加強設備技術管理提高催化裂化裝置長周期運行水平

李偉郡(中國石油玉門油田分公司煉化總廠，甘肅 酒泉 735000)

0 引言

隨著社會經濟的不斷發展，我國石油化工企業也得到了飛速發展，石油能源作為目前應用最廣的消耗能源，是人類發展重要資源。我國一直以來就將石油化工企業中的催化裂化裝置作為企業發展的重心，通過提高裝置的長周期運行水平來降低企業的生產成本，提高石油化工企業的核心競爭力。但是就目前催化裂化裝置的運行情況來看，提高其長周期運行水平依然是一大難題，催化裂化裝置非計劃停工因素是石油化工煉油裝置停工主要內容，所以加強設備管理，提高裝置長周期運行水平曉得尤為重要。

1 催化裂化裝置長周期運行的主要問題分析

在石油化工企業中，催化裂化裝置是原油二次加工處理的重要設備，通過分析其作業環境和作業內容，可以清楚的得出由于催化裂化裝置內部反應再生部分的具有溫度高、操作難度大、隨機因素多。而且隨著催化裂化裝置的大型化，原油劣質化、重質化程度越來高，再生反應的溫度也隨之提高，催化裂化裝置的運行條件也越來越高。此外，隨著綠色環保理念被廣泛關注，石油化工企業也為了響應國家要求，在催化裂化裝置中也增加了很多的煙氣脫硝、脫硫等措施，但是由于這些設施主要是通過專門的供應商設計，對于催化裂化裝置的長周期運行沒有進行考慮，嚴重影響了裝置的長周期運行水平。通過分析近年來影響催化裂化裝置長周期運行因素，可以將其分為；反應再生部門結焦、反應襯里磨損脫落和裝置腐蝕、機組故障、閥門設備出現損壞、儀表電氣設備故障。

1.1 反應及分餾部門結焦

通過分析最近幾年來石油化工企業中催化裂化裝置的實際工作情況，可以明顯的看到結焦問題是引起裝置非計劃停工的主要問題之一。裝置內部結焦最為常見的發生在反應器噴嘴上部、催化劑擋板部位、沉降器頂部和氣體出管口、分餾塔底部、反應器出口等部位。隨著催化裂化裝置運行發生波動時，沉降器內部的結焦出行焦塊掉落，逐漸堵塞催化劑內部的循環通道，從而造成催化裂化裝置停止工作。而分餾塔底部的結焦會直接堵塞內部油漿的出口管部分，導致油漿泵抽空現象產生，從而嚴重影響了分餾塔進料狀態的熱量轉換。除此之外，隨著渣油比率的增加，原油的劣質化和重質化程度加劇，裝置的運行條件隨之增加，設備內部結焦傾向變大，從而嚴重影響了催化裂化裝置的長周期運行。

1.2 反應部分襯里磨損脫落和裝置腐蝕

在催化裂化裝置中，由于反應再生系統中具有高溫因素以及物料中含有固體小顆粒的快速流動，也就直接導致了反應器以及再生器內部出現磨損和襯里磨損、脫落、開裂以及高溫腐蝕等現象。其中襯里變形時反應再生系統中最為常見的故障，通常發生在殼體結構、旋風分離器、主體風分布管等部位。殼體結構襯里脫落會直接導致殼體的金屬管壁溫度超過標準溫度，有可能會出現殼體遭高溫腐蝕穿孔，催化裂化裝置運行安全無法得到保障。除此之外，由于原油重質化、劣質化嚴重，對于催化裂化裝置的腐蝕性也逐漸增加。主要表現在分餾塔頂結鹽和腐蝕現象，以及分餾下部的硫腐蝕現象。

1.3 大機組故障

在催化裂化裝置大機組中，主要包含了主風機、煙機、氣壓機以及增壓機等，大機組對于裝置有著至關重要的作用，大機組的運行狀況是影響催化裂化裝置的關鍵因素。但是在大機組實際運行中，由于一些安裝不到位、不平衡、變形等因素導致大機組出現異常震動、密封故障、儀表故障、潤滑油系統以及工程系統小戶型故障。在大機組中，煙機的工作環境以及工作條件都相對較差，煙機也很容易受到顆粒煙氣的影響，從而出現葉片變形，影響裝置正常運轉。

1.4 閥門及特殊設備故障

在催化裂化裝置中，煙氣膨脹節、取熱器、滑閥等設備是出現故障率最高的，也是影響裝置長周期運行的重要一環。煙氣膨脹節主要是由于煙氣中具有二氧化硫等將強腐蝕性物質，導致點蝕穿孔、腐蝕開裂等現象。取熱器則是由于局部的換熱管中由于催化劑具有較強的腐蝕性導致管道穿孔，再生器的壓力無法溫度。滑閥的故障可以分為閥板不靈活、滑道受到嚴重腐蝕、閥桿斷裂、液壓系統故障等問題。

1.5 電氣設備故障

水電氣風系統是催化裂化裝置實現長周期運行的前提條件，特別是電壓因素，在裝置運行過程中，一旦出現低壓晃電，就對導致油漿泵以及原料泵不運轉，裝置因此停止生產，而高壓晃電則會導致主風機直接停止工作。蒸汽品質也是影響裝置長期運轉的因素，其品質的高低不僅會影響原料的霧化情況，還影響了汽輪機工作效率。除此之外，壓縮空氣內壓力出現下降不僅會直接導致啟動蝶閥開關出現故障，還會出現儀表信號失靈等現象。

