两段提升管催化裂化沉降器内待生剂吸附油气的变化

沉降器内汽提油气的冷凝是造成重油催化裂化装置沉降器结焦的根本原因。为了分析待生剂吸附油气的性质变化,首先通过在线取样获得两段提升管催化裂化装置不同提升管内待生剂,用甲苯抽提提取待生剂上吸附的烃类并进行性质分析;然后在模拟汽提实验装置上进行待生剂的模拟汽提实验,分析汽提过程中的化学反应;最后将汽提油气中的液相组分进行二次热转化实验,探索汽提油气在沉降器稀相空间的热转化行为。结果表明,二段提升管待生剂吸附油气较多,馏程偏重,饱和分和氢含量很低;汽提过程中的化学反应以热裂化为主,二段待生剂吸附油气的反应较弱,重油收率较高,而且经过二次热裂化反应后,二段汽提油气重油收率仍然高于50%。因此二段提升管待生剂汽提油气会对两段提升管催化裂化沉降器的结焦产生重要影响。     

沉降器旋风分离器直连技术的工业应用

中国石油长庆石化公司1.4 Mt/a催化裂化装置自建成以来,一直存在沉降器结焦问题,制约装置长周期运行。该装置沉降器旋风分离器采用软连接结构,分析认为软连接结构处油气的呼吸效应造成油气逃逸后在沉降器停留时间过长,这是引起沉降器结焦的根本原因。在2016年技术改造中,将沉降器旋风分离器由软连接改为直连,取消二段回炼油提升管,回炼油及原料混合后进入一段提升管。改造结果表明:沉降器基本不结焦,旋风分离器直连操作弹性较大,沉降器压力波动时无催化剂跑损现象,油浆固含量合格;沉降器上部空间基本无油气滞留,未发生明显结焦现象;轻质油收率提高0.61百分点,汽油辛烷值提高0.47个单位,液化气丙烯体积分数上升0.54百分点。     

沉降器旋风分离器直连技术在长庆石化的工业应用

中国石油长庆石化公司 1.4 Mt/a 催化裂化装置自建成以来,一直存在沉降器结焦现象,制约装置长周期运行。该装置沉降器旋风分离器采用软连接结构,分析认为软连接结构处油气的呼吸效应造成油气逃逸后在沉降器停留时间过长,这是引起沉降器结焦的根本原因。在2016年技术改造中,将沉降器旋风分离器由软连接改为直连,取消二段回炼油提升管,回炼油及原料混合后进入一段提升管。改造结果表明：沉降器基本不结焦,旋风分离器直连操作弹性较大,沉降器压力波动时无催化剂跑损现象,油浆固含量合格;沉降器上部空间基本无油气滞留,未发生明显结焦现象;轻质油收率提高0.61百分点,汽油辛烷值提高0.47个单位,液化气丙烯体积分数上升0.54百分点。     

催化裂化装置沉降器结焦与防治对策

通过对催化裂化装置沉降器结焦原因分析,提高对结焦问题的再认识,认为反应油气中存在未气化和未转化的重油组分以及从汽提段汽提出来的"软焦炭"都是沉降器结焦的主要前身物。提出了抑制和减缓沉降器结焦的对策:合理设计原料雾化系统并与提升管优化匹配,最大限度消除"液雾生成区";采用降低油剂接触前催化剂温度来提高催化剂循环量,建议催化剂温度不小于630℃;合理应用高油剂混合能量技术以实现"大剂油比、强返混、短时间接触"的操作模式;合理控制反应深度,控制油浆密度(20℃)大于1 050 kg/m3时不回炼,降低反应油气中重油(油浆)组分含量;建议适宜的汽提段操作温度为500℃,进一步促进待生催化剂上携带的重质烃类转化。通过有效地采取上述措施,对抑制和减缓沉降器结焦能够起到积极作用。     

