连续重整装置再生系统平稳运行探讨

再生系统是连续重整装置的核心单元之一，其运行平稳与否不仅影响催化剂的活性及损耗，更关乎装置的安全及经济效益。基于中国石油化工股份有限公司金陵分公司1 000 kt/a连续重整装置实际运行数据，分析了催化剂流速、提升压差、催化剂淘析气量等关键参数对再生系统的影响。结果表明：待生提升气和再生提升气最佳流量分别为184～277 m³/h和337～430 m³/h,而淘析气量需根据催化剂的真实密度调整；催化剂正常循环时需控制提升压差在10～16 kPa;在线加剂时需手动控制待生提升二次气流量以保证催化剂循环；再生器内网的清洁度和完整性也是保证催化剂正常烧焦的前提之一。     

汽提条件对两段提升管催化裂化待生剂汽提过程的影响

在模拟汽提实验装置上,对两段提升管催化裂化工业装置不同提升管内的待生剂进行了汽提实验研究。结果表明,汽提温度和汽提蒸汽流量均存在最佳值。当汽提温度为510℃时,两种待生剂的汽提效率达到最大值。继续提高汽提温度,一段待生剂汽提的产物分布和焦炭组成无明显变化;而二段待生剂的焦炭产率略有增加,且焦炭由可溶性焦炭向不可溶焦炭转变。汽提蒸汽的流量对两种待生剂汽提过程的影响趋势相似,但是二段待生剂达到最大汽提效率所需的蒸汽流量高于一段待生剂。汽提后待生剂的可溶性焦炭分析表明,二段待生剂可溶性焦炭的缩合度高于一段待生剂,且二段待生剂表面和孔道内沉积的可溶性焦炭的组成差别较小。     

重油催化裂化汽提过程的数值模拟

采用计算流体力学方法,建立了汽提段内待生剂吸附烃类物质的脱附和反应模型,耦合流动和传递模型,建立汽提过程流动-传递-反应的综合模型。采用该模型对一套工业重油催化裂化(RFCC)汽提段内的流动和反应状况进行了模拟计算,考察了待生剂上烃类物质的汽提反应过程,分析了化学反应对气固两相分布、气固速度分布、组分浓度分布和汽提效率等的影响,揭示了实际RFCC汽提过程中气固两相中各组分浓度的变化规律,并与文献值进行了对比。模拟结果表明,待生剂经汽提后约有3.86%(w)的烃类物质被汽提回收,汽提后仍有0.11%(w)的重油吸附在待生剂上进入再生器;进入沉降器的油气中仍含有35%(w)的重油,如何使催化剂上和气相中的重油组分充分反应是RFCC汽提过程优化的关键。     

催化裂化装置待生斜管流化异常原因分析

大庆石化公司炼油厂1.4Mt/a重油催化装置反再系统待生斜管出现流化异常问题,影响待生剂的正常输送和装置的安全运行。文中分析了待生斜管流化异常的原因,采取有效措施,解决了待生斜管流化异常问题。     

催化裂化待生剂分配器性能的冷模实验评价

高效待生剂分配器对改善催化裂化再生效果具有显著的影响。设计并建造了一套能够评价待生剂分配器性能的冷模实验装置,检验了依据现有工业设计方法制造的船型和管式分配器模型以及无分配器时的颗粒横向分配性能,对比了3种再生器待生剂入口结构性能的优劣,并找出了它们存在的缺陷。结果表明,在大型工业装置中,管式分配器是唯一能够显著改善颗粒横向分配均匀性的待生剂分配器,但它必须消耗大量的输送风,会因此增加装置能耗,并对待生管路的颗粒输送能力产生不利影响;船型分配器对颗粒横向分配均匀性的改善作用十分有限,尤其是在大型工业装置中。对于所有待生剂入口结构,增加输送风量能够显著改善颗粒横向分配的均匀性,增加松动风量也能改善船型和管式分配器的性能,但总体上效果不如增加输送风显著,而增大催化剂循环量后,3种待生剂入口结构的颗粒横向分配均匀性均有一定程度的恶化。由于受管内气 固相流型转变的影响,管式分配器存在一个临界输送气速,在此临界气速以上,颗粒横向分配均匀性可以显著改善。上述研究结果可为工业待生剂分配器的优化设计以及新型高效待生剂分配器的开发提供借鉴。     

