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催化裂化裝置旋風(fēng)分離器運(yùn)行情況分析及對(duì)策

文檔作者：馬明亮盧朝鵬趙靜文檔來(lái)源：中國(guó)石油蘭州石化分公司煉油廠		更新日期： 2026年05月11日	點(diǎn) 擊數(shù)：
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催化裂化裝置旋風(fēng)分離器運(yùn)行情況分析及對(duì)策
馬明亮 盧朝鵬 趙靜
中國(guó)石油蘭州石化分公司煉油廠
摘要:針對(duì)蘭州石化300×104t/a重油催化裂化裝置反應(yīng)-再生系統(tǒng)沉降器VQS、單級(jí)旋風(fēng)分離器、
再生器一、二級(jí)旋風(fēng)分離器運(yùn)行情況進(jìn)行分析,通過(guò)收集對(duì)比裝置運(yùn)行周期內(nèi)相關(guān)操作條件,結(jié)合裝置
歷次大檢修期間的檢查維修情況,判斷上述氣固分離設(shè)備工作性能均表現(xiàn)出分離效率下降、運(yùn)行狀況惡
化的現(xiàn)象,確定分離效率下降的主要原因包括設(shè)備長(zhǎng)周期運(yùn)行帶來(lái)的變形破損、內(nèi)部損壞部位無(wú)法完全
檢查修復(fù),以及由此帶來(lái)影響裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行的主要問(wèn)題,包括油漿泵磨損、結(jié)焦增加、催化劑跑損、煙
氣輪機(jī)的磨損和葉片結(jié)垢、鍋爐管束積灰等。提出并實(shí)施沉降器VQS、單級(jí)旋風(fēng)分離器以及料腿的整
體更換、再生器一二級(jí)旋風(fēng)分離器及料腿的整體更換。在裝置新的運(yùn)行周期內(nèi),上述氣固分離設(shè)備運(yùn)行
良好,催化劑得到高效分離,徹底消除了裝置的生產(chǎn)瓶頸。
關(guān)鍵詞:催化裂化;沉降器;再生器;旋風(fēng)分離器;催化劑
DOI:10.3969/j.issn.1007-3426.2020.06.006
Operationsituationanalysisandcountermeasuresofthecyclone
separatorforcatalyticcrackingunit
MaMingliang,LuZhaopeng,ZhaoJing
TheRefineryofPetroChinaLanzhouPetrochemicalCompany,Lanzhou,Gansu,China
Abstract:Basedonthe3000×103t/aheavyoilcatalyticcrackingunitofLanzhouPetrochemical
Company,theoperationstatusofthereaction-regenerationsystem disengager VQS,single-stage
cycloneseparator,andthefirstandsecondstagecycloneseparatorsoftheregeneratorwereanalyzed.
Therelevantoperatingconditionsduringtheoperation period ofthedevice werecollectedand
compared,combinedwiththeinspectionand maintenanceofthedeviceduringthepreviousmajor
overhauls,itwasjudgedthattheworkingperformanceoftheabovegas-solidseparationequipment
showedthephenomenonofseparationefficiencydeclineandoperatingconditionsdeterioration,and
themainreasonsoftheseparationefficiencydeclineincludedthedeformationcausedbythelongperiodoperationoftheequipment.
Damagedandinternaldamagedpartscouldnotbefullyinspected
andrepaired,andthemainproblemsthataffectedthelong-termoperationofthedevicecausedby
this,includedthewearoftheslurrypump,theincreaseofcoking,thelossofcatalyst,thewearof
thefluegasturbineandthefoulingoftheblades,andtheboilertubebundledustandsoon.The
settlerVQS,single-stagecycloneseparatorandoverallreplacementofmateriallegs,regeneratorfirst
and second cyclone separators and overall replacement of materiallegs were proposed and
implemented.Inthenewoperationperiodofthedevice,theabove-mentionedgas-solidseparation
equipmentoperates well,and the catalystis efficiently separated,completely eliminating the
bottleneckofthedeviceproduction.
