主要内容:介绍了CRC技术以及其在大港石化公司1400kt/a催化裂化装置应用后的生产运行情况。分析了 CRC技术的工业应用特点。针对运行中CRC技术存在的问题进行了分析, 提出今后应用该技术的注意事项。
关键词
催化裂化;CRC技术;开工
中国石油大港石化公司1400 kt/a催化裂化装置由中国石化工程建设公司设计,1996年12月建成投产,采用两段再生工艺,后部设高温取热炉O主要加工大港原油的减压蜡油、 减压渣油和焦化蜡油。2012年6月装置进行了冷再生催化剂循环技术改造。改造主要内容包括将原脱气罐拆除、在原脱气罐位置新增1台CRC再生剂冷却器;拆除原原料换热器, 新增2台原料蒸汽换热器。
Vol.1
CRC技术
1.1 CRC再生剂冷却器
CRC技术降低再生剂温度的措施是在冷却器中用水取走再生催化剂中的热量。从本质上来讲CRC再生剂冷却器与普通外取热作用相同,原理类似,两者都从系统取出了多余的热量。但是两者不同的应用形式决定了不同的使用性能⑴ 。普通外取热设有单动滑阀或提升风,既可以通过流化风调节催化剂与取热管束的接触频率及与催化剂的停留时间,又可以控制床层料位高度调节取热负荷,手段灵活。催化剂通过普通外取热冷却后,返回再生器,用以控制再生器烧焦温度,形成了独立的催化剂循环路线,CRC技术属于输送管路取热,再生剂冷却器既要灵活控制催化剂温度, 又不能影响再生线路催化剂循环。
由于其取热负荷调整只能通过调节流化风风量,但是流化风风量较大时,会影响再生线路催化剂循环,导致提升管温度无法控制。翅片管在CRC再生剂冷却器上的应用解决了这一难题。翅片管传热面积大, 增加了高温催化剂颗粒与翅片的碰撞机会,并起到了破坏气泡的作用,进一步强化了换热效率。同时由于CRC设置于再生线路, 催化剂循环量大、 温度高, 流化风对取热负荷控制比普通外取热更为灵敏, 可以达到灵活改变剂油比, 调节反应再生系统热量平衡的目的。
CRC再生剂冷却器结构见图
1.2操作条件的选择
由于剂油比增大,剂油比焦增加,待生剂与再生剂的炭差降低,装置生焦与之前相比基本持平,甚至略有增加。由于两段再生装置中第二再生器的水蒸气分压很低,最大限度的降低了催化剂的水热失活,催化剂循环速率的增大并没有增加催化剂单耗。而单段再生装置应用CRC技术,催化剂单耗会明显上升。当再生系统有足够的操作弹性时适当提高再生温度,增加烧焦强度,会获得高活性催化剂。另一方面, 可以通过第一再生原有外取热负荷的调整, 保证第二再生器的烧焦强度。
当原料油成分较重时,大分子很难汽化,需在较高剂油比和高温催化剂混合接触,才能充分蒸发,减少未蒸发的液滴,减少结焦倾向。再生催化剂温度的下降会影响原料汽化效果。所以要适当提高原料预热温度,改善原料雾化效果,弥补此种情况带来的不足。由于技改增设原料-蒸汽换热器, 以及同时实施的装置热进料改造,原料预热温度在240~260 °C, 满足了 CRC技术较高原料预热温度的要求⑷ 。
Vol.2
CRC技术应用中的问题
2012年6月27日, 装置在反再系统三器装剂后,建立三器流化, 对CRC进行了流化试验,28日装置开车一次成功。2013年4月催化装置烟机入口膨胀节更换停工。在运行过程中, 基本平稳, 但也出现了冷却器封头法兰泄露、 本体热点、 安全阀起跳和仪表失灵等问题,多数已解决。
2.1 CRC自身工艺问题
在CRC再生剂冷却器中, 流化风以表观线速0.15-0.3 m/s逆流与催化剂接触, 夹带了少量催化剂后从气返线回到再生器稀相区。通过观察, 由于流化风量较小、 催化剂循环量大,CRC再生剂冷却器内有的区域线速很高,有的区域有死床现象明显。根据一年多的生产实践发现, 流化风量超过1 700m3/h,CRC催化剂密度变化较大。当流化风量低于1 100 m3/h时, 从温度分布来看流化变差。CRC再生剂冷却器共有热电偶5个,低于300T的3个,死区较多, 中上部温度测量较为准确。2013年4月CRC本体出现热点, 现在有3处表面温度在500度以上。同时技改的庆阳石化装置CRC本体也出现了较多热点。初步判断热点的产生的主要原因是CRC衬里采用手工涂抹方式施工,衬里质量存在缺陷,如有条件改为手工制模衬里, 可解决此问题。另外建议操作中控制较低的流化风量,达到低负荷、长周期。
2.2事故风险
CRC位于再生输送线路,发生故障无法切除系统,只能紧急停工,增加了操作风险。CRC再生剂冷却器汽包操作压力在4.0 MPa左右,一旦发生取热管泄露,会有大量水与700T的再生催化剂接触。一方面水迅速汽化膨胀, 反再系统压力平衡破坏,造成催化剂循环中断。另一方面,催化剂遇水和泥,处理较为困难,恢复时间较长。CRC再生剂冷却器发生取热管泄露后,只能停止使用,检修更换炉管后方可重新启用。另外,由于装置增压机负荷卡边,流化风量的大幅波动也会造成再生催化剂循环量波动, 需引起高度重视®。再生剂冷却器床层催化剂密度在600 kg/m3左右,增加了再生线路推动力,可有效避免反应器催化剂、油气倒窜事故的发生,提高装置操作的安全性和可靠性。
CRC的平稳运行既对装置的安全生产又对经济效益有着重大影响。严格把关CRC再生剂冷却器检修质量,加强日常运行管理,注意平稳操作,起着至关重要的作用。
Vol.3
结束语
选择CRC技术的选择应用,必须结合企业的加工路线、 装置形式等具体情况统筹考虑。已经进行CRC技术改造的装置,积极把握CRC技术特点,优化原料油性质,保持装置适当的加工负荷,加强CRC冷却器的运行管理,确保装置长周期运行, 实现了装置经济效益的最大化。
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