淺析催化裝置兩器熱點產生原因及解決措施

陳猛

（大慶宏偉慶化石油化工有限公司，黑龍江 大慶 163000）

1 催化裂解兩器的基本情況

裂解裝置兩器主要是指反應器和再生器，本裝置再生器總高47.4m，反應器總高51.8m，由中國石油第七建設公司承建。兩器的主要任務是完成原料油的轉化。原料油通過反應器與催化劑接觸并反應，不斷輸出反應產物，催化劑則在反應器與再生器之間不斷循環，在再生器通入空氣燒去催化劑上的積炭，恢復催化劑的活性，使催化劑能夠循環使用。燒焦放出的熱量又以催化劑為載體，不斷帶回反應器，供給反應所需的熱量，過剩的熱量由專門的取熱設施取出進行利用。

大慶宏偉慶化公司裂解裝置兩器易產生熱點部位襯里結構形式，如表1。

表1

2 易產生熱點的部位及原因

兩器熱點即為兩器外壁實測溫度超出器壁材質能夠承受的溫度。裂解裝置在運行過程中出現的局部過熱主要分布在以下幾個位置：外循環管、外循環管與再生器連接處、一段再生斜管、二段再生斜管及下部蝦米腰、一段待生斜管人孔的短節、二段再生斜管引壓管、二段斜管膨脹節，外取熱脫氣線等部位。熱點產生主要有以下幾點原因：（1）襯里施工不佳出現裂縫或脫落；（2)設備膨脹不均，導致襯里發生龜裂；（3）局部渦流沖刷比較劇烈導致襯里脫落；（4）設備內松動點周圍催化劑流動比較紊亂，導致局部沖刷劇烈；（5）引壓管伸入設備內部,導致襯里不完整，可能存在裂縫；（6）襯里烘干不當，導致襯里性質變化或出現鼓包，裂紋；（7）兩器轉劑速度過快，導致溫升速率大，器壁與襯里膨脹嚴重不一致，最終襯里脫落，出現熱點。

3 熱點產生危害

熱點產生導致兩器器壁材質失去強度，材質碳化，如果催化劑直接沖刷器壁會導致沖刷腐蝕、磨穿器壁、裝置停工、嚴重會危及人員生命安全。

4 熱點避免的幾點措施

（1）加強兩器襯里施工的質量管控。首先選用的襯里施工企業要有健全的質量管理體系，成熟的襯里施工隊伍，并有所承擔工作內容相應的建筑業企業資質等級和安全生產許可證；質量管控主要在于襯里施工過程中金屬表面處理、錨固釘的安裝、襯里混凝土的攪拌、襯里施工、施工縫的處理、特殊部位的襯里施工、養護等環節應符合設計文件GB50471-2008、SH/T3609-2011及相關規定要求；金屬表面除銹應采用噴砂除銹，局部可采用動力工具除銹。除銹后應將作業表面清理干凈并防止雨淋。焊后需要熱處理的設備，應在熱處理前將錨固釘焊接完畢。雙層側拉型圓環的柱形螺栓應與器壁滿焊，并應與器壁垂直，其側拉環應應在隔熱襯里施工后安裝。施工環境的溫度要求，襯里材料的施工環境溫度一般應維持在5～35℃。若環境溫度在正負5℃之間，干料應存放在取暖間內，并要求使用熱水拌料，拌合的溫度要在10℃以上；若溫度在30℃以上，施工則注意降溫或在技術人員指導下摻加緩凝劑。施工時用水要求，施工用水應選用新鮮、干凈的水源。pH值6.5～7.5。襯里加水應有專用的量具，加水量應根據現場的溫度、濕度、運輸距離和施工的工藝進行調整，但不得超過產品使用技術條件規定的范圍，加水量見表2（參考）。

表2

襯里攪拌要求，襯里混凝土的攪拌必須使用強制攪拌機，襯里材料預混1分鐘后加水，加水攪拌時間為3～4分鐘，攪拌成生面團或油灰狀即可，對于摻和鋼纖維的襯里材料，鋼纖維要求在干料預混時均勻撒在材料內。制作襯里的要求，當澆注施工時，模板使用涂油鐵模或有隔水層的木模，采用振動棒振動，振動時間不可過長，防止分層，應連續施工，如中斷施工則接縫處應修成臺階狀。當涂抹施工時，將攪拌好的襯里材料用力壓入模具內，搗實使密度均勻，厚度一致，表面平整，無麻面及裂縫。施工完畢，48小時后脫模，襯里在自然通風中濕養護48小時后，即可進行烘干處理。襯里材料的可施工時間為30分鐘左右，已經凝結的料塊不能再加水攪拌使用。不同牌號的襯里材料不能混合攪拌使用。錨固釘的種類、型號和材質應符合設計文件要求，并且在焊接到設備上前應抽樣測定化學成分。襯里施工前要求對襯里試塊報檢。最后還要要求襯里料生產企業向用戶提供襯里的各項性能的書面保證，內容至少包括襯里的性能指標，以高耐磨襯里為例（如表3）。

表3 主要襯里材料的性能指標

（2）注重開停工的溫度控制保證襯里烘干質量。嚴格按照裝置兩器升溫曲線進行升溫，開工升溫曲線中115℃恒溫24小時，升溫至320℃需要10個小時，320℃恒溫20小時，再次升溫540℃需要10個小時，然后540℃恒溫7小時，要求升溫曲線一般以沉降器汽提段溫度為基準，其余為燒焦罐底部溫度、再生器稀相下部溫度,爐膛溫度不得大于900℃，轉劑時溫升速度要求每分鐘≤15℃、每小時≤150℃、轉劑時燒焦罐溫度控制550～600℃，要有合理的升溫速率、充足的恒溫時間，以確保襯里不出現質量缺陷。

（3）提高兩器熱點日常管理。兩器熱點的日常管理從以下幾個方面著手：①監測人員：值班人員負責每天的兩器熱點監測，班組操作人員負責每周三兩器熱點溫度監測工作。班組實施溫度監測的人員要求相對固定，每班組的班長或反應人員。②監測點：兩器熱點臺賬的監測點，其余隨機選擇監測點。若隨機監測點出現溫度較高的，應及時記錄在臺賬的隨機點處，并匯報車間值班。（兩器外表面涂刷為變色有機漆，對顏色變白部位重點注意并監測）。③監測儀器：統一使用3M DROP測溫槍，以增加數據的可比性。④監測分析：設備管理人員對兩器熱點使用熱成像儀進行監控，并每個月出具兩器熱點監測報告對熱點變化情況進行整體分析。⑤監測標準：根據所測溫度將熱點分為三個等級，并評價為監測、重點監測、不允許運行三種狀態。通過日常的熱點管理能夠及時發現熱點并通過監測報告進行對比分析，可以有效進行制定整改方案消除熱點。

5 結語

裂解裝置兩器熱點的產生，嚴重影響裝置的安全平穩生產，只有加強兩器襯里施工質量，嚴格按照裝置兩器升溫曲線進行升溫，保證襯里的完好性，同時，加強兩器熱點日常檢查和分析，才能保證裝置的長周期平穩運行。