TMP裝置生產(chǎn)運行分析

趙立忠(大慶宏偉慶化公司裂解車間，黑龍江 大慶 163411)

1 進料方式簡介

常規(guī)催化裂化進料方式：催化劑先與原料油接觸反應(yīng)后，活性下降，再和回?zé)捰蜐{(回?zé)捰?接觸反應(yīng)。常規(guī)催化裂化反應(yīng)機理：平行—順序反應(yīng)，原料裂解成中間餾分(柴油、汽油)，反應(yīng)時間增長，產(chǎn)物繼續(xù)進行二次反應(yīng)，生成氣體和焦炭，此方式造成二次反應(yīng)，加氫反應(yīng)增多，烯烴飽和生成烷烴，汽油辛烷值低，液態(tài)烴中丙烯含量低。

TMP裝置設(shè)計進料方式：外來新鮮原料與油漿上返塔混合進入分餾塔，塔底混合油漿進入一段提升管；外來重C4經(jīng)熱水加熱到90℃進入二段提升管。

TMP技術(shù)設(shè)計理念：

(1)一段進新鮮原料，二段進回?zé)扖4(回?zé)捰?，均與高活性再生劑接觸反應(yīng)，兩段都在輕油收率最大時結(jié)束反應(yīng)，保證目的產(chǎn)物收率最大化。

(2)重油輕質(zhì)化反應(yīng)在提升管底部基本完成，同時催化劑失活。

(3)原料中的鏈狀組分才能轉(zhuǎn)化成丙烯；催化劑中ZSM-5是丙烯生成的關(guān)鍵；催化劑中存在Y或USY，對丙烯的收率和選擇性都是不利的。

(4)丁烯在500℃以下易轉(zhuǎn)化成丁烷，丁烷在550℃以上才能轉(zhuǎn)化；丙烯主要由丁烯轉(zhuǎn)化而來，溫度超過550℃對其收率影響不大，但對選擇性不利；短反應(yīng)時間有利于提高丙烯的選擇性，丁烯在HZSM-5上才能轉(zhuǎn)化生成丙烯。

(5)丁烯單獨反應(yīng)生成丙烯收率雖然較高，但1～2s的接觸時間太長，干氣收率高，采用組合進料技術(shù)，可及時終止丁烯反應(yīng)，降低干氣收率。

在裝置剛開工階段，TMP裝置裂解能力不足，生焦量少，需要噴燃燒油才能維持正常生產(chǎn)，在之后裝置檢修改造中，車間對原料進料流程進行改造，原料少量經(jīng)油漿下返塔進入分餾塔底，彌補分餾塔液位，并降低液相溫度；新鮮原料和分餾塔底油漿混合(混合后溫度260℃)進入一段提升管，混合C4經(jīng)熱水加熱到90℃進入二段提升管，在此條件下，滿足了兩器的熱量平衡。

2 實際和設(shè)計處理量對比分析

從表1可以看出，原料實際進料量(含3t/h煉化油漿)比設(shè)計值低3.56t/h，回?zé)扖4比設(shè)計值低18.11t/h。加工量低主要原因：

(1)反應(yīng)和分餾之間的重油循環(huán)量大，提升管總進料量89.88t/h，扣除外來原料量55.96t/h，約34t/h的重油在反應(yīng)和分餾之間循環(huán)，占總進料的29.90%，這部分重油進料沒有裂解成中間產(chǎn)品。

表1 實際和設(shè)計處理量對比分析

(2)原料和油漿進料沒有分開進料，造成原料及油漿這兩種不同性質(zhì)的物料在同一反應(yīng)條件下裂解，油漿先吸附在催化劑上，降低了催化劑對原料油的裂解能力，不符合TMP技術(shù)分段進料、催化劑接力的技術(shù)原理。

(3)一段提升管混合器在使用中效果不理想，存在一定程度缺陷，它限制了催化劑流通能力，使得劑油比無法達到設(shè)計值，造成一段提升管裂解能力不強。

(4)一段再生斜管內(nèi)催化劑流化不穩(wěn)定，密度波動較大，催化劑采樣時關(guān)閉松動蒸汽，則其密度急劇下降。催化劑和原料接觸不均勻，造成原料裂解能力弱。

從以上加工情況看，反應(yīng)和分餾之間的重油循環(huán)量達到33.92t/h，設(shè)計只有14.88t/h，這說明反應(yīng)裂解能力不足，催化劑沒有將重油全部裂解成中間產(chǎn)品—液態(tài)烴、汽油和柴油。

3 產(chǎn)品分布分析

如表2所示。

表2 產(chǎn)品分布分析

從產(chǎn)物分布看，干氣、液態(tài)烴收率均低于設(shè)計值，汽油、柴油均高于設(shè)計值。從液態(tài)烴收率看：扣除C4回?zé)捔康挠绊懀O(shè)計原料裂解自產(chǎn)液態(tài)烴約為13.72t/h，而實際原料裂解自產(chǎn)液態(tài)烴約為10.54t/h。

