關于催化裂化分餾崗位油漿循環系統堵塞預防和治理

雷應發(中國石油天然氣股份有限公司大慶石化分公司煉油廠重油催化二車間，黑龍江 大慶 163711)

0 引言

隨著我國石油化工產業的不斷發展，石油催化裂化分餾崗位設備(如分餾塔等)生產技術研究一直是石油化工技術研究的重點內容。但是在實際的生產過程中，催化裂化崗位設備循環系統堵塞問題一直是石化生產中存在的主要問題。因此，技術研究人員結合生產實踐，從堵塞問題產生的原因入手，開展了堵塞預防與質量研究。

1 系統堵塞產生的主要原因

1.1 石油產品質量問題

在實際的生產過程中技術人員發現，生產中采用的石油產品質量差是造成生產中產生結焦堵塞問題的主要原因。這主要是因為石油產品中膠質、瀝青質以及多環芳烴在生產中容易造成結焦與系統堵塞問題。如果生產中采用的石油產品中，以上幾種物質的含量以及密度、粘度不符合生產要求，就會造成結焦堵塞問題的提升。

1.2 分餾塔底的生產溫度

在本企業實際的生產過程中，催化裂化生產中的油漿溫度根據生產實際情況會控制在370～380℃之間，其目的是提高產品的回收率。但是在實際的生產中我們發現，生產原料中的烴類物質根據熱反應原理，在生產溫度升高的過程中，會造成其溶劑組分溶解能力降低，進而造成溶質組分分離率的增加。同時在隨著生產溫度提升，其組分的活化性也在提升，進而造成系統中油漿芳烴縮合，造成系統結焦堵塞問題。

1.3 油漿停留時間控制

生產中油漿在設備底部停留時間也是影響結焦堵塞問題的重要因素。一般情況下，設備底部油漿停留時間控制在5min左右較為合適。但是在實際的生產中由于設計原因，分餾設備會存在緩流區。而在這一區域，油漿滯留時間遠遠大于預定的5min，造成了區域性的結焦現象，進而造成分流設備循環系統整體出現結焦堵塞問題。

1.4 造成換熱器堵塞的主要原因

分餾設備中的換熱器是堵塞現象較為集中的區域。在實際生產中技術研究人員發現，換熱器生產中的線速指標是影響堵塞問題的重要因素。較低的生產線速更容易造成設備中蒸汽發生器產生粘結和催化劑的沉積問題，進而出現循環系統堵塞。

2 循環系統結焦堵塞問題的預防和治理

2.1 提高油漿流速，減少停留時間

由于生產中的油漿流速是影響系統結焦堵塞的主要因素，因此提高生產中油漿流速就成為了減少結焦堵塞問題產生的重要措施。在實際的生產中，我們將油漿流速控制在1.3m/s以上，就可有效降低油漿停留時間低于5min，進而有效的地提高生產中的油漿循環量。同時在生產中我們發現，分餾設備中的液位也是影響油漿流速的主要原因。因此在生產中我們將分餾設備中的液位控制在50%以下。經過以上的技術工藝優化措施，目前我企業催化裂化生產中油漿循環量被控制在290～350t/h之間，有效降低了油漿停留的時間。

2.2 有效控制分餾設備底部溫度

在生產試驗中技術人員發現，油漿中的烴類物質熱反應隨著生產溫度降低，也在同步減少。因此更加合理的控制生產溫度，也是減少結焦堵塞問題的主要措施。經過生產試驗分析，技術人員將分餾設備底部溫度降低至350～360℃之間，即可有效地降低因油漿熱反應造成的結焦堵塞問題。

2.3 生產操作優化措施

為了確保催化裂化生產中操作合理，進而避免因操作不當造成的結焦堵塞問題，技術人員根據生產實踐結果對現有的操作進行了優化。其優化重點在于如何根據油漿反應深度變化，有效控制油漿組成，即如何根據日常油漿密度以及其中固含量變化利用操作措施對油漿進行調整。其具體的操作措施為：當系統中的油漿密度參數大于1.05時，技術操作人員應及時外甩油漿。同時在油漿固含量高于技術指標情況下，操作人員也應根據技術分析結果對操作進行調整，并根據指標結果提高外甩量。

