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1、工 业 生 产石 化 技 术 , 加 , ,催化裂化 提 升 管 反 应 器 噎 塞 事 故 的 处理 和 预 防谭兴 利 “ 于 建 中 王 文 华上 海交通大学 , 上海 , 以犯 中 国石油 化 工 股 份有 限 公司 天 津 分公 司 , 天 津 ,摘 要 介 绍 了 催化 裂 化 装 工最 大 化 生 产 异 构烷烃改造 以 后 操 作 中 出 现 的 喳 塞现象 , 分析 了 发 生喧 塞的 主 要原 因 在 于 加工负 荷小 、 反 应深度 低 、 提升介质少 、 再生催 化 剂 的 微反 活 性 低 , 造成 了 提升管 向上 的 推动力 不 够 , 在 第二 反 应 区 藏量
2、较多时 , 推 动力小 于 阻 力 , 产 生喧 塞 。 指 出 避免发 生喧 塞的 主要 措施 有控 制 提升管底部提 升 介质 、 加 下量 、 原 料 性 质 、 反 应深度 、 第二 反 应 区 藏量 、 催化剂活性 和 粒 度 以 及 保证第 二反应 区 线速在 祥 日 以 上 等 。关 抽 词 催 化 裂 化 最 大 化生 产异 构烷烃 技 术 喧 塞为 了 降 低汽油 烯 烃含量 , 中 国 石油化工 股 份有 限公 司天 津 分公 司 简称 天 津分公 司 于年 引进中 国 石 油 化 工股份有限公司 石 油化工 科 学研 究 院 开发 的 最大化生 产 异 构 烷烃 技 术
3、,对催化 裂化装置进行 了 技术改造 。 改造后 , 装置开工一次 成 功 , 汽 油 烯 烃含量 降 低到 体 积 分数 以 下 , 产 品 分 布 良 好 , 改造取得 了 成功 。 但 是在开工正常 以 后 , 发生 了 装置改造前没有遇到过的提升 管 噎塞事故 。 这种事故发生的机会很小 , 但一旦发 生 会 使 得各工艺 参 数大幅波动 , 严 重地影响装置 的 正常生产 。 改造前 , 由 于 提升管反应器只 有一 个 反应 区 , 不 存 在扩径 , 所 以 一 般不发生噎塞 事 故 , 国 内一些应用 技术 的同 类 装置也 曾经发生过噎塞事 故 。 本 工 作分 析 了 发生
4、 噎 塞的 主要原 因 , 提 出 了 噎塞发 生 时的处理方法及避免发生噎塞的 措 施 , 以 保证 装置的安全 生 产 。图 催 化裂 化 装 置 反 应 一 再 生 系 统结构装里现状天 津 分公 司 催 化 裂 化装 置 的 设 计 能 力内 , 原 料 以 减压 蜡 油 为 主 , 另 掺炼 的焦 化蜡油 的 减压 渣油 。 目 前实 际 原料残炭在 左 右 , 低于 设计 水平 。 反应 一 再 生系统采用美 国 环球 油 品 公 司 技术 , 反 应器 和 再 生 器为同 高 并列式 。 反应器采用 工艺技术 , 再 生器形式为前置 烧 焦罐式 , 催 化剂在烧焦 罐 内完全再生
5、 。 反 应 一 再 生系 统结构 见图 。工艺最大的 特 点是将反应器 分 成 了 两 个区 第 一反应 区 和 第 二 反 应 区 。 其 中 第 二反应 区 内有 一 个 催 化 剂床 层 , 是发生氢 转移 、 异 构化 、 烷基化 等 二次反应 、 降低汽 油 烯 烃 含 量 的主要 区 域 。 正是由 于 这个 床 层的 存 在 , 使得提升管反应器的压降 加大 了 , 在第二反应 区 催 化剂料位较大 、 加工原料较少 的 情 况 下 会 因 阻力过大 而 产 生 一种 流 化异常现象 噎塞 。气 一 固 悬 浮 物在管 道 中 垂 直向 上流 动时 , 管道中密度太大 , 气体
