探究UOP工藝技術在催化裂化裝置的應用

鄭小輝

摘要：在UOP工藝中，采用了完全再生、預提升等一系列先進技術，能夠在降低工藝能耗的同時，滿足產品選擇需求。基于此，本文對UOP工藝技術展開了分析，然后對相關技術在催化裂化裝置中的應用實踐進行了探討，最終發現技術的應用能夠在提高產品收率的同時，降低能耗，值得石油行業推廣應用。

關鍵詞：UOP工藝;催化裂化裝置;完全再生技術;預提升技術

引言：在世界原油生產領域，UOP工藝技術在重油轉化方面得到了廣泛應用。中國石油在拓展海外市場時，還要把握發展形勢，在催化裂化裝置建設中加強UOP工藝技術應用，以便通過提高自身重油轉換能力獲得更大市場份額，并通過有效控制生產能耗滿足國家節能生產要求，促使行業取得可持續發展。

1 UOP工藝技術分析

UOP工藝屬于現代化煉油工藝，由一系列專利技術構成，如完全再生技術、VSS快速分離、預提升技術等等。其中，完全再生技術可以實現催化劑的高效再生利用，以便取得較好燒焦效果，需要由再生器實現，具有操作簡單、可操作性強、安全性好等特點，構件不容易損壞，可用于實現催化裂化裝置升級改造。預提升技術則是采用平推流方式使催化劑向上運動，做到與油滴充分接觸，能夠在減少蒸汽消耗的同時，減輕催化劑失活問題。采用VSS快速分離技術，能夠加快反應器末端催化劑與油氣的分離速度，減少油氣停留時間和熱裂化等反應的發生，促使液體產品收率得到提高。此外在UOP工藝中，在進料霧化、取熱等方面都提出了專利技術，能夠起到優化生產過程的作用，因此需要在國內石油生產中得到應用。

2 UOP工藝技術在催化裂化裝置的應用

2.1項目概況

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。裝置設計原料殘渣比為52%，殘炭為4.5%，催化劑使用巴斯夫，藏量為350t，加劑量達到10.5t/d。裝置屬于重要物料和能量的平衡裝置，產品設計汽油RON>91，干點<210℃，分布>50.7%，柴油95%點<360℃，分布>15.8%，油漿閃點>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裝置設計

在裝置設計上，采用高低并列式再生器，與反應沉降器并列布置，催化劑均為重力流，擁有分布均勻床層，能夠為燒焦提供便利。再生器為兩段，分別為貧氧和富氧，定碳不超過0.05%。煙氣在一段混合后，在二段能夠保持較高主風利用率。取熱器為全密相流外形式，能夠加強再生溫度控制，實現靈活調節。利用直抽大氣流化風機提供流化風，實現汽水強制循環，能夠保證汽水在管束內得到均勻分布。在汽提段采用VSS快速分離技術，并完成AFTM環形擋板設計，使管末端處于VSS室內。利用筒式容器和擋板，能夠將快速分離結構與沉降器上內腔分離開來。頂部油氣出口與分離器入口保持聯通，能夠降低油氣停留時間。采用渦流分離技術，能夠在反應器末端實現油氣與催化劑的快速分離，促使產品選擇性能得到優化。縮減沉降器內油氣停留時間，能夠使干氣和焦炭產率得到減少。將蒸汽和干氣當成是介質實現預提升，可減少催化劑失活問題的發生，使蒸汽耗用量得到減少。采用Optimix進料霧化噴嘴，有助于實現蒸汽二次霧化，提高原料進入噴嘴線速。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，促使產品分布得到優化，并且有效避免結焦。此外，通過采用SIS邏輯系統能夠完成切斷閥和自保系統設置，使裝置能夠實現自動化生產與控制，切斷進料或主風可以安全退守，增強裝置運行安全性。

2.3工藝操作

項目在2018年投入運行，實際在工藝操作中，還要意識到位于再生器和反應器出口的快速分離系統可能發生催化劑跑損問題。因為在入口線速在4.5-11.5m/s的條件下，系統無法取得理想分離效果。使用的旋分分離器分為兩級，各10組，需要使主風流量達到200t/h，壓力達到0.18MPa，才能使入口線速提高至16m/s，取得較高分離效率。在轉劑時，還應確保入口線速在3.2-4.5m/s范圍內，確保提供的驅動力能夠使催化劑達到提升管頂部。為避免跑劑發生，需要將汽提段的料位控制在35%以下。通過加強再生器溫度提升控制，能夠減少蒸汽耗用量，減少失活等問題的發生。在反應器工作中，需要采用分餾裝置和氣壓機實現工作壓力調節，使工藝成本得到有效控制。在開工階段，需要設置288℃的反應溫度，在提升管底部添加汽油，提高入口線速。與此同時，需要適當增加蒸汽供給，確保頂循環正常建立，避免循環泵出現抽空問題。使再生閥接近正常開度，可以避免反應溫度發生過大波動。采取吸收穩定系統提前打通氣壓機，使其平穩運行，在噴油后加強反應壓力控制，能夠確保入口壓力達到裝置生產運行要求。從時間生產情況來看，原料量為246000kg/h，沉降器的壓力達到0.234MPa，再生反應溫度為515℃，主風量達到4075m？/min，裝置其余各項性能參數也需要與設計值保持基本一致。

2.4應用效果

從UOP工藝在催化裂化裝置中的應用效果來看，如表1所示，相較于設計目標值，汽油和柴油的收率有所提高，輕油收率能夠達到較高水平，約為69.8%。由此可見，采用UOP工藝能夠使催化劑保持較高活性，并促使反應充分開展。而產品質量均能達到設計值，能夠滿足產品質量控制要求。從裝置能耗情況來看，設計的裝置能耗為58.5kgEo/t原料，實際裝置能耗為56.7kgEo/t原料，主要是因為催化燒焦能耗有所減小。通過采用UOP工藝，能夠減少催化劑結焦問題的發生，促使裝置整體能耗得到減小。而從催化劑單耗上來看，能夠從設計的1.5kg/t原料降低至1.4kg/t原料。由此可見，在催化裂化裝置中應用UOP工藝技術，在實現產品選擇性能優化的同時，能夠加強能耗控制。

3結論

綜上所述，在重油催化裂化裝置中整套引進UOP工藝技術，能夠通過完全再生、VSS快分、高效汽提等操作使汽油質量分布達到51.47%，柴油質量分布和液化氣質量分布分別達到18.36%和12.34%，同時使單位能耗降為56.7kgEo/t原料，催化劑單耗達到1.4kg/t原料。因此應用UOP工藝技術進行原油生產，能夠加強生產能耗控制的同時，提高產品選擇性能，使企業生產水平得到提升。

參考文獻：

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

[2]黃韜.UOP催化裂化技術在煉廠的應用[J].化工設計通訊，2019，45（05）：92-94.

（作者單位：浙江石油化工有限公司）