我国第一台催化裂化可调热量下流式外取热器的工艺设计和标定总结(下)

二、标定情况总结1.再生器外取热系统流程简述待生剂在再生器燃烧生成高温再生剂.将约700℃高温再生剂从再生器引出一部分至外取热器,催化剂在取热列管间隙处自上向下流动.取热管浸没于流化床内,管内走水.取热器底部通入流化气体,以维持催化剂良好的流化状态,造成流化床对直立浸没管的良好传热.经过换热后的催化剂温降-     

催化液化气脱硫醇氧化塔操作异常分析及处理

某公司催化裂化装置液化气脱硫醇系统氧化再生塔运行过程中发现氧化塔上部液位高、三相分离罐反抽提液位低、脱硫醇尾气带油,抽提剂循环困难,通过将氧化塔切除,对再生碱液抽出口进行蒸汽反吹处理后,操作恢复正常。     

气氛环境对S Zorb吸附剂中硅酸锌生成的影响

针对S Zorb吸附脱硫工业运行装置中因硅酸锌的生成导致吸附剂活性严重降低等问题,在模拟工况、不同气氛条件下,对不同状况的S Zorb吸附剂进行处理,探讨硅酸锌的生成与环境及硅源的关系。结果表明:在550℃、干燥或纯水蒸气条件下,新鲜剂中难以生成硅酸锌;在550℃、有再生剂或待生剂存在的水热条件下,新鲜剂中有明显的硅酸锌生成;待生剂或再生剂中ZnS在焙烧过程中产生的SO2与高温水热环境之间的协同作用加速了硅酸锌的生成;在水热伴随酸性物质的环境下,待生剂上持硫量越高,硅酸锌的生成量越大;当待生剂上已有硅酸锌存在时,其再生过程中硅酸锌的生成速率进一步加快;不同硅源生成硅酸锌的差异较大,具有规整结构的硅源抗水热酸环境的能力较强。     

两段提升管催化裂化沉降器内待生剂吸附油气的变化

沉降器内汽提油气的冷凝是造成重油催化裂化装置沉降器结焦的根本原因。为了分析待生剂吸附油气的性质变化,首先通过在线取样获得两段提升管催化裂化装置不同提升管内待生剂,用甲苯抽提提取待生剂上吸附的烃类并进行性质分析;然后在模拟汽提实验装置上进行待生剂的模拟汽提实验,分析汽提过程中的化学反应;最后将汽提油气中的液相组分进行二次热转化实验,探索汽提油气在沉降器稀相空间的热转化行为。结果表明,二段提升管待生剂吸附油气较多,馏程偏重,饱和分和氢含量很低;汽提过程中的化学反应以热裂化为主,二段待生剂吸附油气的反应较弱,重油收率较高,而且经过二次热裂化反应后,二段汽提油气重油收率仍然高于50%。因此二段提升管待生剂汽提油气会对两段提升管催化裂化沉降器的结焦产生重要影响。     

S Zorb吸附剂再生前后硫分布规律

采用SEM-EDX、XRD等手段研究了不同硅酸锌质量分数的S Zorb吸附剂再生前、后的硫分布规律。结果表明,随着硅酸锌质量分数的增加,S Zorb吸附剂中孔隙量和孔隙大小呈明显增加趋势。不同硅酸锌质量分数的待生剂颗粒中,硫质量分数沿径向均呈均匀分布,硅酸锌质量分数较大的待生剂的硫质量分数明显低于硅酸锌质量分数较小的待生剂。硅酸锌质量分数较小的再生剂颗粒中,硫质量分数的径向分布呈现边缘低中间高的趋势,说明再生过程中,颗粒中的硫化锌的氧化由外向内扩散进行,粒径小的再生剂颗粒因扩散半径小硫分布相对比较均匀。     

