重油催化裂化裝置煙機常見故障原因分析

竇德剛

摘 要：重油催化裂化裝置是惡劣環境下故障率最高的機械設備之一。因此，催化裂化重油處理裝置的能耗和故障率是提高和降低原油產量的關鍵。本文對重油催化裂化裝置的常見問題及其產生的原因進行研究，并提出相應措施加以預防和消除，對重油催化裂化裝置的現實發展具有重要意義。

關鍵詞：重油催化裂化;故障;原因

一、催化裂化裝置結焦問題分析

（1）提升管噴嘴上方

提升管噴嘴上方區域的大部分灰是催化劑組分。通過對該部分結焦成分的分析，發現該部分結焦的主要原因是部分未完全汽化的液體粘在催化原料上。

（2）沉降器和旋風分離器系統

沉降器和旋風分離器系統入口上方有一個流動盲區，導致大量油氣在此聚集。由于壁面溫度較低，當高溫油氣接觸壁面時，高沸點組分會因冷凝而分離出來。這些分離出來的物質會堆積在墻體表面，并逐漸形成結焦。

（3）分餾塔及油漿系統

分餾塔和油漿系統結焦的主要原因是原料的結構和性能：催化裂化原料的重量增加了油漿中樹脂和瀝青質的含量，極易聚合和結焦。少排將會加速漿液濃縮、冷凝和結焦。分餾塔底溫度：大量研究和實踐表明，造成漿體系統結焦的主要原因是分餾塔底溫度過高。一方面，高溫會使油漿中的輕餾分揮發，導致油漿濃度升高，從而增加結焦的可能性;另一方面，油漿中含有多環芳烴、烯烴等組分，在高溫下易發生縮合反應。油漿停留時間：當油漿在高溫下停留時間過長，或油漿循環量過長，油漿中產生焦炭。

二、煙機產生結焦的原因分析

（1）催化劑細粉導致結垢

高濃度的催化劑是影響煙機調整的重要因素之一。提高催化裂化催化劑粒徑的反應區很小。在正常的生產過程中，原料氣的流動會迫使催化劑顆粒產生固體。催化劑顆粒之間的強烈摩擦和摩擦將產生高濃度的氣體和電荷。在煉油化工重油催化劑生產過程中，為了促進設備的催化劑反應，促使催化劑顆粒普遍增大反應面積。在正常的生產過程中，原料氣在催化劑粉塵之間的流動會促進催化劑的性能，兩者之間存在摩擦和摩擦，煙氣中會產生高濃度的細粉。在摩擦過程中，存在一定的靜電電荷和靜電吸附，接觸劑粘附在管壁或煙面上，導致結焦現象。

（2）催化劑磨損引起的結垢

在重油催化裂化裝置中，長時間使用觸發器后，由于物理推進的作用，會產生催化表面磨損，促使大量的細顆粒相互觸發，而且噴嘴也很小這會導致磨損過程，導致濃度變化觸發煙氣中形成了高濃度的催化劑細粉。

（3）重組分粘附引起的結垢

在煉油化工生產裝置中，重油催化劑在生產過程中含有一些重組分，即水蒸氣和粉塵，根據靜電等外界因素吸附在管壁或扇葉上，隨著時間的積累，會對機械設備造成損壞。

三、改善和防止結焦的措施

（1）優化操作，減少反應結焦

為了減少甚至抑制提升管進料口上方結焦，提高催化裂化裝置進料口氣化速率和改善催化劑流動狀態是關鍵和有效的措施。具體地說，可以通過增加霧化蒸汽的量及其過熱程度來降低油氣分壓。通過這一措施，一方面可以有效地提高原料的霧化效果，提高原料的氣化率;另一方面，對于重質催化裂化原料，可以提高改性物料的流動效果。

（2）選擇合適的催化劑

催化裂化裝置的性能直接取決于催化劑的選擇。因此，根據生產工藝和設備的要求，選擇合適的催化劑是提高設備運行經濟性的首要前提。催化裂化催化劑的性能要求重油裂化能力強，焦炭選擇性好，抗鎳、釩、鈉、氮等污染，并具有良好的汽提性能和水熱穩定性。

（3）根據反應深度選擇適宜的操作條件

首先，控制反應溫度，提高再生劑溫度。由于渣油中瀝青含量較高，在進入催化反應體系之前，該組分不能完全汽化，這使得渣油中的大分子無法順利進入沸石通道參與裂化反應。為了解決這一問題，催化裂化裝置采用再生器粉碎這些大分子，參與裂化反應。因此，通過控制反應溫度，適當提高再生劑溫度，可以在達到熱震效應的同時，提高渣油中大分子組分的裂化效果。其次，降低反應與精煉的比例。循環比的降低等于總進料中重芳烴含量的降低。當循環比降低到0.17時，總進料中重芳烴的含量可降低約8.0%。降低反應與精制比的措施包括：一是提高反應強度，提高單程轉化率;二是控制油漿密度，提高重油油漿的廢品率。第三，在隔水管內注入終止劑。原油越重，終止劑量越大，注入的反應水越多。最后，確保催化劑對重烴具有足夠的裂化能力。為了保證催化劑對重烴有足夠的裂化能力，需要控制平衡劑的比表面積大于95m2/g，最小不小于90m2/g，固體催化劑促進劑的用量不應超過主催化劑用量的1/10，否則催化劑的裂化能力將大大降低重油一次裂化能力。

（4）不同部位的防焦措施

1.提升管

①取消喉式噴嘴和靶式噴嘴，選用kh-4型、BWJ型等新噴嘴，并用新噴嘴更換再精煉噴嘴;②原材料預熱溫度保持在180℃以上，因此，再生劑和進料的混合溫度高于原料的假臨界溫度，應嚴格控制原料中殘留碳和瀝青質的含量;③新鮮原料與再精制分開投料，減少重質組分難以裂化占據再生器活性中心，減少催化劑失活和焦炭產量。

2.沉降器和旋風分離器

①增加防結焦蒸汽量。防結焦蒸汽采用二級孔板噴嘴，使噴嘴指向頂部所有靜止空間，避免沉降器頂部死角;②縮短催化劑與油氣的分離時間，減少油氣在沉降器中的停留時間，減少二次反應，減少沉降器和旋風分離器結焦;③加強保溫穩定運行，減少熱損失波動，減少沉降器結焦。

3.分餾塔底及油漿系統

①為減少分餾塔和漿液系統底部結焦，應控制以下指標。首先，控制分餾塔底溫度不超過350℃，減少輕組分揮發;控制漿液固含量不超標，加強生產環節蒸汽攪拌，促進漿液流動，避免死區結焦;②加強穩定操作，避免進料事故的發生，否則會對分餾塔底部結焦造成很大影響;③根據原料性質，根據料漿密度調整反應深度，確定出漿量，以減少油漿系統結焦。

四、結束語

在分析總結催化裂化裝置常見結焦部位結焦原因的基礎上，提出了有針對性的解決方案，對提高催化裂化裝置的運行經濟性具有一定的指導意義。煙氣輪機是重油催化裂化裝置能量回收系統的核心設備，也是煉油化工生產裝置中節能效果最明顯的大型裝置。

參考文獻

[1]姚軍品，Ivode Brito J，翁惠新;催化裂化原料油的乳化過程[J];華東理工大學學報;2002年04期.

[2]姚軍品，IVOdebritoJ，翁惠新;催化裂化用原料油乳化的研究[J];化學世界;2002年06期.