探讨石化企业催化裂化装置结焦原因及解决办法

探讨石化企业催化裂化装置结焦原因及解决办法

祁玮

中国石油天然气股份有限公司玉门油田分公司炼油化工总厂  甘肃 玉门 735200

摘要：社会经济的发展让石化企业进入了全新的发展时期，催化裂化装置作为石化企业不可忽视的重要装置之一，是提高石化企业经济效益的关键。本文对石化企业催化裂化装置进行分析，并对催化裂化装置结焦原因与解决方法提出个人看法，希望为关注石化企业催化裂化装置的人群带来参考。

关键词：石化企业；催化裂化装置；结焦

引言：催化裂化装置是石化企业消化重要的核心装置，催化裂化装置的运行质量将会直接影响到企业的经济效益，催化裂化装置结焦问题是影响设备运行质量的关键，只有解决结焦问题才能让催化裂化装置的运行效果变得更好。因此，有必要对石化企业催化裂化装置结焦原因及解决办法进行分析。

1催化裂化装置结焦主要原因分析

能够导致催化裂化装置产生结焦情况的原因有很多，如重质原料雾化与汽化不良便是较为常见的结焦诱因。催化裂化装置在面对高温以及油气环境时，原料中没有汽化的大分子物质将会在高温影响下产生二烯烃类物质，该物质在局部位置冷凝沉积后便会潜移默化地产生结焦。

    在提出管喷嘴区域，装置的结焦问题往往与喷嘴类型、雾化质量等有直接关系。诸如催化剂滑落、进料雾化汽化不完全等情况都将影响热催化剂的进料油传热能力，而且还将会自动生成涡流、滞留区，积碳则会导致局部发生挂焦的情况。与此同时，即便采用了具有良好性能的雾化喷嘴，分经喷嘴雾化在与催化剂进行接触后，依然有部分区域会出现汽化不完全的情况，此时一部分未汽化重组分液滴将会在催化剂表面生成焦炭。

对于催化裂化装置而言，不同位置的结焦原因往往各不相同，在油气大管线中，结焦情况通常与油气线速、保温能力等因素有非常紧密的联系。而且在油气内重组分保温条件无法满足实际需求的情况下，还将会对温度造成非常大的负面影响，冷凝结焦的情况也将因此而出现。油气重组分非常容易在水平段发生沉积，所以水平段同样要关注结焦情况是否出现。在大盲板法兰位置处，高速油气容易进入分馏塔并产生涡流，油气停留时间将会因此延长，结焦问题也将变得更加严重。需要注意的是，因为油气线速较高，油气大管线结焦还会出现比较明显的冲刷迹象[1]。

2石化企业催化裂化装置的结焦解决办法

在石化企业的经营发展过程中，催化裂化装置作为不可或缺的重要装置，容易因为各种外界因素而产生结焦问题，只有结合实际情况，提高结焦预防、处理时的针对性，才能最大限度降低由催化裂化装置结焦问题带来的影响，提高结焦处理效果。

2.1油浆系统结焦处理

分馏塔底位置的结焦一般分布在抽出口过滤网附近，塔底位置的结焦问题往往并不严重，而油浆换热器中的结焦情况，则是因为油浆固含量过高，粘性较大的油液沉积将会导致结焦情况的发生。为了解决分流油浆系统的结焦问题，在活塞流的影响下，颗粒相互之间的传热能力将会有所下降，此时含重油多的催化剂颗粒在加热过程中，往往只能依靠催化剂汽化、裂化油气来进行使用，热量传递相对有限，在催化剂脱离提升管后，将会粘附在器壁上，并自动生成结焦中心。只要具有高沸点结焦前身物以及足够的停留时间与温度，就可以有效降低结焦带来的影响。对于催化裂化装置而言，该装置在实际运行中虽然很难完全消除结焦带来的负面影响，但是却可以针对个别情况进行处理，以此来达到降低结焦负面影响的效果。

    为了让分馏系统的运行质量得到进一步提高，就必须重点加强系统结焦问题的处理能力，通过适当加强对防焦措施的利用，可以让催化裂化装置在石油企业的经营发展中真正实现效果最大化。为了加强结焦管理，应该针对分馏塔底温度进行管控，将塔底温度限制在365℃以内。与此同时，还应该对油浆循环量、分馏塔底液位进行管控，这样便可以减少停留时间，并提高油浆喷淋密度，油浆脱固效果将会因此而变得更好。需要注意的是，为了让结焦处理效果得到更多保障，应该禁止采用油浆换热器付线来完成温度调节，通过加强对换热器油浆线速的控制，可以有效避免稠油出现大规模沉积的问题。除此之外，应该针对外甩油浆量进行控制，通过对固含以及油浆密度参数进行管理，同样可以避免结焦情况的发生。在油浆入口处可以连续注入适量阻垢剂，这样能够有效避免高分子化合物出现沉积的情况，进而避免结焦情况的发生。

2.2反应系统结焦处理

为了避免提升管进料区域的结焦问题，就应该选择高效雾化进料喷嘴，通过多级强化雾化结构，可以促使原料油中的重质成分更好地完成雾化。在此期间，还可以增加防焦蒸汽用量，通过将防焦蒸汽环管孔眼划分为竖直向上、斜向下两个方向，能够提高沉降器停滞区吹扫效果，避免重组分油气在运行中因为冷凝、沉积等问题而出现结焦的情况。如果催化裂化装置的气压机性能有所富余，则可以使用干气来降低催化剂水热失活与热崩情况带来的影响，通过持续保持催化剂的活性能够有效避免结焦问题的发生。从操作条件的角度出发，适当增加反应温度，可以有效提高转化率、剂油比。增加进料段温度，并将进料温度限制在180℃以上，能够保证再生剂、进料混合温度高于假临界点。必要时可以适当添加终止剂，但是终止剂的注入量应该始终控制在进料量的5%-10%之间，这样能够最大限度发挥出重质分子热爆效应。通过加速重质分子的汽化，能够实现对湿催化剂含量的控制，在非正常情况下，应该尽量确保运行稳定性，特别是在开工环节，更是要针对升温速度以及喷油时机进行管控，只有这样才能有效避免冷凝结焦问题的发生

[2]。除此之外，还应该适当强化油气大管线的保温能力，温度控制是避免冷凝结焦问题发生的关键。

结论：总而言之，石化企业的经营发展离不开催化裂化装置的支持，催化裂化装置在运行阶段难免遇到结焦问题，结焦将会在影响催化裂化装置运行质量的同时降低经济效益。相信随着更多人意识到催化裂化装置结焦问题的重要性，石化企业催化裂化装置的运行效果将会变得更好。

参考文献：

[1]陈文武,王建军,张伟亚等. 催化裂化装置关键设备故障分析及对策[J].石油化工设备技术,2022,43(05):123-27+5.

[2]向荣,王曌,孙军军. 浅析催化裂化再生烟气超低排放绿色工艺应用——钠法脱硫提取亚硫酸钠工艺[J].工业安全与环保,2022,48(03):73-75.