淺析原料油性質(zhì)變化對催化裂解裝置的影響

許　波

(中海油東方石化運行一部，海南 東方　572600)

1　原料油性質(zhì)的變化及產(chǎn)生的影響

1.1　原料油性質(zhì)變化分析

眾所周知原料油性質(zhì)變化對催化裂解裝置的影響是巨大的，原料油性質(zhì)分物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，其中包括密度.殘?zhí)?分子量餾程烴組成及重金屬含量等，他們的變化都會影響到催化裝置的正常生產(chǎn)[1]，所以原料油性質(zhì)的變化對我們就顯得格外重要，這就要求我們時刻關(guān)心原料油的化驗分析數(shù)據(jù)。

本公司在2018/3/15號對原油配比進行了調(diào)整，在原料預(yù)處理裝置沒有及時調(diào)整操作的情況下，對催化原料油產(chǎn)生了較大的影響(催化的原料為常壓直供，常3線的95%直接影響催化原料的輕重)。

以下是本公司2018/3/15號(前)和2018/3/16號(后)的常3線95%點還有原料油常規(guī)的化驗分析數(shù)據(jù)，見表1。

表1　原料油常規(guī)的化驗分析數(shù)據(jù)

1.2　原因分析及產(chǎn)生的影響

1.2.1原因

通過以上分析結(jié)果可以看出，由于原料預(yù)處理裝置原油配比的變化(原料預(yù)處理裝置原油有3種，潿洲原油、陸豐原油、西江原油)，每種原油的性質(zhì)都有差別，輕質(zhì)油收率都不一樣。原油調(diào)整方案為：本裝置潿洲油比例不變，由原來的潿洲與西江組合改為潿洲與陸豐組合，根據(jù)原料預(yù)處理裝置對原油的餾程化驗分析可知潿洲與西江的組合比潿洲與陸豐的組合輕收少5%左右。

在操作調(diào)整的初期，原料預(yù)處理裝置為了能保證常3線95%點滿足質(zhì)量指標(biāo)的要求，所以盡量輕控，這樣就造成了原料預(yù)處理渣油(也就是催化直供料)輕組分變多，根據(jù)化驗分析可以看出，見表2。

表2　調(diào)整前后 的變化

催化裝置生焦多少對催化裝置的影響是巨大的，催化裂化焦炭大致分為以 下四種焦：

(1)原料焦 原料焦也稱附加焦，就是進料殘?zhí)可埂υ?料殘?zhí)可贡娬f紛紜，較多的人認為殘?zhí)康?0%～80%生成焦炭， 石科院對國內(nèi)催化裂化數(shù)據(jù)整理 后認為進料的殘?zhí)?5%變?yōu)榻固俊?/p>

(2)可汽提焦 可汽提焦又稱劑油比焦。是催化劑在循環(huán)過程中， 催化劑孔隙和顆粒之間攜帶進入再生器的油氣。 一般認為催化劑表面吸附油氣也占相當(dāng)比例。可 汽提焦是催化裂化焦炭中的高H/C組分，不僅對 總生焦率有影響，而且對焦炭含氫量有很大影響。

(3)催化焦 是芳烴縮合的最終產(chǎn)物，無論從烷烴、烯烴、還是 從芳烴開始，催化焦都是雙分子反應(yīng)的產(chǎn)物。由于 芳烴反應(yīng)性能低于烷烴，所以，反應(yīng)深度增大，轉(zhuǎn) 化率增加，意味著有更多的芳烴參加反應(yīng)，有更多 的生焦機會，生焦與轉(zhuǎn)化率呈指數(shù)關(guān)系上升。

(4)污染焦 催化劑上沉積了有害金屬鎳、釩、鈉等，會對生焦 產(chǎn)生影響，增加了生焦，這部分焦炭稱為污染焦。 污染程度愈高，污染焦炭愈多，但污染到一定程度 后，生焦率幾乎與金屬無關(guān)，一般認為，裝置中鎳 有一大部分在反復(fù)的反應(yīng)再生過程中被鈍化，具有 脫氫生焦活性的鎳只是催化劑上鎳的一小部分。