Keywords:catalyticcracking;settler;regenerator;cycloneseparator;catalyst
34
石油與天然氣化工
CHEMICALENGINEERINGOFOIL &amp;amp; GAS 2020
作者簡(jiǎn)介:馬明亮(1981-),高級(jí)工程師,2003年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(華東)化學(xué)工程與工藝專業(yè),大學(xué)學(xué)歷(工學(xué)學(xué)士),現(xiàn)就
職于中國(guó)石油蘭州石化公司,從事石油煉制工作,多次獲公司級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)。E-mail:mamingliang@petrochina.com.cn
催化裂化是煉油工業(yè)中重要的二次加工過(guò)程[1],
是將重油輕質(zhì)化的重要手段。該工藝過(guò)程使原料油在
適宜的溫度、壓力和催化劑存在的條件下,進(jìn)行分解、
異構(gòu)化、氫轉(zhuǎn)移、芳構(gòu)化、縮合等一系列化學(xué)反應(yīng),原料
油轉(zhuǎn)化成氣體、汽油、柴油等主要產(chǎn)品及油漿、焦炭等
副產(chǎn)品。催化裂化過(guò)程具有輕質(zhì)油收率高、汽油辛烷
值高、氣體產(chǎn)品中烯烴含量高等特點(diǎn)。中國(guó)石油蘭州
石化分公司重油催化裂化裝置設(shè)計(jì)規(guī)模為300×104
t/a,主要加工減壓蠟油與減壓渣油混合原料,裝置主
要由反應(yīng)-再生、分餾、吸收穩(wěn)定、熱工、主風(fēng)四機(jī)組、氣
壓機(jī)組等單元組成,其中反應(yīng)-再生系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱
反-再系統(tǒng))是裝置的核心,也是影響裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行
的關(guān)鍵因素[2-4]。
該裝置自2003年7月首次投產(chǎn)以來(lái),運(yùn)行至今已
歷時(shí)15年,期間雖先后經(jīng)歷6次大檢修,但對(duì)于反再
系統(tǒng)長(zhǎng)期使用的提升管出口旋流快分(vortexquickseparation,
以下簡(jiǎn)稱VQS)、沉降器頂旋風(fēng)分離器、再
生器一、二級(jí)旋風(fēng)分離器等內(nèi)構(gòu)件產(chǎn)生的內(nèi)部損壞部
位,僅做過(guò)局部修補(bǔ)和修復(fù)性措施,未予以徹底解決。
因此,在2016年8月~2019年4月的運(yùn)行周期中,相
關(guān)內(nèi)件均表現(xiàn)出工作性能降低、工作狀況惡化等問(wèn)題,
以下將分別進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
1 沉降器旋流快分及單級(jí)旋風(fēng)分離器
300×104t/a重油催化裂化裝置提升管選用VQS
旋流快分、預(yù)汽提和多段汽提技術(shù)。采用VQS旋流
快分、預(yù)汽提和多段汽提技術(shù)可實(shí)現(xiàn)氣-固快速分離,
分離后油氣快速引出和分離下來(lái)的催化劑快速預(yù)汽
提,使油氣在沉降器內(nèi)的停留時(shí)間縮短到5s以內(nèi)[5],
減少油氣在沉降器高溫環(huán)境下的過(guò)裂化反應(yīng),從而有
效地降低干氣和焦炭產(chǎn)率,減緩沉降器內(nèi)部的結(jié)焦。
1.1 提升管出口VQS旋流頭運(yùn)行情況
自2003年7月裝置投產(chǎn)以來(lái),沉降器VQS組合
未進(jìn)行過(guò)更換。由于長(zhǎng)期在高溫高流速的環(huán)境中運(yùn)
行,2011年7月,大檢修時(shí)首次出現(xiàn)旋流頭破損現(xiàn)象。
其后,在2014年、2016年、2019年的歷次大檢修時(shí),均
