裂化装置非计划停工原因分析及对策.ppt
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1、重油催化裂化一车间工艺组重油催化裂化一车间工艺组催化裂化催化裂化装置非计划停工原因分析及装置非计划停工原因分析及对策对策王文清王文清重油催化裂化一车间工艺组重油催化裂化一车间工艺组流化催化裂化在炼油中的地位和作用流化催化裂化在炼油中的地位和作用催化裂化装置紧急停工条件及处理原则催化裂化装置紧急停工条件及处理原则催化裂化催化裂化装置非计划停工原因分析及对策装置非计划停工原因分析及对策结论结论目目 录录重油催化裂化一车间工艺组重油催化裂化一车间工艺组一、流化催化裂化在炼油中的地位和作用一、流化催化裂化在炼油中的地位和作用 流流化化催催化化裂裂化化是是石石油油加加工工中中重重要要的的重重质质油油轻轻
2、质质化化工工艺艺过过程程之之一一,作作为为生生产产交交通通运运输输燃燃料料和和提提供供部部分分低低烯烯烃烃的的主主要要工工艺艺,具具有有突突出出的的优优化化和和不不可可替替代代的的作作用用。流流化化催催化化裂裂化化原原料料适适应应性性强强,轻轻质质油油收收率率高高、技技术术成成熟熟,是是目目前前炼炼油油企企业业利利润润的的主主要要来来源源。近近年年来来,随随着着原原油油重重质质化化和和劣劣质质化化趋趋势势加加剧剧,轻轻质质石石油油产产品品市市场场需需求求旺旺盛盛,清清洁洁燃燃料料生生产产和和环环保保压压力力增增大大,炼炼化化一一体体化化的的步步伐伐加加快快,全球炼化企业普遍加快了工艺装置的调整
3、,但是全球炼化企业普遍加快了工艺装置的调整,但是重油催化裂化一车间工艺组重油催化裂化一车间工艺组一、流化催化裂化在炼油中的地位和作用一、流化催化裂化在炼油中的地位和作用催催化化裂裂化化作作为为原原油油转转化化的的主主要要工工艺艺装装置置,其其核核心心地位仍然没有改变。地位仍然没有改变。催催化化裂裂化化装装置置是是生生产产发发动动机机燃燃料料最最重重要要的的装装置置。在在国国外外,大大多多数数装装置置按按汽汽油油方方案案生生产产,汽汽油油收收率率在在50%以以上上;在在国国内内,由由于于我我国国原原油油中中轻轻质质油油馏馏分分较较少少,重重整整汽汽油油数数量量有有限限,所所以以,催催化化裂裂化化
4、汽汽油油约约占占商商品品车车用用汽汽油油的的75%以以上上。另另外外,催催化化裂裂化柴油量约占我国商品柴油总量的化柴油量约占我国商品柴油总量的30%左右。左右。重油催化裂化一车间工艺组重油催化裂化一车间工艺组一、流化催化裂化在炼油中的地位和作用一、流化催化裂化在炼油中的地位和作用 从从石石油油化化工工产产业业链链看看,催催化化裂裂化化装装置置作作为为炼炼油油厂厂的的核核心心工工艺艺装装置置,是是主主要要的的石石油油二二次次加加工工装装置置,在在生生产产汽汽油油、柴柴油油、液液化化气气、丙丙烯烯方方面面发发挥挥着着重重要要的的作作用用,催催化化裂裂化化装装置置仍仍然然是是目目前前的的重重质质油油
5、轻轻质质化化的的主主要要手手段段。随随着着催催化化裂裂化化技技术术的的不不断断发发展展,可可以以预预见见,在在炼炼油油/化化工工一一体体化化进进程程中中催催化化裂裂化化仍仍将起着重要的作用。将起着重要的作用。催催化化裂裂化化装装置置主主要要由由反反应应-再再生生、分分馏馏、吸吸收稳定、两大机组和能量回收五分部组成。收稳定、两大机组和能量回收五分部组成。重油催化裂化一车间工艺组重油催化裂化一车间工艺组二、催化裂化装置紧急停工条件及处理原则二、催化裂化装置紧急停工条件及处理原则 催催化化裂裂化化装装置置紧紧急急停停工工主主要要是是指指遇遇到到设设备备、生生产产故故障障时时,短短时时间间内内恢恢复复
