120萬t/a重油催化裂化裝置節(jié)能改造效果分析

針對石家莊煉化分公司80萬噸／年重油催化裂化裝置存在的一些問題，2007年又對其實(shí)施了節(jié)能改造，當(dāng)年7月改造投用后節(jié)能效果明顯．

大連石化公司350萬噸/年重油催化裂化裝置(以下簡稱四催化),自裝置建成投產(chǎn)以來,受裝置大型化相關(guān)技術(shù)的制約,摻渣比、加工量偏低和長周期穩(wěn)定運(yùn)行等系列問題影響,一直困擾公司生產(chǎn)運(yùn)行和優(yōu)化增效工作。隨著技術(shù)進(jìn)步,經(jīng)過多年探索和論證,2017年4月停檢期間,裝置采用中溫強(qiáng)化燒焦等多項(xiàng)技術(shù)對反應(yīng)、再生和能量回收系統(tǒng)進(jìn)行了提高燒焦和取熱能力、改善流化、增加劑油比、優(yōu)化反應(yīng)條件、強(qiáng)化三旋效率、消除高溫?zé)煹篱_裂、防止余熱鍋爐腐蝕泄露等工藝和設(shè)備方面的改造,工程費(fèi)用九千余萬元。裝置在2017年5月20日一次開車成功。

中國石化北京燕山分公司ⅱ套重油催化裂化裝置近年來先后實(shí)施了多項(xiàng)技術(shù)改造項(xiàng)目,包括:余熱鍋爐綜合節(jié)能防腐改造、反應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)用新型組合式汽提器、再生煙氣系統(tǒng)增設(shè)四級旋風(fēng)分離器及應(yīng)用新型再生煙氣臨界流速噴嘴系統(tǒng)、吸收-穩(wěn)定系統(tǒng)增設(shè)解吸塔中間再沸器。通過實(shí)施以上技術(shù)措施,裝置得以更加高效、穩(wěn)定、長周期運(yùn)行,年增經(jīng)濟(jì)效益超過3700萬元。

中海石油中捷石化有限公司500kt/a重油催化裂化裝置于2012年6月進(jìn)行了節(jié)能技術(shù)改造,并取得成功,突破了現(xiàn)有催化裂化工藝反應(yīng)溫度和劑油比的矛盾,實(shí)現(xiàn)了"低溫接觸、大劑油比"操作思路,使裝置產(chǎn)品收率、產(chǎn)品質(zhì)量、能耗、煙氣排放等各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)值,全面滿足了重油催化裂化工藝的技術(shù)要求。

油漿正常外甩是控制分餾塔底液位的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù),也直接影響到裝置的安全平穩(wěn)生產(chǎn),塔底液位過高,會對反再系統(tǒng)壓力產(chǎn)生影響,淹過大油氣線后會造成安全事故。為了創(chuàng)造裝置更大的經(jīng)濟(jì)效益,蘭州石化公司重油催化裂化裝置需對油漿正常的外甩控制閥及相應(yīng)管線擴(kuò)徑,增加其控制的靈活性,本文就此改造問題進(jìn)行分析。

油漿正常外甩是控制分餾塔底液位的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù),也直接影響到裝置的安全平穩(wěn)生產(chǎn),塔底液位過高,會對反再系統(tǒng)壓力產(chǎn)生影響,淹過大油氣線后會造成安全事故。就蘭州石化公司重油催化裂化裝置需對油漿正常的外甩控制閥及相應(yīng)管線擴(kuò)徑,增加其控制的靈活性的改造問題進(jìn)行分析,以便創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

裝置mip工藝技術(shù)及其相關(guān)改造后,汽油烯烴降低了15個(gè)體積單位以上,可以達(dá)到30個(gè)體積單位以下,汽油的研究法辛烷值(ron)為88以上,裝置汽柴油收率達(dá)到72%～73%,液化氣收率達(dá)到12%～13%,比技改前都有所提高。

介紹了大慶煉化公司0.6mt/arfcc裝置采用fdfcc技術(shù)擴(kuò)能改造為1.0mt/aargg和汽油降烯烴技術(shù)改造的工藝特點(diǎn),對改造后的運(yùn)行情況和能耗進(jìn)行了分析,提出了裝置運(yùn)行中的不足,為進(jìn)一步優(yōu)化操作提供了依據(jù)。

結(jié)合石油化工產(chǎn)業(yè)來說,催化裂化裝置的應(yīng)用主要在煉油作業(yè)的二次加工中展開,也是煉油企業(yè)中的主要設(shè)備。通過催化裂化作用,可以將原油分離為柴油、汽油、液化氣等物質(zhì),實(shí)現(xiàn)石油資源的有效利用。而隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展,能源消耗速度加快,催化裂化的原料及工藝也成為影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素;本文以下結(jié)合重油催化裂化裝置能耗問題進(jìn)行分析,提出相應(yīng)的節(jié)能措施。

