度為470～530℃。設兩個以上的進料點在提升管下部不同的高度，使原料和回煉油在提升管內停留的時間有差異，經過頂部傘帽反應后的油氣快速分離，大部分催化劑被迅速分離出，經兩級旋風分離器油氣與其攜帶的少量催化劑在此分出，經原料油噴嘴排出部分催化劑，進入分餾塔。

結束語

催化裂化工藝具有輕質產品收率高、較少投資、原料適應性強、較低操作費用、技術較成熟的優點，可以為煉油企業提供利潤來源。同時還要進一步加大現場儀表運行條件的改善，徹底地整改反吹風帶水，取壓點堵塞等基礎設施，滿足現場儀表的運行環境，提高現場儀表的可靠性和穩定性，從而進一步提高裝置的自動化水平，降低操作工的勞動強度，為裝置的平穩、優化操作創造條件。

[1]·王歡歡．新能源在汽車動力裝置中的延伸開發．[J]．科技導刊，2014(2)：5-7.

[2]·劉洋．催化裂化裝置反應再生系統控制技術改進．[D]．山東科技大學碩士論文，2013年.