6、 不 足 以 支持 固 体 颗粒 , 因而出 现腾涌的最大 气体 速度 塞速度 , 这种 使 催化剂收稿 日 期 一 。修 改 稿 收 到 日 期 一 一 。作 者 简介 谭 兴利 , 工 程师 。 年 毕 业 于石 油 大学京 炼制专 业 , 一 直 从事炼 油 工 艺生产 与管理 。 联系电话一 。石 化技 术 年 第 卷 第 期系 统循 环 中断 的现 象 称为 噎 塞 。 噎 塞速度的 数值主要决定 于 催 化剂的 筛分 组成 、 颗 粒密 度 等 物性 。此外 , 管 内 固 体 质量速度或管径越大 , 噎 塞速度也越高 。 噎 塞速度一般在 一 而 。 天 津 分公 司催化裂化 装
7、 置在进 行 技术改造 前 , 设计时考虑到对噎塞的预防 , 规定 提 升管 下 部 提升段处的 线 速 不 小于 耐 , 因 此改造前一直未发 生 过噎塞现 象 。 装 置 工艺改造后 采 用串联提升 管 反应器 , 分 两 个反应 区 。 第 一反应 区 直径为, 第 二反应 区 直 径为 。 反应过程中 油气 携 带催化 剂 由 第 一反应 区 进人 第 二反应 区 , 由于 第 二反应 区 直径扩大 , 加之 第 二反应 区 存 留着一定的 催 化剂 床 层 , 造成线速迅速 降 低 。 因 此在年 月 装置开工初期 以 及后 来 的生 产 中发生过几次提升管噎塞事故 , 曾 经 造成
8、气压机 抽 空 。装 置 在 年开 工后 , 加 工 的原料中 的 比例 较 高 以 上 , 且混有 污油 , 在催化剂活性较低 于 , 将 第 二反应 区 藏量提 高 到以 上 , 发 生 过 噎 塞事故 。提升 管底 部提升介质少一 般提升介质为预提升蒸汽 或 干 气 。 由 于 提升介质少 , 推动力不够 , 在加 工量 较低或 第 二反应区 藏量较 高 时会造成提升 管 内线速低 , 因 而 发 生噎 塞 。催化剂活性低如果再 生 催 化剂的微反活性 降低 , 汽油的 烯烃含量 将 会上升 。 一 般 控制再 生 催化剂的微反活性不低 于 。 当催化剂 活 性 降低 后 , 为 了 降
9、 低汽油 烯烃含 量 , 往往就要提高 第 二反应 区 藏量 , 当 超过临界 值 时 , 就会 发生噎塞 。咬容发 生 后的现象 和原 因喧 鑫发 生 时的现象噎塞 事故 发生时情况 危 急 , 主 要 现 象 表现为再 生滑阀压 降 迅速 下 降 , 一般 由 一 降至 巧 左右 , 再 严重时会更低 , 甚至 达 到联锁值 , 使 自 保动作 , 从 而 切断进料 , 造成非 计 划 停 工一 反 应 区 出 口 温度迅速 降 低 , 一 般 由 降 至 , 甚 至 更低 应压力迅速下降 , 一 般 在 左右 , 严 重 时 会 更低 气压机 人 口 流 量迅 速 下 降 , 由 伊 呱
10、 降 至 少呱 , 使气压机进人喘振 区 运行 , 严 重 时会造成气压 机 抽 空 第 二 反 应 区 料位 上 升 , 从 上涨至 , 藏量 从 升 至 以 上 。 如果 调 节 不 及时 , 会加 重噎 塞 的 程度 。产 生 喧 塞 的 原因么 装置加工量低天 津分公 司 催 化裂化装 置 在 改造 后 , 由于 受到全 厂 蜡 油 平衡 限制 , 加 工量 较低 , 设计能 力为 口 , 实 际 很长时间内 只 能加工 , 只有 设 计 值 的 。 由 于 装置加工量低 , 造成提升管反应器的推动力 不足 , 容易 发 生 噎 塞事故 。第 二 反 应 区 藏量高催 化装 置 进 行
11、 改造 后 , 主要通 过控制第二 反 应 区 藏量来控制汽 油 烯烃含量 。 当加 工 原 料较 差 、 催 化剂 活 性较低时 , 为 了 降低汽 油 烯烃含量 , 往往要将第二 反 应 区 藏 量提的较 高 , 这 样就使得 提升管总压 降 增大 。 当提升管 总 压降大 于 推动力时 , 就会造成 噎 塞 事 故的发生 。 天 津分公 司 催化喧 塞 发 生 时的 处理 方 法针对 噎 塞事故 的 现象 、 特点 和 原因 , 并 结合 事故处理过程中的经验 , 总结 了 几点处理方法 。速提高提升管 反 应器中气 体 线速 。 调 节手段有 开 大提升管底 部 预 提升 蒸 汽量 加