從目的產(chǎn)品丙烯上來看，丙烯設(shè)計產(chǎn)量為15.42t/h，實際產(chǎn)量為10.20t/h，丙烯設(shè)計收率為15.24%，而實際收率為12.83%，相差2.41個百分點，主要是由于回?zé)扖4中烯烴含量較少，設(shè)計回?zé)扖4中反-2-丁稀和1-丁烯含量為45.53%，而實際回?zé)扖4中只占30.89%，反-2-丁稀和1-丁烯是轉(zhuǎn)化成丙烯的主要原料，反-2-丁稀和1-丁烯含量少，直接影響了丙烯的產(chǎn)量，降低了丙烯的收率。

反應(yīng)和分餾之間的重油循環(huán)量達到近34t/h，占總進料的29.90%，這說明反應(yīng)裂解能力不足，催化劑沒有將重油全部裂解成中間餾分(汽油、柴油)，中間餾分裂解成液態(tài)烴的程度也不足，所以副產(chǎn)物干氣收率也低。

從焦炭實際產(chǎn)量5.47t/h，低于設(shè)計值6.77t/h，按照設(shè)計收率計算焦炭量應(yīng)為5.32t/h，焦炭產(chǎn)量較設(shè)計值高0.15t/h，焦炭實際收率比設(shè)計收率高0.19%。主要是由于(1)原料流程改造，原料油由進入分餾塔取熱后，再經(jīng)油漿泵送至提升管反應(yīng)，改為少量新鮮原料去分餾塔塔底，控制分餾塔底溫，大部分直接和回?zé)捰蜐{混合去提升管反應(yīng)，使得分餾塔底餾分油中輕組分含量減少，在提升管總進料量不變的情況下，進料組份變重，增加了焦炭產(chǎn)量。(2)油漿和罐區(qū)渣油混合作為裝置原料，使得進料組份變重，也增加了焦炭產(chǎn)量。(3)一段再生斜管流化不穩(wěn)定，造成重油提升管裂解能力不足，約有34t/h重油在反應(yīng)和分餾之間循環(huán)，使得原料組份變重產(chǎn)生焦炭。

從以上分析看出，干氣收率較小，焦炭產(chǎn)量較大，主要是由于回?zé)捰蜐{較大，產(chǎn)生焦炭較大，而新鮮原料相對產(chǎn)生焦炭量還是不足，由此看出原料和油漿組合進料可以抑制原料產(chǎn)生干氣和焦炭的生成。

4 能源消耗分析

從表3中可以看出：除了外輸熱增加，降低了能耗外，其它均增加了能耗。其中：3.5MPa蒸汽和電能耗對能耗增加影響最大，分別達到了32.12%和57.10%。低溫?zé)嵩黾幽芎?.83%，燒焦增加能耗7.29%，循環(huán)水增加能耗4.26%。

表3 能源消耗分析

從表3數(shù)據(jù)中，可以看出影響裝置能耗的主要因素有：

(1)煙機未運行及運行未達設(shè)計指標，造成裝置總用電量高，增加了電的能耗。

(2)裝置熱量不足，油漿、外取熱3.5MPa發(fā)汽量低，未達設(shè)計值；氣壓機負荷未達設(shè)計值，但為使機組不喘振，反飛動量增大，使得汽輪機所用3.5MPa蒸汽量增大，以致于外來3.5MPa蒸汽用量增加，增加了3.5MPa蒸汽能耗。

(3)提高了C4進料溫度，增加了裝置低溫?zé)嵊昧浚黾恿说蜏責(zé)崮芎摹?/p>

(4)為保證兩器熱平衡，保證C4進料所需熱量，提高了原料中重組份含量，增加了焦炭產(chǎn)量，增加了燒焦能耗。

(5)裝置內(nèi)空冷冷卻效果不好，增加水冷冷卻器，造成循環(huán)水用量增大，增加了循環(huán)水能耗。

(6)優(yōu)化裝置操作，控制中段循環(huán)量，增加熱媒水回水溫度，提高了外輸熱能耗，降低了裝置能耗。

5 結(jié)語

從以上分析看出，中間產(chǎn)品產(chǎn)物分布與設(shè)計變化較大，主要是原料和油漿組合進料抑制了原料產(chǎn)生干氣和焦炭的生成，再生器熱量不足，C4回?zé)捔繜o法提高造成的。丙烯收率降低，主要是由于回?zé)扖4中反-2-丁稀和1-丁烯含量少，造成回?zé)扖4轉(zhuǎn)化率低，丙烯產(chǎn)率較低。裝置能耗較設(shè)計高，主要是煙機未運行，主風(fēng)機耗電量較大；再生器熱量不足，外取熱發(fā)汽量較小造成的。在今后的調(diào)整操作中主要是想辦法提高再生器熱量，提高回?zé)扖4量，也相應(yīng)提高3.5MPa蒸汽的發(fā)汽量，來達到設(shè)計的要求，提高目的產(chǎn)品的質(zhì)量，降低裝置的能耗。