從表2中很容易就會發(fā)現(xiàn)，原料油中538℃以前組分比之前所占的百分數(shù)多了很多。原料油中輕質(zhì)烴變多，這樣一方面會導(dǎo)致鈍化催化劑上的重金屬的能力變強，催化劑得到保護，催化劑與原料油接觸更加充分，生焦自然就會變少；另一方面，根據(jù)化驗分析可以看出，新原料中所含有的芳烴比原來原料中的芳烴含量低，而多環(huán)芳烴和烯烴是生成焦炭的主要成分(芳烴的來源有兩部分，一部分是烯烴環(huán)化生成芳烴，另外一部分是原料油中自帶的芳烴)，芳烴裂化速度很低，并且芳烴的主要反應(yīng)是縮合反應(yīng)，縮合反應(yīng)的產(chǎn)物是稠環(huán)芳烴，稠環(huán)芳烴是生成焦炭的的主要原因；所以反應(yīng)的生焦量就會收到影響。

1.2.2產(chǎn)生的影響

由于原料性質(zhì)變輕，本裝置的各個參數(shù)的變化也變化的很明顯，再生器燒焦罐密相溫度快速下降、再生器密相溫度快速下降、再生器稀相溫度快速下降，這樣第一反應(yīng)器出口溫度、第二反應(yīng)器出口溫度，三反溫度都隨之下降；原料預(yù)熱溫度升高。

這都是由于生焦少所造成的，再生器的熱量大部分都是燒焦時放出的熱量，所以根據(jù)燒的化學(xué)方程式：C+O2(過量)=點燃=CO2；2C+O2=點燃=2CO；2H2+O2=2H2O可知，生焦少了需要的氧氣少了，那么主風(fēng)量自然就需要降低了，就會由于主風(fēng)調(diào)節(jié)不及時，主風(fēng)溫度較低會有熱量損失在主風(fēng)加熱上，這樣對再生器的溫度也是不利的；主風(fēng)量得了再生器氧含量分析儀的氧含量自然高于正常值。

第一再生斜管滑閥、第二再生斜管滑閥、待生滑閥在自動狀態(tài)下都比之前開度要大。熱量變少外取熱取熱量減少，產(chǎn)汽量也會減少；反應(yīng)器頂壓力和分餾塔頂壓力在其他參數(shù)不變的情況下都有所下降，由于輕組分變少，氣壓機入口量會有所不足，氣壓機反飛動自己打開，干氣產(chǎn)量下降。

分餾塔頂回流罐的液位也會下降，進料量不變的情況下，有一些長鏈烴類沒有反應(yīng)，再加上反應(yīng)溫度低，在分餾塔內(nèi)不能很好的分離，這樣有一些較輕的組分就會下降到分餾塔底使分餾塔底液位上升，這樣油漿就會變輕，油漿變輕以后，油漿泵的電流會隨著升高，塔底負荷變大，回?zé)捰凸抟何簧仙@些現(xiàn)象如果不及時解決對催化的正常操作都有很大的影響。