12、大提升管底部 预 提升 干 气 量 提升 管 通人 外补 蒸 汽 。 这样不 但 改善 了 提升管 反应 器内流化状 态 , 而且 还 由于 后 部压力 降低 而 有效地提高再 生滑 阀压 降 , 避免 因滑 阀压降过低 而 造成非 计 划停 工 。迅 速 降 低第二 反 应 区 中催化剂的藏量 和密度 , 防 止噎塞 程度 恶 化 。 调 节手 段 为关小甚 至 全关提升管 待 生 循 环滑 阀 开 度 。迅速改 善气压机 工 作状 态 , 使机组 脱 离喘振 区 运行 , 防止气压机抽 空 、 富气放火炬 , 造成 反应压力大幅波 动 难 以 控制 。 调节手段有 开 大 气 压机 反飞
13、动控制阀 、 提高压缩机人 口 流 量 适 当降低气压机转速 适当 降 低吸收稳定系统压力 。知烟 机岗位加 强 机 组运 行状态监控 , 适当 调 节再 生 压力 , 保证 两 器 差压 和 再 生 、 待 生 单动滑 阀压降 正 常 , 避 免发 生 两 器气体互窜事故 。适 当 降 低 进 料 量 , 保证 反应 温度大 于 , 防 止 发 生 待 生 催化剂带油事故 。应 开 大待 生 中 间 滑阀 开 度 , 降 低 提升管反 应器快 速 分离设施 预汽 提 段 料位 。年 月 日 , 催化 裂 化装置突然 发 生噎塞 事故 , 反 应温度 下 降 , 气压机 人 口 流量 迅 速
14、降低 , 造成气 压 机抽 空 , 富气放火炬 。 操作人员及时进行 了 操作 调 整 , 使装 置生 产很快恢复 正 常 。谭 兴 利等 催化 裂 化提升管反 应 器 喳塞 事故 的处 理 和 预防预 防吱 塞的措施通过对噎塞的 分 析 , 制 订 了 以 下 预防噎塞的措 施 。常生产中根据加工量 、 原 料性 质 、 反应深 度等参数 变化 , 及时配 合 调节提升 管 内气 体 线速 , 保 证 催化剂流化状态正 常 。 在装置加工 负 荷较低 、 原料性质 变 差或反应 深 度 降低 时 , 一定要调节好 操 作参 数 , 杜绝噎塞的发生 。若 生 产 需要增 加第 二反 应 区 藏
15、 量 降 低 汽油 烯 烃时 , 必须要相应增加反应器中预提升气 体量 , 保证 提升管内 气 体 线速 , 一般 第 二反应 区 线 速要保证在 而 以 上 。 要根据装置的实际 情 况控制 合 适的 第 二反应 区 藏量 。常生产中 , 在 保 证 待生中间滑阀 和 循环滑阀压 降 的前提下 , 适 当降低 提升 管 反应器预汽提段料位 , 可 以 减少噎塞 事 故发生时 第 二反应 区 的循环 余 量 , 降 低噎塞 事 故恶化程度 。密切 关 注气压 机 工 作状 态 , 保证 压缩 机 人口 流量 和 人 口 压力正常 , 避 免 由 于 操 作 波 动 引发机组不平稳运行 。催 化
16、 裂 化 装置反应系 统 操 作 发生 事 故时 参数变化幅度大 、 速度 快 , 极易发生衍生事 故 。 因此操作人 员 应熟练掌握各个操作 单 元 、 特种 设备 、 运 行机组的 特性 , 处 理事 故果断 , 确 保 装置安全生产 。结 谙产 生 噎塞的 主 要原 因 是 由 于 加工负荷小 、反应深度低 、 提升 介 质少 、 再 生 催 化剂的微 反活 性低 , 造成提升管向上的 推 动力 不 够 , 在 第 二反应 区藏量较多时 , 推 动力小于阻力 , 产 生噎 塞 。噎 塞发生时的明显现 象 是反应温度 、 再 生滑阀压 降 、 反应压 力 、 气压机人 口 流量 等 突然 降低 , 第 二反应 区 藏 量迅速上升 , 严重时会造成 气 压机抽 空 或 自保 动 作 切 断装 置 进 料 。处 理 噎 塞 时主要是 关 小再 生滑 阀 。 加大提升介质 、 降 低第 二反应 区 藏 量 、 开大 气 压机 反 飞动控制阀等 。防 措 施 主 要有 控 制 好 提升管底部提升介质 、 加工量 、 原 料性质 、 反应深度 、 第二