6、不不了了,并并有有继继续续恶恶化化的的趋趋势势,为为保保证证设设备备及及人人员员的的安安全全,并并预预防防环环保保事事故故,采采取取切断进料或全装置停运等紧急措施。切断进料或全装置停运等紧急措施。u紧急停工时条件紧急停工时条件 一一般般意意义义的的紧紧急急停停工工是是指指装装置置部部分分设设备备或或工工艺艺生生产产在在故故障障状状态态下下紧紧急急切切断断提提升升管管进进料料,维维持持分分馏馏、稳稳定定部部分分油油品品循循环环,两两器器进进行行流流化化状状态态。如如果果设设备备或或生生产产故故障障短短时时间间内内解解决决不不了了,并并有有进进一一步步扩扩大大的的趋势,可将装置全面紧急停工。趋势,
7、可将装置全面紧急停工。重油催化裂化一车间工艺组重油催化裂化一车间工艺组二、催化裂化装置紧急停工条件及处理原则二、催化裂化装置紧急停工条件及处理原则公公用用工工程程故故障障:停停系系统统蒸蒸汽汽、停停循循环环水水、全全装装置置停停电、长时间停工业风等。电、长时间停工业风等。u紧急停工时条件紧急停工时条件工工艺艺故故障障:反反再再系系统统严严重重超超温温、超超压压,两两器器中中止止流流化、催化剂大量跑损、油浆系统结焦等。化、催化剂大量跑损、油浆系统结焦等。严严重重设设备备故故障障:主主风风机机停停机机、主主要要机机泵泵故故障障、DCSDCS故障不能维持生产等。故障不能维持生产等。自自然然灾灾害害等
8、等原原因因:装装置置发发生生火火灾灾、爆爆炸炸等等事事故故;发发生地震等突发性自然灾害。生地震等突发性自然灾害。重油催化裂化一车间工艺组重油催化裂化一车间工艺组二、催化裂化装置紧急停工条件及处理原则二、催化裂化装置紧急停工条件及处理原则 1 1)一一般般不不允允许许压压空空反反再再两两器器藏藏量量。特特殊殊情情况况下下,如如反反应应系系统统供供汽汽中中断断,为为避避免免提提升升管管噎噎塞塞和和沉沉降降器器汽汽提提段段催催化化剂剂死死床床,要要及及时时将将反反应应系系统统的的催催化化剂剂转转移移到到再再生生器器,在在保保持持单单器器流流化化的的同同时时,控控制制反反应应压压力力高高于于再再生生压
9、压力力,严严禁禁热热风风串串入入到到反反应应器器。只只有有反反再再系系统统维维持持催催化化剂剂循循环环,就就要要保保证证油油浆浆循循环环。若若油油浆循环长时间中断,应采取再生器单器流化。浆循环长时间中断,应采取再生器单器流化。u紧急停工时处理原则紧急停工时处理原则重油催化裂化一车间工艺组重油催化裂化一车间工艺组2)反反再再系系统统只只要要有有催催化化剂剂,就就要要通通入入流流化化介介质质,并并保保证证反反吹吹风风和和松松动动蒸蒸汽汽不不中中断断。一一旦旦主主风风中中断断,应应立立即即切切断断反反应应反反应应所所有有进进料料,再再生生器器不不得得喷喷燃燃烧烧油油。若若再再生生温温度度降降低低到到
10、450主主风风仍仍未未恢复,应卸催化剂。恢复,应卸催化剂。3)在在反反应应进进料料情情况况下下,蜡蜡油油催催化化裂裂化化装装置置反反应应温温度度 450,重重油油催催化化裂裂化化装装置置反反应应温温度度 480.u紧急停工时处理原则紧急停工时处理原则二、催化裂化装置紧急停工条件及处理原则二、催化裂化装置紧急停工条件及处理原则重油催化裂化一车间工艺组重油催化裂化一车间工艺组4)反反再再系系统统发发生生严严重重超超温温、火火灾灾事事故故或或高高温温催催化化剂剂泄泄漏漏时时,应应酌酌情情切切断断反反应应进进料料,迅迅速速降降压压、降温操作。降温操作。5)无无论论发发生生什什么么事事故故,都都必必须须