發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部損壞較嚴(yán)重,如2016年7月停工檢修,經(jīng)
過(guò)對(duì)沉降器進(jìn)行內(nèi)部檢查后發(fā)現(xiàn),VOS旋流頭三臂均
出現(xiàn)破損,在旋流臂的頂部、背部、底部有3處破損,最
大的破口約350 mm×300 mm;2019年5月停工檢
修,經(jīng)過(guò)對(duì)沉降器內(nèi)部檢查后發(fā)現(xiàn)VOS一側(cè)旋流臂
明顯開(kāi)裂,見(jiàn)圖1。
VQS損壞主要是在懸臂筒體出現(xiàn)穿孔、開(kāi)裂以及
耐磨襯里變形鼓包等情況,而其造成VQS分離效率
下降的主要原因在于:
(1)VQS旋流臂變形,導(dǎo)致快分旋流流場(chǎng)方向變
化,內(nèi)外渦流運(yùn)動(dòng)破壞,外渦流向下運(yùn)動(dòng)不到位,使內(nèi)
渦流攜帶固體顆粒進(jìn)入頂旋。
(2)VQS 旋流臂破損,導(dǎo)致部分油氣偏流或短
路,與催化劑接觸不充分,未經(jīng)過(guò)旋流頭分離;也造成
出口線速度降低,線速度處于邊界條件或降至不穩(wěn)定
區(qū)線速度以內(nèi),使得油氣攜帶催化劑固體顆粒,造成催
化劑的損失。
此外,油氣線速度降低后,延長(zhǎng)了油氣在沉降器內(nèi)
的停留時(shí)間,導(dǎo)致二次反應(yīng)增加,干氣和焦炭等副產(chǎn)品
產(chǎn)率增加。
由于封閉罩內(nèi)施工空間極為狹小,檢修材料只能
通過(guò)人孔進(jìn)入,設(shè)備維修也只能進(jìn)行貼板焊接修補(bǔ)。
目前已經(jīng)過(guò)3次貼板補(bǔ)焊,修復(fù)效果與原裝設(shè)備相比
相差較大。
2016年、2019年大檢修時(shí)均發(fā)現(xiàn),沉降器集氣室
內(nèi)有較大量結(jié)焦,且不同于以往集中掛在穹頂?shù)慕Y(jié)焦
情況,而是大量焦炭集中在集氣室底部,呈現(xiàn)波浪狀堆
積,說(shuō)明氣流流速較慢,油氣在集氣室停留時(shí)間長(zhǎng),二
次反應(yīng)增加,形成大量結(jié)焦。這與旋流頭的損壞情況
密切相關(guān)。
1.2 單級(jí)旋風(fēng)分離器及翼閥運(yùn)行情況
VQS封閉罩出口直聯(lián)6臺(tái)單級(jí)旋風(fēng)器,主要是進(jìn)
一步回收油氣中攜帶的催化劑細(xì)顆粒,并通過(guò)料腿返
回汽提段,料腿出口安裝半覆蓋翼閥,閥口直徑
第49卷 第6期 馬明亮 等 催化裂化裝置旋風(fēng)分離器運(yùn)行情況分析及對(duì)策 35
DN450mm。
2014年檢修時(shí)發(fā)現(xiàn),沉降器單級(jí)旋風(fēng)分離器頂部
也出現(xiàn)了穿孔破損現(xiàn)象,隨即采用貼板補(bǔ)焊進(jìn)行修復(fù)。
沉降器單級(jí)旋風(fēng)翼閥閥板磨損程度歷次檢查均較嚴(yán)
重,有不同程度的穿孔現(xiàn)象,特別是隨著2011年以后
VQS及頂部單級(jí)旋風(fēng)分離器工況不佳,增加了頂部旋
風(fēng)分離器底部翼閥的開(kāi)關(guān)頻率,更加快了翼閥磨損的
速率,磨損程度也非常嚴(yán)重。為此,從2008年開(kāi)始,每
次檢修時(shí)均會(huì)對(duì)翼閥進(jìn)行更換。但2016年因旋風(fēng)器
料腿變形嚴(yán)重,對(duì)安裝翼閥造成困難,安裝角度已難以
達(dá)到靜態(tài)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)指標(biāo)。以上問(wèn)題均會(huì)造成生產(chǎn)運(yùn)
行過(guò)程中沉降器旋風(fēng)系統(tǒng)出現(xiàn)催化劑跑損及油劑分離
不好、返混時(shí)間增加、產(chǎn)品分布變差、沉降器結(jié)焦增加
等一系列問(wèn)題。
1.3 存在問(wèn)題
1.3.1 油漿泵磨損
沉降器分離效率直接影響油漿固含量和油漿泵的
正常運(yùn)行。VQS旋流器損壞會(huì)引起直聯(lián)的6組單級(jí)