重油催化裂化裝置是我國煉油行業(yè)的主要二次加工裝置，也是煉油廠主要的耗能裝置．隨著原油價(jià)格不斷攀升，催化裂化裝置的能耗問題已經(jīng)成為提高催化裂化裝置經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵問題。中國石油四川石化南充煉油廠催化裂化裝置于1997年建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)規(guī)模50×10^4t／a，2003年7月底對其進(jìn)行改造后，裝置主體設(shè)備設(shè)計(jì)加工能力為50×10^4t／a，裝置采用前置燒焦罐再生和提升管反應(yīng)器。

為了提高反應(yīng)劑油比,增強(qiáng)重油裂解能力,提高裝置處理量,長慶石化分公司決定對原1.4mt/a重油催化裂化裝置提升管反應(yīng)器及待生循環(huán)線路進(jìn)行改造。此次改造的核心技術(shù)是為實(shí)現(xiàn)"低溫接觸、大劑油比"而采用的高效催化技術(shù),該技術(shù)把部分待生催化劑返回至提升管底部,與再生催化劑混合,從而降低與原料接觸前的混合催化劑的溫度,大幅度提高反應(yīng)劑油比。該技術(shù)在提升管底部設(shè)置催化劑混合器,使催化劑在與原料油接觸之前形成理想的環(huán)狀流。通過此次改造,提高了反應(yīng)劑油比,增強(qiáng)了重油裂解能力,提高了裝置處理量,產(chǎn)品分布明顯改善。裝置加工量由改造前的125t/h提高到170t/h;輕油收率明顯提高,由改造前的60%左右提高到65%左右,尤其是汽油收率,由39%提高至45%;同時(shí)干氣、焦炭及損失明顯減少,由19%左右下降至14%左右;從產(chǎn)品質(zhì)量來看,汽油烯烴含量由40%下降至35%左右,辛烷值下降約2個(gè)單位,對柴油、液化氣質(zhì)量基本沒有影響。

分析了中捷石化0.5mt/a重油催化分餾塔塔盤結(jié)鹽的原因及處理方法,提出了預(yù)防沉降器結(jié)焦的措施。

針對催化裂化能量回收裝置高溫?zé)煔廨啓C(jī)(簡稱煙機(jī))出現(xiàn)的故障,采用中國石油大學(xué)(華東)開發(fā)的新型導(dǎo)葉式旋風(fēng)分離技術(shù),提出了新型高效低阻型立管多管式三旋的改造方案。三旋出口煙氣在線采樣催化劑濃度與粒度分析表明:改造后三旋入口煙氣中催化劑平均質(zhì)量濃度為362.8mg/m3(工況下濕基),主要是40μm以下的顆粒,其中10μm以下的顆粒占30%～50%,細(xì)顆粒含量較高;改造后三旋出口煙氣中催化劑平均質(zhì)量濃度為31.8mg/m3(工況下濕基);已完全沒有10μm以上的大顆粒,工況下三旋的總效率為91.2%。改造后煙機(jī)入口催化劑質(zhì)量濃度及粒度指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于控制指標(biāo),三旋分離性能指標(biāo)完全達(dá)到煙機(jī)入口煙氣的凈化要求,保證了煙氣輪機(jī)長周期安全運(yùn)行。

中海石油中捷石化0.5mt/a重油催化裂化裝置于2012年6月進(jìn)行了強(qiáng)化再生技術(shù)改造并取得成功,通過在再生器密相床層內(nèi)設(shè)置中國石油大學(xué)(北京)開發(fā)的crosser強(qiáng)化格柵,強(qiáng)化了再生器床層內(nèi)的氣固相間接觸,改善了主風(fēng)沿床層橫截面的均勻分布,實(shí)現(xiàn)了高效再生,裝置多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均得到了顯著的提升。改造后標(biāo)定數(shù)據(jù)表明:再生器密相床層水平溫差由15℃降低至3℃;稀相水平溫差由37℃降低至2℃;原來存在的稀相尾燃超溫問題基本得到消除,co助燃劑由此可以降低2/3;在原料質(zhì)量變差、用風(fēng)量降低約10.9%、再生器催化劑燒焦反應(yīng)時(shí)間減少12%的不利前提下,再生劑碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)仍可由0.10%降至0.06%。不僅降低了裝置能耗,而且保證了催化劑活性不下降、裝置產(chǎn)品分布不變差,并消除了再生器稀相設(shè)備超溫的重大安全隱患,創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

