论结焦催化装置结焦理由分析及预防措施

摘要：催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一，在汽油和柴油等轻质油品的生产中占有很重要的地位。通过对FCC装置因结焦造成停工过程的分析，提出在原料变重的情况下装置应进行以下调整：减少原料波动、调整预提升蒸汽、选用适宜的催化剂、优化分馏下部操作和改进设备等方法。
关键词：催化装置 结焦 原因分析 预防措施
1 装置概况
160万吨/年催化裂化装置主要由反应再生、分馏、吸收稳定、双脱、轴流风机和以背压式蒸汽透平驱动的气压机等六部分组成，以大港原油的减压渣油、减压蜡油和常压渣油为原料，采用超稳分子筛催化剂。主要产品为液化气、汽油、轻柴油、油浆等。装置于1996年12月投产。截至2006年9月对装置进行了五次较大规模的技术改造。
2 催化装置结焦原因分析

2.1 沉降器内部

沉降器内部结焦的主要原因是，油气在沉降期内停留时间过长，部分位置形成死区，大分子未汽化油或表面有液焦的催化剂粘附在沉降器顶或集气室内部，先形成结焦中心，然后随着时间的延长慢慢长大，最终在大部分油气的流动较慢的部位长满焦炭。

2.2 提升管喷嘴

提升管内结焦的主要原因是，喷嘴雾化效果不好，导致油滴大穿透对面提升管内壁，粘附在管壁上的未汽化油经过高温缩合等复杂的化学反应，最终生成焦炭。其次是提升管内部扩径处存在死区，在此处催化剂返混严重，造成催化剂表面积碳严重，由于停留时间长，粘附油滴的催化剂最终黏在提升管壁上，经过高温缩合，在此处生根结焦。

2.3 旋风分离器内部

旋分升气管外壁结焦主要是该区域背对旋分入口的死区，油气线速较低，滞留时间长，大分子未汽化油经过高温缩合在此处结焦；灰斗和料腿内结焦主要是因为催化剂上粘附的液焦反应成为完全的大分子物质，由于催化剂停留时间过长，致使催化剂粘附在料腿或灰斗上缩合结焦。

2.4 分馏塔底和油浆换热系统

分馏塔底结焦一般都在阻焦器入口以下，而且焦中催化剂含量较高，交的软硬也不相同；而人字挡板上基本上有硬焦存在，有的装置甚至在下面几层塔盘上也存在结焦现象；油浆换热系统主要在换热器管束内。油浆换热系统结焦主要影响油浆系统的循环和取热，造成油浆循环量下降，分馏塔底温度超高，结焦更严重，形成恶性循环。

2.5 油气管线内壁

油气管线依据处理量大小可分为冷壁和热壁式，结焦严重的装置可将油气管线内径减小到一半，尤其在水平段和分馏塔入口处比较严重。油气管线内结焦造成了反应到分馏系统压降上升，直到影响分馏系统的压力，使得气压机入口压力过低，消耗功率过大。
3 预防结焦的措施

3.1 原料波动

原料的波动主要影响因素是原料的性质以及原料的处理量和掺渣比。原料性质变重主要原因是原料中含有大量稠环碳氢化合物、胶质和沥青质。从而导致原料的残炭值偏高，相应的更容易产生焦炭。

3.2 催化剂的选择

催化裂化的关键环节是催化剂的选择。理想的催化裂化催化剂应满足抗重金属污染能力强、焦炭选择性低、水热稳定性高、有一定的耐磨性、重油转化能力强、有良好的汽提性能等要求。

3.3 分馏系统的操作调整

为避免分馏塔底部结焦，在操作上应注意以下三个方面：一方面分馏塔底温度不能太高（重油催化最好小于340℃），随着原料性质恶化，分馏塔底温度也需适当降低，以控制油浆缩合反应速度；另一方面要控制分馏塔底油气停留时间在5 min 左右，分馏塔底采用低液位控制，也是减缓结焦的有怎样写毕业论文www.618jyw.com
效手段。为避免油浆在高温条件下结焦，要保证油浆抽出口的流速在2 m/ s 以上，以保证油浆循环系统管道和设备不结焦。另外，该系统采用美国MOTT公司核心技术，主要目的是降低外甩油浆固体含量使其达到重质燃料油标准。
4 结论
随着催化裂化技术的发展，对原料的选择将越来越苛刻，但是只要优化操作方法，选用适合的催化剂，就可以减轻催化装置的结焦。
参考文献
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作者简介：刘红玉（1984.07-），女，助理工程师，长期从事石油炼制工作。