旋風(fēng)入口密度、顆粒物濃度均超出負(fù)荷,使得分離效率
下降,運(yùn)行過(guò)程中油漿催化劑固體含量上升。同時(shí),由
于劑油分離不好,接觸時(shí)間延長(zhǎng),使二次反應(yīng)機(jī)會(huì)大大
增加,產(chǎn)生的縮合產(chǎn)物隨油氣進(jìn)入分餾塔,被冷凝下來(lái)
后,縮合產(chǎn)物與催化劑細(xì)粉相互裹挾,使油漿中“膠質(zhì)”
升高,也會(huì)使油漿黏度增大,油漿泵輸送動(dòng)力增加,進(jìn)
而造成油漿泵電流升高。油漿固含量上升會(huì)加速對(duì)油
漿泵及油漿循環(huán)系統(tǒng)的管線及換熱器的磨損,嚴(yán)重威
脅到裝置的運(yùn)行安全。
2.3.2 結(jié)焦增多
由于旋風(fēng)分離系統(tǒng)效率降低,致使油氣停留時(shí)間
延長(zhǎng),二次反應(yīng)大大增加。因而,自2011年以來(lái)的歷
次檢修過(guò)程中,均發(fā)現(xiàn)沉降器頂部掛焦不斷增多,而且
由以前的“軟焦”居多逐漸變?yōu)橐浴坝步埂睘橹?說(shuō)明油
氣停留時(shí)間增加較多,油氣的返混增加。同時(shí),頂旋升
氣管部位也出現(xiàn)較多的掛焦,對(duì)安全生產(chǎn)和長(zhǎng)周期運(yùn)
行極為不利,易發(fā)生焦塊脫落堵塞料腿,引起嚴(yán)重的催
化劑跑損。
2 再生器一二級(jí)旋風(fēng)分離器
300×104t/a重油催化裂化裝置再生型式采用耗
風(fēng)指標(biāo)較低的重疊式兩段再生,兩個(gè)再生器重疊布置,
第一再生器位于第二再生器之上。第一再生器貧氧再
生,CO 部分燃燒,第二再生器含過(guò)剩氧再生,CO 完全
燃燒。第一再生器上部安裝了12組兩級(jí)旋風(fēng)分離器,
可將大部分粒徑大于40μm 的催化劑細(xì)粉回收。經(jīng)
過(guò)再生器一、二級(jí)旋風(fēng)分離器分離后,煙氣中主要攜帶
粒徑小于20μm 的催化劑細(xì)粉,再經(jīng)過(guò)三級(jí)旋風(fēng)分離
器,回收的細(xì)粉主要是粒徑為10~20μm 的顆粒
物[6]。因此,通過(guò)分析三級(jí)旋風(fēng)分離器回收的細(xì)粉中
粒徑<20μm 的顆粒占比值,可以直觀地判斷再生器
一、二級(jí)旋風(fēng)分離器的工作狀況。
2.1 旋風(fēng)器效率的判斷
2.1.1 三級(jí)旋風(fēng)分離器回收細(xì)粉的篩分組成
表1為2003-2018年三級(jí)旋風(fēng)分離器細(xì)粉篩分
組成及其變化趨勢(shì)。
表1 2003-2018年三級(jí)旋風(fēng)分離器細(xì)粉篩分組成
粒徑/
μm
三旋細(xì)粉篩分組成/%
最大值最小值差值2003-2018年平均值
0~20 88.50 49.59 -38.91 55.27
20~40 44.82 11.50 33.32 40.17
40~60 6.74 0.00 6.74 4.06
60~80 0.60 0.00 0.60 0.32
80~111 3.05 0.00 3.05 0.76
從表1和圖2中可以看出:
(1)當(dāng)新旋風(fēng)分離器工作效率較高時(shí),經(jīng)三級(jí)旋
風(fēng)分離器回收細(xì)粉的篩分組成中粒徑<20μm 顆粒的
占比一般在90%以上。隨著使用年限的增加或受其
他因素的影響,旋風(fēng)器工作效率會(huì)出現(xiàn)下降。在催化
長(zhǎng)周期運(yùn)行指導(dǎo)意見(jiàn)中明確指出,當(dāng)三級(jí)旋風(fēng)分離器
回收細(xì)粉的篩分組成中粒徑<20μm 顆粒的占比出現(xiàn)
低于75%的情況時(shí),一般可判斷為出現(xiàn)跑劑。
(2)2003年-2018年4月,經(jīng)三級(jí)旋風(fēng)分離器回
36
石油與天然氣化工
CHEMICALENGINEERINGOFOIL &amp;amp; GAS 2020
收細(xì)粉的篩分組成中粒徑<20μm 顆粒的占比呈現(xiàn)逐
年大幅下降的趨勢(shì),從88.5%降至49.59%。