11、保保证证现现场场人人员员生生命安全和保全关键设备为主。命安全和保全关键设备为主。u紧急停工时处理原则紧急停工时处理原则二、催化裂化装置紧急停工条件及处理原则二、催化裂化装置紧急停工条件及处理原则重油催化裂化一车间工艺组重油催化裂化一车间工艺组三、三、催化裂化催化裂化装置非计划停工原因分析及对策装置非计划停工原因分析及对策3.1 系统结焦、系统结焦、堵塞堵塞 重重油油催催化化裂裂化化装装置置所所用用原原料料性性质质不不断断变变劣劣,随随着着掺掺渣渣率率的的提提高高,原原料料中中残残炭炭、稠稠环环芳芳烃烃、胶胶质质、沥沥青青质质含含量量的的不不断断增增加加,反反应应、分分馏馏系系统统的的结结焦焦趋
12、趋势势就就会会增增加加,由由于于沉沉降降器器、旋旋风风分分离离器器人人口口以以上上拱拱顶顶广广大大空空间间是是油油气气流流动动的的盲盲区区,油油气气接接触触到到较较低低温温度度的的器器壁壁时时,油气中的重组分很容易粘附在器壁表面形成焦核油气中的重组分很容易粘附在器壁表面形成焦核重油催化裂化一车间工艺组重油催化裂化一车间工艺组3.1 系统结焦、系统结焦、堵塞堵塞 随随着着油油气气中中芳芳构构化化、缩缩合合等等反反应应的的进进行行,部部分分油油气气在在焦焦核核表表面面缩缩合合成成焦焦炭炭。当当反反应应再再生生系系统统操操作作参参数数出出现现波波动动,可可能能使使这这些些焦焦块块脱脱落落,落落人人旋
13、旋风风分离器内,堵塞料腿。分离器内,堵塞料腿。三、三、催化裂化催化裂化装置非计划停工原因分析及对策装置非计划停工原因分析及对策重油催化裂化一车间工艺组重油催化裂化一车间工艺组v提升管进料喷嘴处结焦提升管进料喷嘴处结焦 原因分析原因分析:(1)喷嘴选型不合理,雾化效果差。)喷嘴选型不合理,雾化效果差。(2)提升管进料段剂油接触差)提升管进料段剂油接触差(1)根据进料性质和进料量选择适宜的进料喷嘴。)根据进料性质和进料量选择适宜的进料喷嘴。进料喷嘴应合理选型并具有一定的操作弹性,进料进料喷嘴应合理选型并具有一定的操作弹性,进料量应与喷嘴工况想匹配。进料量过大,气液比就会量应与喷嘴工况想匹配。进料量
14、过大,气液比就会受到限制;进料量过小,进料段催化剂存在受到限制;进料量过小,进料段催化剂存在“边壁边壁”防范对策:防范对策:三、三、催化裂化催化裂化装置非计划停工原因分析及对策装置非计划停工原因分析及对策重油催化裂化一车间工艺组重油催化裂化一车间工艺组v提提升升管管进进料料喷喷嘴嘴处处结结焦焦效应,剂油接触不良,就会造成进料段结焦。另外,进效应,剂油接触不良,就会造成进料段结焦。另外,进料喷嘴还要采用耐磨材料,保证喷嘴内部不堵塞,并选料喷嘴还要采用耐磨材料,保证喷嘴内部不堵塞,并选择合适的角度,以确保雾化质量。目前较好的高效雾化择合适的角度,以确保雾化质量。目前较好的高效雾化喷嘴国内有洛阳石化
15、工程公司的喷嘴国内有洛阳石化工程公司的LPC型、中国石化工程型、中国石化工程建设公司的建设公司的BWJ型和中国科学院力学所的型和中国科学院力学所的KH型喷嘴;国型喷嘴;国外有外有Kellogg、Mobile公司的公司的ATOMAX型和型和UOP公司的公司的Optimix喷嘴。喷嘴。三、三、催化裂化催化裂化装置非计划停工原因分析及对策装置非计划停工原因分析及对策重油催化裂化一车间工艺组重油催化裂化一车间工艺组v提升管进料喷嘴处结焦提升管进料喷嘴处结焦(2)各喷嘴油、汽量要相对均匀,不能偏流。采用多喷)各喷嘴油、汽量要相对均匀,不能偏流。采用多喷嘴进料,每路进料都设有流量控制,每个喷嘴进料及其嘴进