2　采取的措施

由于原料油性質(zhì)的調(diào)整需要一段時間，所以我們需要采取一些有效的措施，來保證催化裝置的正常運行，(1)催化劑循環(huán)量：由于反應(yīng)出口溫度降低，滑閥在自動狀態(tài)下會自動開大，我們在盡量在保證第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器出口溫度能維持正常生產(chǎn)的情況下將滑閥改到手動，讓催化劑循環(huán)量不要太大，以免對催化流化不利；(2)提油漿回?zé)捈凹庸ち浚鹤钅軌蛴行д{(diào)節(jié)再生器溫度的手段是油漿回?zé)挘吞岣呒庸ち浚捎诒狙b置油漿回?zé)捚綍r不用，在這種情況下就應(yīng)該投用油漿回?zé)挘刂苹責(zé)捔吭?～5噸，如果熱量過剩由外取熱取走；原料油進料量由以前的120t/h提高到130t/h，提高處理量的幅度有限，所以提量后效果不盡如人意，最后是油漿回?zé)捄吞嵩嫌土抗餐饔貌艅倽M足再生器的熱量，但是外取熱量依然很少；(3)調(diào)整分流操作：油漿的輕重直接影響燒焦熱量的多少，對分餾塔的調(diào)節(jié)也至關(guān)重要，將分餾塔塔底中的較輕組分盡量的多蒸發(fā)上去，在滿足指標(biāo)的情況下，提高一中回流溫度，減少油漿上返塔量，提高油漿上返塔溫度，多出些柴油組分，這樣油漿密度及粘度都會起來，再生器熱量也會隨之變多。

3　調(diào)整后的結(jié)果

再生器燒焦罐密相溫度、再生器密相溫度、再生器稀相溫度均恢復(fù)正常，第一反應(yīng)器出口溫度、第二反應(yīng)器出口溫度，三反溫度都恢復(fù)正常；外取熱滑閥開度比以前小一些，產(chǎn)汽量從以前的21t/h變成現(xiàn)在的16t/h；分餾塔進料溫度恢復(fù)到522℃；在分餾塔液位穩(wěn)定的情況下油漿外甩量恢復(fù)到了3t/h(由于前面原料性質(zhì)變化，分離塔液位過高，外甩量大了一些)；氣壓機反飛動調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉狀態(tài)；油漿泵電流恢復(fù)正常。

經(jīng)過調(diào)整后，產(chǎn)汽量有所提高，本裝置3.5MPa蒸汽分兩部分，一部分自產(chǎn)，另外一部分來自于電廠，自產(chǎn)量還滿足不了氣壓機的工況要求，有40t/h左右為外購自電廠，當(dāng)本裝置能夠多產(chǎn)中壓蒸汽的情況下外購量有所減少，從整體考慮有一定的經(jīng)濟效益。

4　裝置的存在的問題

原料性質(zhì)變輕以后，為了能夠更好的控制反應(yīng)溫度，這時候開始投用油漿回?zé)挘捎谝郧坝蜐{回?zé)挄r而投用，投用后停下來并沒有及時吹掃出來，有可能導(dǎo)致油漿回?zé)捁芫€凝結(jié)需要投用時不通暢；油漿回?zé)捔康拇笮∫彩艿搅讼拗疲責(zé)捔窟^大，原料油霧化不好，影響反應(yīng)的進行，而且噴嘴容易結(jié)焦。回?zé)捔窟^小則生焦量不足，再生器燒焦熱量不夠，也影響反應(yīng)的進行；回?zé)捔渴艿较拗疲敲丛偕鞯臒崃孔匀痪蜁艿接绊懀詮漠a(chǎn)汽量會變少，為了維持氣壓機正常運轉(zhuǎn)，外購蒸汽量自然增多，成本自然有所增加。

回?zé)捰蜐{增加以后，外甩油漿變少，油漿線速降低，油漿系統(tǒng)發(fā)生凝結(jié)堵塞的可能性大大增加，油漿系統(tǒng)的可回收熱量也有所減少。

催化裝置受上游裝置的影響比較大，如果罐區(qū)能有設(shè)置一個緩沖罐，在上游裝置波動的情況下取消或減少直供料，那么對催化裝置的影響自然會變少。

5　結(jié)束語

催化裝置原料油性質(zhì)的相對穩(wěn)定，對操作來說是至關(guān)重要的，催化工藝操作參數(shù)的確定與催化原料油性質(zhì)密切相關(guān)，為了保證催化裝置能夠安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)，這就要求我們在以后的生產(chǎn)中努力配合，積極調(diào)整，認真操作