(3)與此同時(shí),粒徑為20~40μm 的顆粒占比出
現(xiàn)大幅上升,從11.5%上升到44.82%。
(4)尤其是在裝置運(yùn)行了3個(gè)周期(每3年算1
個(gè)周期)以后,自2012年開(kāi)始,粒徑為40~110μm 的
顆粒也從無(wú)到有,且不斷增加,最高達(dá)到10.39%。
(5)以上數(shù)據(jù)可以充分說(shuō)明再生器一、二級(jí)旋風(fēng)
分離器的工作狀況不佳,分離效率下降較多,再生器旋
風(fēng)分離器已出現(xiàn)持續(xù)“跑劑”。
2.1.2 再生器平衡劑的篩分組成
表2和圖3為2003-2018年平衡劑篩分組成及
其變化趨勢(shì)。
表2 2003-2018年平衡劑篩分組成
粒徑/
μm
再生系統(tǒng)平衡劑篩分組成/%
最大值最小值
0~20 1.54 0.06
20~40 17.44 11.99
40~80 49.53 41.44
80~111 22.54 17.64
>111 23.40 15.67
從表2和圖3可以看出:
(1)平衡劑篩分組成中粒徑為0~20μm、20~
40μm的顆粒占比也呈現(xiàn)下降趨勢(shì),說(shuō)明細(xì)顆粒跑損
增大,再生器床層中催化劑細(xì)顆粒(粒徑<40μm)跑
損殆盡。
(2)平衡劑大顆粒的篩分基本穩(wěn)定,主要是通過(guò)
補(bǔ)充新鮮催化劑得以維持,但總體而言,催化劑的平均
粒徑(averageparticlesize,簡(jiǎn)稱APS)應(yīng)當(dāng)是增大的,
說(shuō)明粒度變粗,系統(tǒng)催化劑細(xì)粉的存量較少。
(3)反-再系統(tǒng)中的篩分整體有增大的趨勢(shì),生產(chǎn)
過(guò)程中為保持正常流化狀態(tài),需要更大的主風(fēng)流量。
這將進(jìn)一步加劇顆粒間的磨損和催化劑的跑損。三級(jí)
旋風(fēng)分離器細(xì)粉中大顆粒的占比增加,也驗(yàn)證了這
一點(diǎn)。
2.2 分離效率下降原因分析
2.2.1 使用年限長(zhǎng)
目前使用的再生器旋風(fēng)分離器,自裝置2003年7
月投產(chǎn)以來(lái)未進(jìn)行過(guò)更換。因此,在長(zhǎng)時(shí)間的高溫環(huán)
境中,旋風(fēng)器的筒體會(huì)出現(xiàn)熱變形,改變氣體進(jìn)入的流
向流速,使旋風(fēng)分離器效率降低。而這種變形對(duì)于直
徑較大的筒體,僅憑目視檢查難以察覺(jué)。
2.2.2 破損襯里無(wú)法維修
歷年檢修人員檢查只能通過(guò)再生器集氣室進(jìn)入二
級(jí)旋風(fēng)分離器進(jìn)行簡(jiǎn)單檢查,而內(nèi)部已有襯里碳化、裂
紋,均由于空間狹小無(wú)法施工修復(fù)。但是襯里的破損
和斑駁也使氣流轉(zhuǎn)向發(fā)生變化,從而會(huì)降低氣固分離
的效率。
2.2.3 旋風(fēng)分離器檢查的盲區(qū)
由于旋風(fēng)分離器料腿和一級(jí)旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)的原
因,人員無(wú)法進(jìn)入內(nèi)部檢查,故內(nèi)部筒體和襯里的損壞
情況均未知。但從細(xì)粉中粒徑在20μm 以上顆粒含
量的變化可以斷定,再生器一、二級(jí)旋風(fēng)分離器運(yùn)行工
況不佳。
2.2.4 料腿變形
由于長(zhǎng)期受到高溫環(huán)境的影響,再生器旋風(fēng)分離
器的二級(jí)料腿出現(xiàn)變形,直接導(dǎo)致翼閥的安裝角度發(fā)
生改變,使得運(yùn)行過(guò)程中翼閥的閥板與閥口出現(xiàn)嚴(yán)重
磨損,翼閥的閉合效果變差,導(dǎo)致料腿密封不佳,出現(xiàn)
跑劑。
2.3 存在問(wèn)題
2.3.1 催化劑的消耗量增加
旋風(fēng)分離器分離效率降低,直接造成催化劑的跑
損增加,這不僅會(huì)直接影響再生床層的正常流化,同
時(shí),參與催化反應(yīng)的催化劑有效顆粒數(shù)目也會(huì)減少。