锥盘-环流组合式汽提器在扬子石化公司重油催化裂化装置上的应用

为提高汽提效率和避免结焦,中国石化扬子石油化工股份有限公司将催化裂化装置汽提器由原多层锥盘式改造为中国石油大学（北京）研发的锥盘-环流组合式。锥盘-环流组合式汽提器的锥、盘间距较小,上部采用锥-盘结构,下部采用环流结构。改造后,在掺渣率提高0．78个百分点,原料性质及操作条件基本不变的情况下,轻质油收率提高2．8个百分点,总液收率提高1．13个百分点,焦炭收率降低1．45个百分点,汽提蒸汽用量降低0．36t／h。     

120万t／a催化裂化装置沉降器改造施工技术

针对催化裂化装置反应系统内提升管和沉降器的结焦问题,采用美国UOP公司的VSS旋风分离器、高效汽提、原料油喷嘴专利技术对沉降器的内系统进行技术改造。选用大型吊车进行整体吊装、安装,减小了安装组对的累计误差,缩短了施工周期,保证了施工质量。改造后的设备运行平稳,轻质油回收率提高了两个百分点。     

重油催化抑制结焦沉降器油气停留时间的数值模拟

 采用标量输运方程数值模拟了一重油催化防结焦改造后沉降器内油气停留时间的分布。结果表明,沉降空间油气停留时间分布曲线呈单峰形式;在忽略油气质量流率极小量,即油气质量流率小于10-3kg/s时认为不存在油气的情况下,由汽提段进入的油气主流停留时间大致为13s,最短约7.5s,最长也不超过60s;由粗旋料腿入口进入的油气主流停留时间约15s,最短不足6s,且几乎所有油气的停留时间都小于70s。油气在沉降器内总体平均停留时间约26s。对比尺寸近似的常规沉降器和FSC沉降器内油气停留时间分布发现,抑制结焦沉降器的平均停留时间较短,比常规沉降器缩短79.8%,比FSC缩短81.9%;预计防结焦改造后沉降器沉降空间结焦情况大为减轻。     

催化裂化沉降器顶旋风分离器直连改造后料腿结焦原因分析

催化裂化装置沉降器顶旋风分离器(顶旋)由软连接改直连后，设备结构变化使得汽提油气停留时间和流动轨迹发生变化，装置操作条件波动，降低原料油雾化蒸汽流量等因素导致沉降器顶旋料腿及汽提段结焦。提出了以下改进措施：恢复原设计沉降器顶旋直连改造前的平衡管长度，控制相对较高的汽提蒸汽流量，使汽提油气停留时间少于10 s,同时保证沉降器顶旋翼阀处不结焦，使料腿下料顺畅；避免加工焦化蜡油等含多环芳烃较易发生缩合结焦的原料；原料油雾化蒸汽控制不低于喷嘴设计值，保证喷嘴雾化效果，同时控制再生剂温度不低于680℃,使原料油中高沸点组分遇高温再生剂瞬间气化，提高剂油比使原料雾化液滴与更多的再生剂接触气化发生催化裂化反应，减少热裂化反应生成结焦前身物。     

催化裂化沉降器结焦原因分析及直联加溢流斗防结焦技术的应用

对比中国石化扬子石油化工有限公司2.0 Mt/a催化裂化装置第一、第二运行周期工况及结焦情况,从沉降器结焦机理及不同时期运行参数对比入手,确定沉降器结焦原因为粗级和单级旋风分离器匹配性较差及沉降器内油气停留时间过长所致。沉降器内软连接改为直联+溢流斗防结焦技术的工业应用结果表明,改造后有效地避免了沉降器结焦,同时干气、柴油及焦炭产率分别降低0.26,0.25,0.54百分点,液化气、汽油及油浆产率分别上升0.54,0.33,0.18百分点,油浆固含量由4.1 g/L降至2.0 g/L,显示出极佳的防结焦及运行效果。     