泉州石化连续重整装置料位波动分析

对中化泉州石化有限公司2.0 Mt/a连续重整装置还原段和缓冲段料位下落幅度达5%~10%以及提升不畅的原因进行了分析,并采取了相对应的措施。还原段的料位波动主要是由于重整反应系统重要操作参数的改变,导致闭锁料斗的斜坡曲线与操作工况不匹配;缓冲段的料位波动是因第四反应器底催化剂收集器的置换气温度偏低、提升二次气与置换气的差压高和置换气气流的扰动阻碍了催化剂正常流动;缓冲段的料位提升不畅是滤网堵塞和待生催化剂L阀组变径口处堆积了反应器中心管与膨胀节联接处由于焊接不透而滑落的螺栓和螺母。     

UOP连续重整装置催化剂循环故障分析及处理

介绍了UOP连续重整装置再生器或反应器中因催化剂颗粒间隙中气体线速发生变化而对催化剂颗粒移动产生的影响,并对几种异常现象进行分析,包括：①气体线速过高会造成催化剂贴壁或空腔现象,引起还原段料位和分离料斗料位突然降低;②再生剂和待生剂下料管线中,气体流动方向与颗粒移动方向相反,气体流速过高导致催化剂无法向下移动,引起催化剂循环中断;③对于闭锁料斗来说,如果闭锁区的下料管中催化剂料封被高压差破坏,气体就会互串导致闭锁区与缓冲区之间连通,且闭锁料斗的催化剂循环中断.通过对以上3种案例进行分析可知,分离料斗补充氮气量、氮封罐补充氮气量、闭锁料斗的补偿气流量异常增加均意味着输送故障已经发生.使连续重整两器的各处流量保持在正常范围是催化剂稳定输送的前提.当装置出现异常现象导致输送停止或波动后,需采取针对性措施加以解决和恢复.     

催化裂化装置立管-阀门系统设计及运行分析

立管-阀门系统是催化裂化（FCC）装置催化剂颗粒循环回路的下行流动部分。立管输送催化剂操作的复杂性在于立管内催化剂流态的多样性。介绍了工业FCC装置立管-阀门系统的设计方法、立管操作工况以及压降方程。在某1.0 Mt/a FCC装置上,以再生立管为对象,通过测量不同工况时再生立管的轴向压力分布和采集工艺参数的变化,分析立管内气固两相的流动方向、催化剂密度与速度分布。根据气固两相的流动特征将立管分为3个区,分别为负压差脱气段、负压差持气段和正压差窜气段。总结了半管流形成的原因以及阀门窜气对立管压力分布的影响,提出了再生立管结构优化方案。分析结果可为FCC装置立管-阀门系统的设计和操作调整提供理论支持。     

催化裂化装置再生器跑剂分析与对策

中国石化青岛炼油化工有限责任公司催化裂化装置2014年6月起发生再生器跑剂事件,对再生器旋风分离器差压、主风分布板压力降和大小分布环压力降等重要参数加强跟踪分析。在工艺上排除了反再系统未知蒸汽进入再生器、外取热器换热管束泄漏和催化剂理化性质差异等可疑因素后,在设备检查过程中发现再生器跑剂根本原因是7号和8号旋风分离器二级旋分两段料腿之间的锥体连接件的焊缝断裂,造成周围烟气夹带着催化剂颗粒向低压区的料腿内部高速流动,旋风分离器正常工作状态被破坏,旋风分离器收集的催化剂在经过筒体和锥体进入灰斗时被反窜上行的气流大量带出,造成再生器大量跑剂。通过对旋风分离器焊缝断裂部位重新焊接以及对11组旋风分离器的相同位置全部贴板采取加强的有效措施,彻底解决了再生器旋风分离器焊缝断裂这一影响装置长周期运行的难题。     

催化裂化沉降器内料腿-翼阀排料区域的气相流场的数值模拟

采用计算流体力学软件Fluent6.2对催化裂化装置沉降器内旋风分离器下部的料腿-翼阀排料区域周围的气相流场进行了数值模拟,主要分析翼阀阀板表面产生磨损的原因。计算结果表明沉降器内油气在料腿负压差的作用下会通过开启阀板与阀口的间隙反窜进入料腿形成漏风,漏风量随着阀板开度和负压差的增大而增大。这种漏风携带催化剂颗粒冲击阀板是导致冲蚀磨损的主要原因,同时影响到旋风分离器的分离效率。     

