《催化裂化油浆结垢原因及解决措施.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《催化裂化油浆结垢原因及解决措施.doc（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、催化裂化油浆结垢原因及解决措施1前言催化裂化装置的油浆系统设备内的结垢问题是大多数装置存在的问题。特别是近年来,随着原料的重质化、劣质化以及加工深度的提高, 分馏塔和油浆系统结垢堵塞日益严重,造成能耗增加、装置的处理能力降低、 蒸汽发生量减少、油浆多余热量无法取走，系统热平衡遭到破坏，严重影响了装置的正常操作和企业的经济效益。结垢严重时还会造成油浆输送系统、换热系统堵塞，致使装置停车清垢，这样不仅缩短了装置的运行周期，还可能给装置的安全生产带来隐患。由此可见，石油加工设备和管线的结垢问题已成为影响装置“安、稳、长、满、优”生产运行的一大障碍，研究能够有效防止或减轻结垢的阻垢剂已是迫在眉睫。2
2、垢形成的原因及对策讨论2.1 油浆结垢原因分析2.1.1 原料结构及性质1 催化裂化原料油日益变重,尤其是大量掺炼减压渣油以后,原料中芳烃、胶质、沥青质含量明显增加。这就导致油浆中多环芳烃、胶质、沥青质含量增加,这些组分非常容易发生聚合产生结焦。尤其是外甩油浆少时,加快了油浆浓缩、缩合、生焦。2.1.2 分馏塔底温度和油浆塔底停留时间2 分馏塔底温度和油浆在塔底停留时间过长，都会造成油浆系统结焦，使管线和冷换设备堵塞。催化裂化一般规定塔底温度为360以下，但为了达到较高的轻油收率，保证经济效益，分馏塔底需维持较高的操作温度。当油浆在高温下停留时间过长，或油浆循环量过小时，油浆中有焦生成。2.2
3、.3 固含量高，油浆系统介质流速低 当油浆循环量小，流速低时，造成催化剂颗粒沉积在管壁和设备内部，加速结焦速度。在低处理量情况下，提升管出口反应油气线速低，导致旋分器效率降低，反应油气携带催化剂粉尘量增加；或者，低处理量时分馏塔底油浆外甩量不足，使油浆中的催化剂颗粒大量沉积在分馏塔底，这些都造成油浆中固含量增高。另外，由于催化剂机械强度不够，易碎裂，也是油浆中固含量大的一个原因。2.2 减少结焦的对策2.2.1 使用阻垢剂催化剂粉末沉积问题可以用阻垢剂来控制。合适的阻垢剂不仅可以阻止催化剂粉末聚集，还对油浆系统还有一定的清洗作用。具有高度热稳定性的阻垢剂可以有效的控制聚合物的聚集，阻垢剂降低了
4、沥青质聚合物的粘度，从而减小沉淀的趋势。2.2.2 适当外排油浆油浆中的稠环芳烃不仅造成油垢的产生,而且循环回系统再加工只能增加催化剂的焦炭产率,使装置的效益降低。研究表明,澄清油要比相应的直馏油难裂化得多,其裂化产品分布与直馏原料油显著不同,表现在气体增加,汽油明显下降,焦炭显著增加。因此,适当地外排油浆,不仅可防止过多的稠环芳烃再次进入装置,控制油浆中稠环芳烃浓度,而且有利于改善装置的操作状况。2.2.3 优化催化裂化原料3随着催化裂化原料的变重,其中的胶质和沥青质含量也大大增加,这部分正是催化裂化进料的非理想组分。在加工过程中,重胶质和沥青质裂解生成的重质烃部分在沉降器顶部、旋风分离器入
5、口及大油气管线等部位结焦,部分进入油浆系统形成油垢。建议对沥青质、胶质含量较高的劣质原料进行抽提，通过溶剂抽提先脱去其中的部分重质组分及重金属，得到的抽余油可作为良好的催化裂化原料。催化裂化原料的性质得到优化即可减少油浆系统的结垢。2.2.4 改善操作条件和设备结构除了油浆本身的性质外，对其影响最大的外界条件就是温度和流速。降低温度和流速都会减少垢的生成量。因此，在不影响生产操作的前提下，应尽可能降低流体的温度和增加流速，有助于减少结垢。同时在设计时，尽量减少流体的流动死区，以免油品在死区停留时间过长而生成结垢沉积物。3 催化裂化油浆阻垢剂的阻垢剂的作用机理大量的研究表明，阻垢剂之所以能够抑制