催化裂化装置有望解决沉降器的结焦问题

长岭炼油化工总厂1号催化裂化装置于1997年进行了全面的技术改造，反再系统改为同轴式单段再生提升管催化裂化。装置改造后，由于受多方面因素的影响，曾因沉降器结焦严重，汽提段焦块脱落，导致汽提段堵塞而被迫三次临时停工。针对这种情况，在经过大量调研和技术分析后，对沉降器内部构件进行了如下改造。（l）在沉降器汽提段上部加格概。（2）在提升管入粗旋分器水平平面上增设人字型设施。（3）将粗旋分器的升气管加高，并增设导流措施，大大缩短了粗旋分器出口与单旋分器出口的距离，形成准直连形式。经过上述改造后，装置正常运转直至…     

FCC沉降器结焦问题的研究进展

沉降器是催化裂化中油气与催化剂分离过程的重要设备。沉降器的结焦问题易导致非计划停工,严重影响催化裂化装置的长周期运行,因此抑制或减缓沉降器结焦成为该领域的研究热点之一。综述了国内外有关沉降器结焦问题的研究进展,以期为沉降器的优化操作提供参考。首先对沉降器结焦的部位及原因进行了分析,从化学反应角度分析了结焦的内因是反应油气中液相重组分的存在;从流场分布、压力分布、催化剂含量分布和温度分布解析结焦的外因。进而阐述了结焦物的基本特性,按照不同方法对结焦物进行了分类和特性的比较。其次,从化学反应过程和油剂流动、焦体沉积与增长过程两方面总结了结焦的机理,并总结了操作条件(原料性质、催化剂含量、反应温度、再生剂温度和油/剂比)和沉降器结构(粗旋与顶旋连接结构、快分系统)对结焦的影响规律。最后根据结焦机理和影响因素,从优选反应物和优化操作条件、优化沉降器结构2个方面提出了抑制或减缓结焦问题的具体措施。提高沉降器温度和降低油气分压可从操作条件方面降低结焦的可能性,优化粗旋与顶旋连接结构、优化快分系统、优化分离器入口结构和顶旋升气管结构等措施可以改善沉降器内流场分布,进而抑制结焦。     

延迟焦化装置加工催化裂化油浆的新技术及其工业应用

开发了一种催化裂化油浆（简称催化油浆）单独加热、炉后混炼新技术,并在中海油惠州石化4.20Mt/a延迟焦化装置上工业应用。该技术设置一台单独的加热炉用来加热催化油浆,可有效避免油浆对焦化装置产生不利影响。采取针对性特殊设计后,油浆加工系统可以实现长周期运行。应用该技术加工催化油浆后,焦化蜡油收率增大0.98百分点,焦炭收率增大2.10百分点,汽柴油收率减小3.09百分点;焦化产品中干气、液化气、汽油和柴油性质变化不大,焦化蜡油变重,焦炭灰分升高,但不影响下游装置运行和产品外售。应用该技术加工催化油浆,相比于将油浆作为燃料油外售,每年可增加效益10120万元。该技术具有较高的操作灵活性,可根据需求掺炼其他物料,也可提高加热炉的出口温度、加大焦炭塔内渣油反应深度,从而获取更高的经济效益。     

提高炉管注汽量在延迟焦化装置上的工业实践

近年来"多点注汽"技术逐渐得到广泛应用,中国石油化工股份有限公司洛阳分公司主要研究了提高炉管注汽量对延迟焦化工业生产装置的影响。工业试验结果表明:当注汽量由0.81%分别提高到1.48%,1.98%,3.09%和3.96%时,汽油和柴油的产率略有降低,焦化蜡油的产率增加,焦炭产率明显降低,按照生焦系数换算的焦炭产率分别降低了0.82,1.24,2.13和3.05百分点。产品中汽油馏分和柴油馏分的性质变化不大,而焦化蜡油的性质变差。注汽量的提高会增加装置的加工能耗,当炉管注汽量提高到约3.93%时,加工能耗增加约155.04 MJ/t。     