催化裂化装置输送斜管内催化剂流化状态分析

斜管是催化裂化装置催化剂循环的输送管，催化剂在斜管内保持良好的流化状态是装置平稳运行的关键之一。在某3.3 Mt/a 催化裂化装置上，通过测量再生斜管的轴向压力分布和滑阀前催化剂的表观密度，分析斜管内气体和催化剂的流动状态。结果表明：斜管下部形成了填充流，摩擦损失压降显著上升，是轴向压力分布发生逆转的主要原因。根据斜管内气体流动方向，将斜管流化状态划分为3个区，Ⅰ区为负压差脱气段；Ⅱ区为负压差持气段；Ⅲ区为正压差持气段。通过调整合适的松动风量，可以改变催化剂的流化状态。     

循环流化床回路颗粒过阀压差脉动特性及对提升管内压力脉动的影响

在循环流化床冷模实验装置上,分别调节提升管内表观气速和回料管上阀门开度,测量并分析了颗粒过阀压差脉动特性及其对提升管内压力脉动的影响。结果表明:随着提升管内表观气速的降低或阀门开度的增加,颗粒过阀依次会呈现股状出料和连续出料两种形式;股状出料时颗粒过阀的压差脉动标准偏差较大,呈单主频特性,主频在0.35 Hz左右;连续出料时颗粒过阀的压差脉动标准偏差相对较小,呈双主频特性,分别对应0.35Hz和2.5Hz左右,其中2.5Hz主频能量相对较大。颗粒过阀压差脉动直接影响提升管内压力脉动行为,在提升管下部较为明显,提升管内压力脉动主频与颗粒过阀压差脉动主频分布相同。     

催化烟机实际回收功率影响因素的探讨

通过对催化裂化装置烟机实际回收功率问题进行探讨,全面分析主风总量、装置加工量、烟机入口压力、烟机出口压力、烟机入口温度、气温、双动滑阀开度、烟机结垢等如何影响烟机实际回收功率。分析得出:烟机入口压力控制在252~264 kPa;烟机出口压力控制在5~8 kPa;烟机入口温度控制在674~680℃;关闭或稍开双动滑阀;优化反再操作,控制烟气中催化剂细粉含量在较低水平,烟机入口烟气催化剂细粉密度小于200 mg/m3;主风量调整过程要缓慢等结论使烟机实际回收功率保持在较高水平。同时提出多项维护烟机长周期高效运行的建议措施:严格控制烟机入口烟气温度小于680℃;烟机轮盘温度控制高限340~350℃,以防止催化剂细粉结垢严重;烟气管线加固保温以减少烟气输送过程中的热损失等,力保烟机高效长周期高效运行。     

GXD型复式导流浮阀塔板的研究

在 1 000 mm×400 mm有机玻璃方塔试验装置上考察GXD型复式导流浮阀塔板的流体力学性能,并在相同开孔率下与DL型导流浮阀塔板、F1型浮阀塔板的流体力学性能进行对比。结果表明：GXD型复式导流浮阀塔板具有良好的流体力学性能,相同气速下与F1型浮阀塔板相比,其压降降低约25%,处理能力提高约35%以上;与DL型浮阀塔板相比其效率提高约15%。虽然GXD型浮阀塔板泄漏强度的操作下限与其它浮阀塔板相比偏高,但该塔板不仅能降低分馏塔的压降,还可以提高操作效率和轻质油拔出率。     

BY型旋风分离系统在催化裂化装置上的应用

介绍了新型（BY型）高效旋风分离系统在渣油催化裂化装置上的应用情况。BY型旋风分离器较原旋风分离器入口面积大。分离空间高，总高径比大，同时还具有升气管直径比小，灰斗体积及入口截面积比大等特点，有利于提高分离效率，降低压降。应用结果表明，BY型高效旋风分离系统工况稳定，分离效率达到99．998％，再生器内催化剂单耗由原来的0．5kg／t降低到0．3kg／t以下，旋风分离系统总压降由6．8kPa降低到5．5kPa，操作弹性大，适应性强。