16、料,每路进料都设有流量控制,每个喷嘴进料及其雾化蒸汽都有流量指示。随着掺渣率的提高,应相应增雾化蒸汽都有流量指示。随着掺渣率的提高,应相应增大雾化蒸汽量,可提高雾化效果,并可降低沉降器内油大雾化蒸汽量,可提高雾化效果,并可降低沉降器内油气分压,抑制重质烃类的缩合生焦。气分压,抑制重质烃类的缩合生焦。防范对策:防范对策:(3)控控制制适适宜宜的的工工艺艺条条件件。剂剂油油比比、进进料料温温度度、掺掺渣比、反应温度及雾化蒸汽需量要严格控制。渣比、反应温度及雾化蒸汽需量要严格控制。三、三、催化裂化催化裂化装置非计划停工原因分析及对策装置非计划停工原因分析及对策重油催化裂化一车间工艺组重油催化裂化一车
17、间工艺组v沉降器结焦沉降器结焦 结焦危害结焦危害:沉降器结焦多集中在旋分器吊架支梁和集气室内,上部沉降器结焦多集中在旋分器吊架支梁和集气室内,上部焦块脱落会阻塞格栅影响催化剂正常循环,甚至中断;焦块脱落会阻塞格栅影响催化剂正常循环,甚至中断;集气室内结焦可能因焦块掉进旋分器内阻塞料腿或卡住集气室内结焦可能因焦块掉进旋分器内阻塞料腿或卡住翼阀造成催化剂大量跑损翼阀造成催化剂大量跑损 原因分析原因分析:沉降器内沉降器内无论硬焦还是软焦,大部分是催化剂细分,除去催化剂无论硬焦还是软焦,大部分是催化剂细分,除去催化剂后,焦中含氢量约后,焦中含氢量约3%4%,说明生焦是高沸点大分子,说明生焦是高沸点大分
18、子稠环芳烃和热裂化反应的结果。稠环芳烃和热裂化反应的结果。三、三、催化裂化催化裂化装置非计划停工原因分析及对策装置非计划停工原因分析及对策重油催化裂化一车间工艺组重油催化裂化一车间工艺组v沉沉降降器器出出口口大大油油气气管管线线结结焦焦(1)采用冷壁设计:提高大油气管道中油气线速,尽量)采用冷壁设计:提高大油气管道中油气线速,尽量缩短油气设计长度,以减少油气在大油气管道中停留时缩短油气设计长度,以减少油气在大油气管道中停留时间,降低结焦趋势。间,降低结焦趋势。防范对策:防范对策:(2)沉降器出口使用大曲率半径弯头,在分馏塔入口处)沉降器出口使用大曲率半径弯头,在分馏塔入口处使用小曲率半径弯头,
19、并使弯头与分馏塔入口距离最短。使用小曲率半径弯头,并使弯头与分馏塔入口距离最短。(3)对热壁大油气管道要加强保温。)对热壁大油气管道要加强保温。(4)加强检修和大油气管道清焦工作。)加强检修和大油气管道清焦工作。三、三、催化裂化催化裂化装置非计划停工原因分析及对策装置非计划停工原因分析及对策重油催化裂化一车间工艺组重油催化裂化一车间工艺组v油浆系统结焦油浆系统结焦 油油浆浆系系统统中中的的结结垢垢主主要要是是由由烃烃类类和和催催化化剂剂组组成成,其其中中催催化化剂剂具具有有吸吸附附油油浆浆中中大大分分子子极极性性烃烃类类的的能能力力。油油浆浆中中的的一一些些稠稠环环化化合合物物具具有有热热缩缩
20、合合反反应应活活性性,其其反反应应活活性性随随温温度度的的升升高高和和时时间间的的延延长长而而加加剧剧。缩缩合合的的结结果果导导致致油油浆浆物物系系相相容容性性变变差差,以以至至于于油油浆浆中中的的固固体体物物离离析析出出来来,这这些些缩缩合合物物或或沉沉积积于于换换热热器器中中物物流流速速度度小小的的部部位位及及死死区区或或粘粘附附于于换换热热面面而而得得以以富富集集。富富集集的的缩缩合合物物进进一一步步反反应应,可生成软焦。可生成软焦。油浆系统结垢机理油浆系统结垢机理三、三、催化裂化催化裂化装置非计划停工原因分析及对策装置非计划停工原因分析及对策重油催化裂化一车间工艺组重油催化裂化一车间工