根據我企業在催化裂化生產中的實際情況，技術人員確定的操作優化包括了以下幾點：首先在正常生產情況下，操作人員根據規程進行定期外甩油漿操作。其次當生產中出現開停工過程或出現操作異常的情況下，油漿中的催化劑會造成產品中固含量增加。在這種情況下，操作人員應采用邊補邊甩的操作措施，即利用操作措施提升油漿外甩量，進而避免催化劑在循環系統中的沉積。

雖然我們的操作優化取得了一定效果，但是在生產中由于分餾塔設備抽出口部位相對平坦，進而造成緩沖區角度低于催化劑流動需要的休止角度，因此該位置依然存在催化劑沉積問題。因此目前的操作優化措施具有較好的循環系統防堵塞作用，但是防止分餾設備底部結焦的效果不明顯。

2.4 采用有效的阻垢劑

在催化裂化生產中，阻垢劑的主要作用一是發揮其分散性能，進而有效阻止油漿中固化物，如生產中的催化劑粉末、結焦物等物質的聚集；二是發揮其抗氧性，進而與油漿中的被氧化烴自由基結合為惰性分子，避免氧引發聚合物形成。我企業從2002年起開始采用ZG-FCC-02型油漿阻垢劑，經生產實踐發現起其防止系統堵塞效果較好。

2.5 工藝流程優化與新型油漿泵的使用

根據圖1所示，在實際生產中系統中的3、4號蒸汽發生器最容易出現堵塞現象。這主要是因為這兩個蒸汽發生器位于循環流程末端，在系統整體運行的情況下因油漿線速較低，因此容易出現堵塞現象。為此技術人員開展了詳細的生產實驗。實驗結果顯示，生產中采用一組整齊發生器(1、2或3、4配合使用)就能滿足循環系統生產中的取熱與壓降要求，同時確保了生產中的流速達到1.1至1.4m/s，減少線速較低造成的結焦堵塞問題。因此在生產中我們采用了分機組工作措施，主要措施為：以3、4號為主機組，1、2 為備用機組。在主機組發生故障的情況下使用備用機組，并及時搶修主機組。主機組搶修完成后，再次啟動主機組。這種工藝流程的采用首先確保了生產中的油漿流速；其次避免了3、4 號發生器發生嚴重的堵塞問題，最后確保了循環系統長期運行。

圖1 分餾崗位循環系統設備圖

在優化生產流程過程中技術人員還發現，在設備開工以及事故恢復過程中，生產中使用的催化劑經常大劑量進入分餾設備底部。在這種情況下，技術人員需要采用氣蝕余量較高的油漿泵，盡快將塔底油外甩，進而有效減少底部抽空時間，降低生產中的結焦堵塞問題。

3 進一步改進的意見

在實際的生產實踐中，技術人員將造成分餾裝置結焦堵塞原因概括為溫度、停留時間、油漿成分以及催化劑構成4個主要因素。經過生產實踐研究，技術人員通過調整工藝操作的模式，有效的改善了生產中的溫度、油漿成分以及催化劑構成3個主要因素。同時技術人員利用增加系統的循環量與降低設備底部液位方式減少了油漿的停留時間。但是在生產中技術人員發現目前在生產中還存在以下兩個問題：首先是由于當前分餾設備底部結構平坦以及油漿抽出方式依然有待改進，進而避免因油漿抽出角度低于催化劑流動所需要的休止角，造成底部結焦堵塞問題的出現；其次是在停留時間研究中，其技術參數只是平均化數據概念，實際生產中緩流區停留時間依然難以得到有效地控制，因此只有有效的去除緩流區才能減少結焦堵塞問題的出現。