定向反射深度裂解技术在原油焦化中的应用

中国石油克拉玛依石化有限责任公司焦化车间大检修期间,采用中国石油大学开发的“焦化炉管外定向反射与管内深度裂解技术”,在焦化炉总体结构不变的条件下,对在役的1.2 Mt/a原油焦化炉进行优化改造。改造后,加热炉炉管表面温度平均降低约30 ℃、汽柴油收率提高2.85百分点,焦炭产率降低1.15百分点,加热炉热效率提高2.23百分点。说明改变传统炉管走向,增加炉管数量,通过延长重质油在管内的反应停留时间,提高焦化炉生焦反应给热量及给热品质,对减少装置的焦炭产率,提高汽柴油收率有实际应用效果。     

延迟焦化抑焦增液剂的研究

模拟延迟焦化反应,分别在395,405,415,460,500 ℃的条件下对辽河重油进行焦化反应,根据结焦率的不同筛选出最适合的条件加入抑焦增液剂,对加入抑焦增液剂抑焦效果最好的油样进行气体组分、各馏分段产率以及四组分分析,并对抑焦增液剂的抑焦效果进行评价。结果表明, 辽河重油中加入质量分数为0.5%的抑焦增液剂Ⅰ进行焦化反应,结焦率下降0.78百分点,(汽油+柴油)收率增加3.0~4.5百分点,稠油中(饱和分+芳香分)质量分数增加1.86~2.38百分点,气体产物中甲烷体积分数减少14.96百分点。表明抑焦增液剂起到减少焦炭、增加液体产品收率的作用。     

高苛刻度延迟焦化装置掺炼催化裂化油浆的工业实践

针对延迟焦化装置掺炼催化裂化油浆的问题,采用重油微型热反应装置,研究了催化裂化油浆的热反应特性。结果表明：尽管催化裂化油浆的残炭低于减压渣油,但在相同反应条件下,油浆的焦炭产率和气体产率均高于减压渣油;反应时间由2 h延长到4 h后,减压渣油的产品分布变化很小,而催化裂化油浆的焦炭产率降低了3.07百分点,表明催化裂化油浆热反应需要更多的热量和更高的反应苛刻度。通过工业装置焦化炉改造,进行了高苛刻度掺炼催化裂化油浆的工业实践。改造后在掺炼油浆条件下,焦化炉出口转化率由8%提高至12%,装置石油焦收率下降了1.1百分点,石油焦的挥发分质量分数降低了2.1百分点,表明原料的热转化程度有所提高,高苛刻度条件有利于油浆的深度转化。     

降低焦炭塔操作压力对焦化过程的影响

考察了降低焦炭塔操作压力对延迟焦化过程的影响。中试结果表明：在炉出口温度、注汽量、循环比等操作条件基本一致的情况下,当焦炭塔的操作压力由0.195MPa降低到0.115MPa时,气体和焦炭的产率降低,液体产品收率提高且表现在焦化蜡油收率的提高上,二者分别提高了2.03百分点和4.64百分点;随着操作压力的降低,焦化汽油和焦化柴油的性质基本一致,但焦化蜡油性质变差,主要表现在密度、残炭、沥青质、氮含量及金属等均有所升高,95%馏出温度提高14℃;石油焦的挥发分呈降低趋势。     

延迟焦化过程掺炼催化裂化油浆进料方式的影响

在延迟焦化中型装置上,采用相同的原料,在焦炭塔塔顶操作压力、加热炉注汽量、循环比等工艺条件基本相同的情况下,对催化裂化油浆直接掺炼到减压渣油中(常规工艺)与催化裂化油浆和减压渣油分别加热后再混合(新工艺)两种进料方式进行试验研究,对两种进料方式下的产品分布及产品性质进行对比。结果表明:与常规工艺相比,新工艺可提高焦炭塔内重油的反应深度,具有提高液体产品收率及降低焦炭产率的技术优势;采用新工艺时气体产率增加了0.16百分点,汽油馏分和柴油馏分收率分别增加了0.23和0.56百分点,焦化蜡油收率降低了0.35百分点,焦炭产率降低了0.64百分点,从而使轻油收率增加了0.79百分点,液体产品收率增加了0.44百分点;在产品性质方面,气体、汽油馏分、柴油馏分和焦炭的性质变化不大,而焦化蜡油的性质则有所改善。