因此,在生產(chǎn)操作過(guò)程中,不得不通過(guò)增大催化劑的劑
耗來(lái)維持正常篩分組成,以保持平穩(wěn)操作。研究表明,
當(dāng)旋風(fēng)分離器分離效率η=99.99%時(shí),催化劑消耗水
平正常;當(dāng)η=99.98%時(shí),催化劑消耗增加50%;當(dāng)
η=99.97% 時(shí),催化劑消耗增加200%[7]。而根據(jù)
第49卷 第6期 馬明亮 等 催化裂化裝置旋風(fēng)分離器運(yùn)行情況分析及對(duì)策 37
300×104t/a重油催化裂化裝置三旋粒徑為0~20μm
的細(xì)粉占比變化,估算這一原因會(huì)導(dǎo)致每年增加催化
劑單耗0.3~0.5kg/t原料。
2.3.2 三旋負(fù)荷增加
由于再生器一、二級(jí)旋風(fēng)分離器效率下降,勢(shì)必增
加三級(jí)旋風(fēng)分離器的工作負(fù)荷,超負(fù)荷工作增加了對(duì)
三級(jí)旋風(fēng)分離器內(nèi)各分離單管的磨損,超細(xì)粉會(huì)造成
單管堵塞,在上述因素的綜合作用下,使得三級(jí)旋風(fēng)分
離器的分離效率下降。
2.3.3 煙氣輪機(jī)的磨損和葉片結(jié)垢
再生器跑劑會(huì)增加煙氣輪機(jī)的磨損,加快煙氣輪
機(jī)結(jié)垢的速率。煙氣輪機(jī)中的固體顆粒在高氣速條件
下會(huì)給輪機(jī)葉片及輪盤(pán)等部件造成磨蝕,從而影響其
使用壽命和運(yùn)行周期。在催化煙氣輪機(jī)長(zhǎng)周期運(yùn)行管
理指導(dǎo)意見(jiàn)中明確指出,進(jìn)入煙氣輪機(jī)的煙氣中顆粒
物質(zhì)量濃度(0 ℃,101.325 kPa,下同)不大于
200mg/m3,但目前已達(dá)到160~200mg/m3,說(shuō)明再
生器一、二級(jí)旋風(fēng)分離器和三級(jí)旋風(fēng)分離器的分離效
率均降低。
同時(shí),由于近幾年原料中重金屬含量的上升,導(dǎo)致
系統(tǒng)中平衡劑的重金屬含量逐年上升。細(xì)粉的體積較
小,表面更容易富集重金屬中的Ca、Fe、Ni等,單純的
重金屬含量上升不會(huì)造成煙機(jī)結(jié)垢,但再生器旋風(fēng)分
離器和三旋分離效果差會(huì)導(dǎo)致煙氣中細(xì)粉含量增多,
加之Ca、Fe、Ni等金屬和硫元素的共同作用,會(huì)增加
粉末的黏結(jié)傾向,使顆粒在煙機(jī)的葉片上黏附形成
垢層[8]。
2.3.4 煙氣余熱鍋爐管束積灰嚴(yán)重
再生器旋風(fēng)分離器效率下降,使三級(jí)旋風(fēng)分離器
出口的煙氣中也含有大量細(xì)粉和超細(xì)粉,在后部能量
回收設(shè)施煙氣余熱鍋爐的管束表面積灰,導(dǎo)致余熱鍋
爐蒸汽產(chǎn)量下降、過(guò)熱蒸汽品質(zhì)下降,煙氣選擇性催化
還原(selectivecatalyticreduction,簡(jiǎn)稱SCR)脫硝反
應(yīng)器床層溫度接近上限,尾部排煙溫度和SCR床層壓
降上升速度快,完全依賴鍋爐高頻次蒸汽和乙炔氣激
波吹灰進(jìn)行控制,蒸汽和乙炔氣用量均較大。
2.3.5 煙氣脫硫裝置運(yùn)行困難
催化裝置配套的煙氣脫硫裝置循環(huán)漿液中固含量
持續(xù)升高,漿液外甩量勢(shì)必增加,造成裝置的水耗量、
堿液耗量大幅上升。同時(shí),煙氣脫硫裝置吸收塔噴嘴、
循環(huán)漿液泵的泵體、葉輪及附屬管線閥門(mén)均附著沉積
的硬垢,造成噴嘴及管線堵塞,設(shè)備閥門(mén)損壞,嚴(yán)重影
響環(huán)保裝置的長(zhǎng)周期安全運(yùn)行。
3 整改措施及效果
針對(duì)上述嚴(yán)重影響裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指
標(biāo)的問(wèn)題,進(jìn)行以下相應(yīng)整改:
(1)2019年裝置大檢修期間,對(duì)沉降器VQS、單
級(jí)旋風(fēng)分離器以及料腿進(jìn)行整體更換。
大檢修后,催化油漿中催化劑固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持