6、或减少炼油设备和管线上的结垢，是因为阻垢剂具备了如下一些功能：（1）清净分散性：该性能是很多阻垢剂都具备的一种性能。具有清净分散性的化合物，基本上含有亲油、极性、亲水的基团和表面活性的结构。阻垢剂以胶束状态分散于油中，与含氧化合物如羟基、羧基、羧基化合物形成胶囊，溶存于油中，阻止这些物质的进一步氧化和缩合。阻垢剂中的极性基团能在设备和管线的金属表面定向排列，阻止垢的沉积。（2）抗氧化性：在氧存在下，受热、光和金属的催化作用，油品中的碳氢键受到破坏，发生自由基链反应，具有抗氧化性的阻垢剂能与被氧化的烃自由基形成惰性分子，终止链反应，使之不能形成大分子聚合物，以达到阻止有机垢生成的目的。（3）阻聚
7、性：阻止烃分子的聚合，减少有机垢的生成。（4）金属钝化性：具有这种性能的阻垢剂 ，能在金属表面形成一层膜，抑制金属在油品氧化和热转化中的催化作用。（5）抗腐蚀性：在设备和管线表面形成保护膜 ，使之不受油品中酸性物质的腐蚀，减少腐蚀产物的生成，保持设备和管线内表面的光洁。除此之外，阻垢剂还应具有油溶性，与加工油料能均匀混合；粘度小，易流动，便于使用；对后续加工工艺和产品性质不会产生不良的影响；在使用温度下不分解，以及无毒等理化性质。4 催化裂化油浆阻垢剂的工业应用情况国外早在20世纪50年代已对换热器结焦结垢进行了研究，但主要通过改进设计、正确操作及其它物理方法来缓解结焦结垢问题。直到70年代美
8、国才开始将阻垢剂应用于常减压蒸馏、加氢脱硫、加氢裂化、焦化等装置的设备中。随后又将阻垢剂用于催化裂化油浆系统中，并且取得了较好的经济效益。针对油浆结焦问题，国外开发了多种阻焦阻垢剂，目前常见的阻垢剂有以下几类：4l 聚硅氧烷防垢剂，能抑制焦油和沥青质的缩合和聚合反应，维持边界层的流动，可控制焦炭沉积在金属表面。l 有机硫化物阻垢剂，能防止油品中烃类沉积物在金属表面上的粘结作用。l 含链烯烃基体和胺的聚合物，如聚链烯基琥珀酰亚胺,可以抑制沉积物的粘结。在蒸馏、重整、裂化、加氢和脱氢等石油加工之前，加入到原料油中。l 胺和碱金属的氢化物阻垢剂，这种抑制剂可提高活化能，能够抑制烃类的裂解，防止有害的
9、副反应。l 含硫化物阻垢剂，这种阻垢剂能够硫化金属表面，抑制催化焦。我国早在20世纪70年代对油浆阻垢剂的研究已有报到，直到90年代初期国产油浆阻垢剂逐渐在一些炼厂推广应用。近几年来，国内阻垢剂的发展突飞猛进，其特点是针对性强，抑制结垢效果显著。目前，国内开发阻垢剂技术的单位有：中科院兰州化物所、华东理工大学、石油化工科学研究院等单位。表1列举了国内几种主要阻垢剂的物性。表1 国内几种主要阻垢剂的物性 5名称AFA-1AFA-2NS-13YX-97SF-2PIPP14211密度(20)(kg.m-3)920-1000900-1000900-960870-940850-950900-950运动粘
10、度(20)(mm2.s-1)100100603010055PH值676767566767凝点/-20-20-20-20-5/外观棕红色棕红色棕红色棕红色棕红色棕红色表1中所列出的油浆阻垢剂目前都已工业应用，不论是在装置结垢后还是在开工时就使用，都取的了良好的效果。5 结论及建议(1) 当油浆中结焦因子含量少时,或者油浆结垢主要是外部操作条件不合适而加重的,可以采取改进、优化工艺操作条件、增加设备来实现,比如,降低分馏塔底温度,减少油浆停留时间,提高油浆流速、安装油浆过滤器和沉降器等措施来解决。(2) 在大多数情况下,裂化原料较重,芳烃、稠环芳烃等结焦因子较多,单靠改进操作条件已不能避免结焦结垢现象的发生,这就需要阻垢剂和优化操作条件同时进行。(3) 催化油浆结焦结垢是越来越普遍的现象，也是一个原因较复杂的问题，炼厂应根据实情，分析原因，找出适合自身的工艺操作条件，并针对性选用合适的阻垢剂，以取得较好的阻垢效果。