21、艺组v油浆系统结焦油浆系统结焦 油油浆浆中中的的催催化化剂剂,无无论论是是其其对对稠稠环环芳芳烃烃的的吸吸附附作作用用,还还是是稠稠环环芳芳烃烃对对催催化化剂剂的的粘粘附附作作用用,客客观观上上起起到到“着着床床”的的作作用用。稠稠环环芳芳烃烃“着着床床”后后相相互互作作用用,生生成成更更大大的的物物质质。同同时时,在在外外力力的的作作用用下下发发生生催催化化剂剂颗颗粒粒的的碰碰撞撞,使使得得不不同同催催化化剂剂颗颗粒粒上上的的稠稠环环芳芳烃烃发发生生缔缔合合或或者者缩缩合合。如如此此作作用用将将出出现现催催化化剂剂颗颗粒粒的的聚聚集集。聚聚集集的的催催化化剂剂颗颗粒粒再与其他颗粒聚集,形成由
22、有机物与无机物的混合结垢。再与其他颗粒聚集,形成由有机物与无机物的混合结垢。油浆系统结垢机理油浆系统结垢机理三、三、催化裂化催化裂化装置非计划停工原因分析及对策装置非计划停工原因分析及对策重油催化裂化一车间工艺组重油催化裂化一车间工艺组v油浆系统结焦油浆系统结焦 油油浆浆系系统统结结焦焦原原因因:(1)油浆系统性质变差是油浆系统结焦的重要原因;)油浆系统性质变差是油浆系统结焦的重要原因;(2)分分馏馏塔塔温温度度变变化化时时油油浆浆系系统统结结焦焦的的直直接接原原因因。随随着着油油浆浆温温度度的的升升高高,轻轻馏馏分分逐逐渐渐蒸蒸发发,油油浆浆浓浓缩缩,生生焦焦性性能能增增加加。同同时时,油油
23、浆浆中中的的烯烯烃烃、多多环环芳芳烃烃产产生生缩缩合合反反应应,当温度升高到一定值时,缩合反应速度会升高得很快。当温度升高到一定值时,缩合反应速度会升高得很快。(3)油油浆浆的的停停留留时时间间。当当油油浆浆在在某某一一高高温温下下停停留留时时间间足够长时,油浆中将有焦炭生成。足够长时,油浆中将有焦炭生成。(4)油浆流速过低,容易使缩合物沉积在管道表面结焦。)油浆流速过低,容易使缩合物沉积在管道表面结焦。三、三、催化裂化催化裂化装置非计划停工原因分析及对策装置非计划停工原因分析及对策重油催化裂化一车间工艺组重油催化裂化一车间工艺组v油浆系统结焦油浆系统结焦 防范措施防范措施:(1)在在分分馏馏
24、塔塔底底保保持持较较低低的的停停留留时时间间,尽尽量量将将流流量量控控制制在在油油浆浆泵泵上上限限,维维持持降降低低的的分分馏馏塔塔液液位位,以以避避免免油油浆浆在在高温下结焦。高温下结焦。(2)为为使使油油浆浆系系统统的的管管线线和和设设备备不不结结焦焦,油油浆浆在在管管线线的的流流速速 1.52.0m/s,在在换换热热器器的的管管程程内内宜宜控控制制在在1.22.0m/s。换换热热器器的的副副线线启启用用要要慎慎重重,确确保保油油浆浆换换热热器器内内流流速速 1.2m/s,避避免免油油浆浆在在换换热热过过程程中中,由由于于温温度度降降低低,粘粘度增大而结垢。度增大而结垢。三、三、催化裂化催
25、化裂化装置非计划停工原因分析及对策装置非计划停工原因分析及对策重油催化裂化一车间工艺组重油催化裂化一车间工艺组v油浆系统结焦油浆系统结焦 防范措施防范措施:(3)选选用用气气蚀蚀余余量量较较大大的的机机泵泵,避避免免油油浆浆泵泵不不上上量量而而引发大量催化剂沉积在分馏塔底。引发大量催化剂沉积在分馏塔底。(4)选选用用合合适适的的油油浆浆阻阻垢垢剂剂,从从装装置置投投用用起起连连续续注注入入,防止油浆中不溶物附着在换热器的管壁。防止油浆中不溶物附着在换热器的管壁。(5)适适当当的的外外甩甩油油浆浆,调调节节油油浆浆排排放放物物量量以以降降低低油油浆浆相对密度,控制油浆中稠环芳烃浓度。相对密度,控
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