中國石化青島石油化工公司采用多產(chǎn)異構(gòu)烷烴-清潔汽油增產(chǎn)丙烯工藝(mip-cgp),對1.0mt/a重油催化裂化裝置進(jìn)行技術(shù)改造。通過對提升管反應(yīng)器的改造,增加第二反應(yīng)區(qū),同時(shí)采用專用cgp催化劑,控制裂化深度,實(shí)現(xiàn)降烯烴并兼顧增產(chǎn)液化氣和丙烯的效果。結(jié)果表明,改造后液化氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高了4.36個(gè)百分點(diǎn),干氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降了約1個(gè)百分點(diǎn),總液收率提高了0.86個(gè)百分點(diǎn);改造后汽油含硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降了0.012個(gè)百分點(diǎn),烯烴體積分?jǐn)?shù)下降了14.3個(gè)百分點(diǎn),誘導(dǎo)期延長了587min,但柴油質(zhì)量變差。經(jīng)估算,改造后比改造前可增加效益12708萬元/a。

中海石油中捷石化有限公司利用0.8mt/a重油催化裂化裝置進(jìn)行擴(kuò)能改造之際,對熱工系統(tǒng)進(jìn)行升級優(yōu)化。通過采用內(nèi)、外取熱以及新型余熱鍋爐等技術(shù),滿足了裝置擴(kuò)能改造后裝置熱工系統(tǒng)負(fù)荷的提高,為裝置提高處理量奠定基礎(chǔ)。

通過對300萬t/a重油催化裂化裝置在鍋爐乏汽利用方面所存在的問題的分析,提出改造方案,對其加以回收利用,以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

為解決1.0mt/a重油催化裂化裝置再生斜管流化效果不好問題,中國石油大慶石化公司煉油廠對裝置進(jìn)行了技術(shù)改造。主要改造內(nèi)容:堵塞大孔分布板上的部分噴嘴;將簸箕斗由溢流斗改為淹流斗并使整個(gè)斗的容積增大;在再生斜管上新增10個(gè)松動點(diǎn)。改造前反應(yīng)溫度波動范圍高達(dá)±15℃,改造后縮小為±2℃。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，重油催化裂化裝置再生器襯里施工技術(shù)也相應(yīng)提高，從早期龜甲網(wǎng)雙層隔熱耐磨襯里到現(xiàn)今無龜甲網(wǎng)單層隔熱耐磨襯里，無論從工程造價(jià)以及施工技術(shù)等多個(gè)方面都產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。襯里施工過程的重點(diǎn)難點(diǎn)部位多，給監(jiān)理工作帶來的難度也較大，現(xiàn)結(jié)合某50077噸／年煉油改擴(kuò)建工程監(jiān)理工作經(jīng)驗(yàn)及掌握的具體實(shí)例，提出再生器襯里施工過程中監(jiān)理的一些控制措施。

圍繞襯里施工這一中心,對相關(guān)問題進(jìn)行探討。強(qiáng)調(diào)環(huán)境、質(zhì)量、技術(shù)對接的重要性和同一性。且對細(xì)長管襯里修補(bǔ)、斜管相貫線襯里結(jié)構(gòu)改型、襯材性能調(diào)整、震動對襯材的影響等進(jìn)行論證并提出襯里工程對設(shè)備長周期運(yùn)行的影響。

為生產(chǎn)清潔汽油,某煉化公司1.5mt/a重油催化裂化裝置先后進(jìn)行了催化裂化汽油輔助提升管(arfcc)和mip-cgp工藝技術(shù)改造。本文主要介紹arfcc和mip-cgp兩種不同型式的催化裂化汽油降烯烴工藝的運(yùn)行情況與技術(shù)指標(biāo)。結(jié)果表明:與fcc工藝相比,arfcc工藝和mip-cgp工藝均達(dá)到了生產(chǎn)清潔汽油的基本要求,但mip-cgp工藝比arfcc工藝具有更大的技術(shù)優(yōu)勢。采用mip-cgp工藝改造后裝置擴(kuò)能至1.7mt/a,摻渣率為15%～53%,汽油品質(zhì)得到顯著提升,摻渣率在35%以下時(shí),汽油烯烴體積分?jǐn)?shù)保持在32%以下,ron在90以上,汽油誘導(dǎo)期大幅度提高,裝置能耗也有所下降。

一、改造實(shí)施背景1#催化裂化裝置原設(shè)計(jì)為加工200萬噸/年蠟油,經(jīng)過歷次改造形成140萬噸/年重油催化裂化。反再結(jié)構(gòu)型式為兩器高低并列、單段常規(guī)貧氧再生。采用提升管出口vss(vortexseparationsystem)高效快分及高效汽提技術(shù)。在油品質(zhì)量升級改造一期工程實(shí)施后,重油加工由現(xiàn)在的常壓、溶脫、催化模