2 加強設備管理提高催化裂化裝置長周期運行水平的措施

2.1 減小結焦程度

由于催化裂化裝置的工作特點，其內部的結焦也是無法避免的，通過采取一些措施來有效減緩裝置內部的結焦程度是尤為關鍵的。首先通過對原料進行優化，將原料中的渣油和蠟油進行分類，減少對于催化裂化裝置影響較大的渣油比率，還要控制原油中重金屬、殘碳含量，減少油漿回練過程，這樣可以有效減緩結焦程度。其次。對于提升管入口部位的結焦可以通過提高原油的預熱溫度以及蒸汽溫度和催化劑溫度，這樣可以使原料和催化劑在接觸前就擁有一個溫度較高活塞流，有效減少了返混。還可以使用品質較高的高霧化噴嘴，有效保障了原油和蒸汽量霧化程度符合標準，這樣可以防止提升管入口部門出現結焦。再次，在提升管出口處設置高效快分，可以有效減少油氣在二次反應，減緩沉降器內部的結焦。最后，控制分餾塔底的溫度，可以有效減少油漿在分餾塔底內的停留時間，減緩分餾塔底內的結焦。

2.2 防止反應部分襯里損壞和腐蝕現象

催化裂化裝置內部的反應再生系統的運行狀況和使用壽命，都和襯里結構、襯里材料以及襯里的施工和養護有著緊密聯系。在其施工及養護過程中，應當考慮施工的工藝、熱膨脹以及操作條件并且嚴格根據有關標準進行襯里結構和材料的選擇。材料必須要符合要求，必須要經過嚴格的檢驗，確保質量過關。首先要加強襯里的施工質量，對于設備的開口、過渡段以及異形結構都要使用保溫釘進行加密工作，在進行襯里修復工作前，要將一些二變形、脫落、鼓包的破舊襯里進行清除，新襯里和舊襯里的接縫處使用保溫釘進行加密，在施工完成后還要進行驗收，確保襯里施工符合標準，通過加強襯里的材料選擇、施工、以及養護過程可以有效減少裝置內部襯里損壞現象。其次，對于裝置內部再生器以及分餾塔底腐蝕開裂現象，可以通過控制再生煙氣內的過剩氧含量，提高殼體壁溫使其在煙氣露點之上，可以有效防止開裂現象的出現。再生器的材料選擇上，可以選用抗腐蝕較強的殼體材料，并涂抹抗腐蝕涂層，提高材料的抗腐蝕性和抗開裂。除此之外，對于裝置內部的二氧化硫類的腐蝕性，可以通過增加管道和設備的材料質量，通過涂抹抗腐蝕涂層或者機械能熱處理，并且還可以對于裝置運行增加腐蝕監測環節，通過觀察腐蝕的效果，估計未來腐蝕發展趨勢，并對裝置中的腐蝕隱患進行處理，可以有效杜絕腐蝕原因造成裝置設備損壞。

2.3 增加大機組運行的安全可靠性

大機組對于催化裂化裝置的作用不言而喻，增加大機組的運行安全可靠性，就是提高裝置長周期運行水平。首先要嚴格執行大機組的設備管理制度，在操作過程中對于運行參數的要平穩調整，減少參數過快變化。其次加強三旋的控制環節，通過控制再生溫度，可以有效杜絕煙道內出現尾燃現象，通過控制煙氣中催化劑的濃度，防止了較大面積的固體顆粒進入到煙機當中。最后還要加強對于大機組的檢修工作，提高檢修質量，消除運行中可能出現的安全隱患。

2.4 加強對于閥門以及特殊設備的維護工作

對于裝置中的滑閥故障，要采取相應的措施進行解決，首先在滑閥的制造以及安裝環節應當考到滑道內的熱變形和間隙問題，閥板的開度要適當合理，可以有效減小沖刷磨損，其次在反吹風中加入孔板，防止閥桿磨損，閥桿的材料可以使用材質較好的金屬合金，例如堆焊硬質合金，通過材料提高軸封的緊密性。最后，還要控制液壓油的質量，杜絕沒有達到要求的液壓油進入到系統中，保障液壓動力系統的可靠性。除此之外，對于煙氣膨脹節的腐蝕現象，通過選用材質較高的材料，提高煙氣膨脹節的耐腐蝕性，而且對于煙氣膨脹節中冷凝環節要做好，要防止溫度過低造成內部煙氣出現冷凝現象，可以對煙氣膨脹節進行保溫或者提高壁溫的方式，防止煙氣冷凝從而減少腐蝕現象的出現。

3 結語

總而言之，催化裂化裝置的長周期運行水平是直接影響企業的經濟效益，通過加強設備管理，提供裝置的長周期運行水平。這就需要原料進行合理控制，減緩設備內部結焦、提高設備維護及運行管理水平、消除裝置運轉中的隱患、加強電氣設備管理，從而實現裝置長周期運行水平的目的。