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催化裂化裝置反應器和再生器的技術改造

作者: 興罡石化設備| 時間:2017-09-18 10:08:42 | 點擊次數:

 摘 要:延長石油集團公司某煉油廠使用洛陽石油化工公司生產的催化裂化反應再生裝置。針對目前裝置存在的生產和安全問題,對系統裝置做了進一步的改造,主要是對反應器和再生器的改造。通過技改生產能力由原來80萬t/a擴大到120萬t/a。

關鍵詞:催化裂化裝置 反應 再生 改造

概述 目前催化裂化是石油加工的主要手段之一,它在煉油工業生產中占有重要的地位。一般原油經常減壓蒸餾生產的汽油、煤油、柴油等輕質油品僅有10~40%,如果要得到更多輕質產品,須對重油餾分及渣油進行二次加工,使之生成汽油、柴油、氣體等輕質產品。國內外常用的二次加工手段主要有熱裂化、焦化、催化裂化和加氫裂化等。在我國車用汽油的組成最主要是催化裂化汽油,要提高汽油的產量,就要有良好的催化裂化反應和再生裝置。
一、 催化裂化反應再生的原理
催化裂化反應是在催化劑表面上進行的,分解反應生成的氣體、汽油、柴油等分子較小的產物離開催化劑進入產品回收系統,而縮合反應生成的焦炭,則沉積在催化劑的表面上,使其活性降低,為了使反應不斷進行,就必需燒去催化劑表面上的沉積炭使之恢復活性,這一過程稱之為“再生”,可見催化裂化包括“反應”和“再生”兩個過程。
二、反應器的改造
1. 反應器改造目的
針對提升管、汽提段、沉降器的改造 ,使催化裂化裝置能適應各種原料,例如,蠟油、脫瀝青、各種餾分油和渣油的范圍;提高目的產物“汽油和柴油”產率而降低副產品“氣體和焦炭”的產率。
2.反應器改造的過程
2.1提升管底部結構更新,增設了兩個粗汽油回煉噴嘴。這樣可使粗汽油進提升管回煉,因粗汽油中芳烴含量高,難以裂化,為使它和新鮮原料在不同反應操作條件下進行反應,達到多產液化石油氣的目的。
2.2提升管設兩層原料噴嘴,以適應不同原料加工量,并根據市場需要調整產品分布,增加了裝置操作的靈活性。
2.3提升管出口粗旋風分離器改為擋板汽提式粗旋風分離器,將反應油氣和催化劑快速分離,同時盡可能地汽提掉催化劑上攜帶的油氣,減少了二次反應,增加了輕質油收率。
2.4粗旋風分離器與頂旋風分離器采取直聯形式,縮短了反應油氣和催化劑在沉降器中的停留時間,減少二次反應,同時減少沉降器內部的焦塊形成,保證了裝置長周期運行。
2.5汽提段的環形擋板改為新型高效汽提擋板,減少了大量油氣。因為在顆粒間充滿了油氣和一些水蒸氣,顆??障秲炔恳参接杏蜌?,油氣的總量相當于催化劑重量的0.7%,約為進料的2~4%,其中夾在顆粒間隙的約70~80%,吸附在微孔內部的約為20~30%。如果帶人再生器燒掉會損失大量油氣,所以這樣增加了汽提效果,降低了焦炭中氫含量,提高了目的產品的收率。
2.6沉降器中部增設格柵,防止沉降器頂部的焦塊脫落后順著待生立管掉到塞閥閥頭,影響催化劑的循環量,甚至堵塞再生立管。
三、再生器的改造
1.再生器的改造主要目的
提高燒焦速度(它意味著一定尺寸的再生器處理能力高)和再生效果(即再生炭含量低)。
2.改造技術方案
2.1再生器系統優化
由于主風量制約,實現改造目標必須采用耗風指標低的再生技術。把一個再生器改為兩個并聯的再生器,并在第二再生器下面設計相連的燒焦罐。
2.2第一再生器燒焦優化
在貧氧和較低溫度下進行不完全燃燒,對于床層再生,決定燒焦效率的關鍵是主風和再生催化劑的分配。為此,采用了主風分配效果更好的主風分布板代替原來的分布管;其次,將再生催化劑從原來的上部切向進料改在下部由提升風提升到再生密相床層上部,并用特殊設計的再生催化劑分配器均勻地分布在床層上部。良好分配的主風與再生催化劑形成部分逆流接觸,有助于提高第一再生器的燒焦效率。
2.3第二再生器燒焦優化
第二再生器下方增設燒焦罐。在高溫或高剩氧的條件下燒掉剩余的碳。避免催化劑高溫熱失活,又可以使催化劑碳含量降到0.05%,流化行為的改變提高再生效率;在燒焦罐出口設大孔分布板。調節一、二再生器密相之間催化劑藏量和燒焦量。這個方案既可較充分地利用主風,又能提高燒焦效率。
2.4提高催化劑輸送能力
原設備布置較高,但其高差沒有得到充分利用。為此,改造方案充分利用了原有高度,適當加大管徑。再生催化劑逆第一再生器由上部切線進料改為從下部提升,用原有供半再生催化劑提升風的增壓機;半再生催化劑去第二再生器取消原用增壓風通過J型管提升,改為半再生斜管直接進燒焦罐,以便主風燒焦與催化劑提升管同時進行;再生催化劑輸送系統則保留了原脫氣罐。但為保證循環量,采用在二密相增加一個特殊的脫氣斗及特殊形狀的入口管,取消脫氣罐流化風,再生單動滑閥下移等措施。
2.5反應系統局部優化
改造設計中僅改進了反應快分系統及反應油氣導出系統,以降低干氣產率并改善產品分布。即只將原快分系統改為粗旋風分離器,粗旋風分離器出口與一級旋風分離器入口對口連接。
2.6主要改造內容
第一再生器內部把分布管改分布板及再生催化劑分配器;第二再生器下部增加燒焦罐及孔分布板,第二再生器輔助燃燒室催化劑內循環管及滑閥;再生催化劑抽出結構改造;沉降器內部新增提升管出口粗旋及反應油氣導出系統;再生、半再生、再生催化劑輸送管線擴大直徑及相應流程改造。主風及增壓風流程調整,增壓風改入一再生器。
四、結論
1.反應器改造采用新技術后,提高各種餾分油和渣油的范圍;提高目的產物“汽油和柴油”產率,副產品“氣體和焦炭”的產率降低。
2.再生器改造采用新技術后,燒焦強度提高,耗風指標明顯下降,既保證了燒焦效果又降低了裝置能耗。這些新技術在提高燒焦能力與燒焦效果方面發揮了很好的作用,值得推廣。
3.催化劑循環線路經過改造后,催化劑循環量明顯增大,將為粗汽油進提升管回煉多產液化石油氣提供有力支持。
4.裝置改造后各類設備互相匹配,各項技術配置優化,裝置負荷率高,這些情況使裝置能耗明顯下降,通過技改生產能力由原來80萬t/a擴大到120萬t/a,達到國內先進水平。

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