在0.2%,煤油溶解后油漿中可見(jiàn)膠質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
0.2%,油漿灰分明顯降低,油漿泵電流值為70~
72A,油漿循環(huán)量為900~1000t/h,運(yùn)行平穩(wěn),流量
正常,見(jiàn)表3。
(2)2019年裝置大檢修期間,對(duì)再生器一、二級(jí)
旋風(fēng)分離器及料腿進(jìn)行整體更換。
大檢修后,三旋細(xì)粉篩分中粒徑<20μm 的顆粒
占比達(dá)到80%以上,粒徑為0~3μm 的超細(xì)粉占比上
升到11.1%,較檢修前的4.1%有明顯提升,APS隨
之減小,見(jiàn)表4。
在檢修后新鮮催化劑加劑量大幅降低的條件下,
平衡劑篩分組成中粒徑為0~20μm、20~40μm 的顆
粒占比上升,說(shuō)明再生器一、二級(jí)旋風(fēng)分離器更換后細(xì)
顆粒跑損明顯減少,平衡劑APS降至72.4μm,表明
粒度變小,反-再系統(tǒng)催化劑細(xì)粉的存量恢復(fù)正常。以
上數(shù)據(jù)充分說(shuō)明再生器新更換一、二旋風(fēng)器分離的工
表3 檢修前后催化油漿分析對(duì)比
項(xiàng)目時(shí)間w(油漿固體)/
%
煤油溶解后油漿中
w(可見(jiàn)膠質(zhì))/%
w(灰分)/
%
油漿外甩量/
(t·h-1)
油漿密度/
(kg·m-3)
油漿泵電流/
A
檢修前2018年標(biāo)定0.20 0.80 0.35 10.42 1045 87
檢修后2019年7-9月0.20 0.20 0.28 10.12 1047 72
38
石油與天然氣化工
CHEMICALENGINEERINGOFOIL &amp;amp; GAS 2020
表4 檢修前后三級(jí)旋風(fēng)分離器細(xì)粉分析對(duì)比
項(xiàng)目
三旋細(xì)粉篩分組成/%
0~3
μm
0~20
μm
>20~40
μm
>40~60
μm
>60~80
μm
>80~111
μm
APS/
μm
2019年
檢修前4.1 49.5 45.1 5.4 0.0 0.0 20.1
2019年
檢修后11.1 80.5 17.8 1.7 0.0 0.0 11.0
作狀況良好,分離效率明顯提升,經(jīng)旋風(fēng)分離后煙氣夾
帶的顆粒物減少,三級(jí)旋風(fēng)分離器的分離效果提高,有
助于后部煙氣輪機(jī)、煙氣余熱鍋爐、煙氣脫硫裝置運(yùn)行
工況長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行,見(jiàn)表5。
表5 檢修前后平衡劑分析對(duì)比
項(xiàng)目
平衡劑篩分組成/%
0~20
μm
>20~40
μm
>40~60
μm
>60~80
μm
>80~111
μm
>111
μm
APS/
μm
2019年
檢修前0.0 9.8 22.6 21.7 23.2 22.7 75.8
2019年
檢修后0.2 11.0 24.2 22.2 22.7 19.7 72.4
大檢修后,300×104 t/a重油催化裂化裝置于
2019年6月21日重新開(kāi)工至今,在滿負(fù)荷生產(chǎn)的情
況下運(yùn)行平穩(wěn),實(shí)現(xiàn)了催化劑的高效分離。
4 結(jié)論
通過(guò)對(duì)300×104t/a重油催化裂化裝置近幾個(gè)運(yùn)
行檢修周期內(nèi)催化劑性質(zhì)變化和提升管出口旋流快
分、沉降器頂旋風(fēng)分離器、再生器一、二級(jí)旋風(fēng)分離器
內(nèi)部檢查維修情況進(jìn)行詳細(xì)分析,最終確認(rèn)氣固分離
設(shè)備工作性能效率降低,造成裝置出現(xiàn)跑劑。在2019
年裝置大檢修時(shí)對(duì)上述氣固分離設(shè)備進(jìn)行了更換,從
設(shè)備本質(zhì)保障了旋風(fēng)分離器的運(yùn)行安全,徹底消除了
裝置的生產(chǎn)瓶頸。
參考文獻(xiàn)
[1]龐利敏,包江滔.催化裂化分餾和吸收穩(wěn)定全流程模擬與優(yōu)化[J].
石油與天然氣化工,2016,45(5):25-29.
[2]李鋒,滕姍姍,樊逢波.催化裂化裝置沉降器內(nèi)油氣-催化劑流動(dòng)
過(guò)程的數(shù)值模擬研究[J].石油與天然氣化工,2017,46(2):31-
43.
[3]陳俊武,許友好.催化裂化工藝與工程[M].3版.北京:中國(guó)石化
出版社,2015.
[4]李林,王樹(shù)利.降低催化裂化汽油烯烴含量的技術(shù)措施[J].石油
與天然氣化工,2019,48(4):34-37.
[5]盧春喜,蔡智,時(shí)銘顯.催化裂化提升管出口旋流式快分(VQS)系
統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究與工業(yè)應(yīng)用[J].石油學(xué)報(bào)(石油加工),2004,20
(3):24-29.
[6]李玉飛,周志航,李宏勛,等.催化裂化裝置再生器跑劑分析及應(yīng)
對(duì)措施[J].中外能源,2017,22(7):67-70.
[7]郭慕孫,李洪鐘.流態(tài)化手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008.
[8]譚爭(zhēng)國(guó),高雄厚,李荻,等.催化裂化裝置中旋風(fēng)分離器和煙氣輪
機(jī)催化劑粘連結(jié)垢原因分析[J].石油煉制與化工,2010,41(4):
?????????????????????????
40-43.
收稿日期:2020-04-18;編輯:
????????????????????????????????????????????????????
溫冬云
(上接第33頁(yè))
[3]陳敏恒,叢德滋,方圖南,等.化工原理[M].3版.北京:化學(xué)工
業(yè)出版社,2006.
[4]EngineeringDataBook [M].13thed.GasProcessorsSuppliers
Association(GPSA),6526 East60thStreet,Tulsa,Oklahoma
74145,2012.
[5]PRUDICH M E,CHEN H L,GU TY,etal.Perry’sChemical
Engineers’Handbook[M].8thed.New York:McGraw-Hill,
2008.
[6]王樹(shù)楹.現(xiàn)代填料塔技術(shù)指南[M].北京:中國(guó)石化出版社,1998.
[7]HAUSCH.Distillation ToolsforthePracticing Engineer[C].
TopicalConference Proceeding,P119,AIChE Spring Meeting,
NewOrleans,Maech10-14,2002.
[8]郭廣智.石油化工動(dòng)態(tài)模擬軟件HYSYS[J].石油化工設(shè)計(jì),
1997,14(3):29-33.
[9]王飛,付俊,苗建.HYSYS軟件在某海上氣田三甘醇脫水工藝中
的應(yīng)用[J].石油與天然氣化工,2019,48(4):20-26.
[10]李天斌.某海洋氣田中心平臺(tái)三甘醇脫水系統(tǒng)模擬研究[J].石油
與天然氣化工,2019,48(6):30-34.
[11]蘭州石油機(jī)械研究所.現(xiàn)代塔器技術(shù)[M].2版.北京:中國(guó)石化
出版社,2005.
[12]劉乃鴻.工業(yè)塔新型規(guī)整填料應(yīng)用手冊(cè)[M].天津:天津大學(xué)出
版社,1993.
[13]陳敏恒,叢德滋,方圖南等.化工原理[M].4版.北京:化學(xué)工
業(yè)出版社,2015.
[14]何紅陽(yáng).填料塔泛點(diǎn)/壓降模型計(jì)算比較[J].化工設(shè)計(jì),2004,14
(4):
?????????????????????????
10-15.
收稿日期:2020-05-12;編輯:溫冬云
第49卷 第6期 馬明亮 等 催化裂化裝置旋風(fēng)分離器運(yùn)行情況分析及對(duì)策 39

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