油漿過(guò)濾技術(shù)在催化裂化裝置上的應(yīng)用
隨著催化裂化加工原料重質(zhì)化，催化油漿產(chǎn)率越來(lái)越大，如何解決外排油漿問(wèn)題尤為重要。催化油漿的性質(zhì)極為特殊，組分以稠環(huán)芳烴為主，一般不帶有長(zhǎng)側(cè)鏈，平均分子量很大，在500左右，比減壓渣油略輕，很少再用來(lái)做原料油。大多作為燃料油組分油使用。由于油漿內(nèi)含有一定量的固體物雜質(zhì)(主要是由催化劑顆粒及附著在催化劑上的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)組成)，較多的固體物不但加劇了對(duì)管線和設(shè)備的沖蝕，而且還會(huì)有堵塞爐嘴的危險(xiǎn)。嚴(yán)重影響了燃料油的質(zhì)量。因此，若能將油漿中的固體物過(guò)濾掉，就會(huì)改善油漿的品質(zhì)，用途變得更加廣泛，從而提高油漿產(chǎn)品的附加值。油漿過(guò)濾器是一種能夠?qū)⒂蜐{中5μ以上的固體物過(guò)濾下來(lái)的連續(xù)化操作的固液分離設(shè)備。 1 裝置現(xiàn)狀 中國(guó)石油化工股份有限公司天津分公司(簡(jiǎn)稱(chēng)天津分公司)催化裂化裝置設(shè)計(jì)能力1．3 Mt／a。原料以直餾蠟油(VGO)為主，另?yè)綗?/span>20％的焦化蠟油(CGO)和l8％的減壓渣油(VR)。目前原料殘?zhí)繉?shí)際為0．6％，略低于設(shè)計(jì)水平。反一再系統(tǒng)采用美國(guó)環(huán)球油品公司UOP技術(shù)，兩器為同高并列式，反應(yīng)器采用MIP工藝技術(shù)。再生器形式為前置燒焦罐式，催化劑在燒焦罐內(nèi)完全再生。 平穩(wěn)操作期間催化裝置油漿固體物含量為6-9 g／L，密度為1 020~1 060 kg／m 。油漿固體物含量高，品質(zhì)差，多年來(lái)出路問(wèn)題一直是生產(chǎn)難題。只能小比例作為燃料油組分油或焦化原料組分油。隨著加工原料的重質(zhì)化和油品資源的緊缺，油漿產(chǎn)品的綜合利用與開(kāi)發(fā)被提到議事日程。技術(shù)關(guān)鍵就是要解決外排油漿的固體物含量超高問(wèn)題。為此。天津分公司技術(shù)部門(mén)在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上。于2003年決定在催化裂化裝置新建1套具有專(zhuān)利技術(shù)的油漿過(guò)濾器系統(tǒng)。 2 油漿過(guò)濾器系統(tǒng)的應(yīng)用 2．1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介 天津分公司催化裂化裝置選用的過(guò)濾器是美國(guó)MOTr冶金公司制造的液固分離裝置。主要用于過(guò)濾催化裂化外甩油漿的固體催化劑顆粒。以改善油漿品質(zhì)。該系統(tǒng)由2個(gè)IJSI型過(guò)濾器組成。每個(gè)過(guò)濾器由殼體和61根濾芯(選用特定不銹鋼材料經(jīng)分級(jí)和燒結(jié)制成的微米級(jí)成型濾材。經(jīng)專(zhuān)門(mén)技術(shù)加工而成的一端開(kāi)口的多孔金屬元件)組成。含有催化劑固體顆粒的油漿進(jìn)入濾芯內(nèi)向管外流動(dòng)，催化劑固體顆粒被滯留在濾芯內(nèi)表面。隨著催化劑顆粒的不斷積累。濾餅厚度增加。過(guò)濾器油漿出入口差壓隨之上升。當(dāng)差壓上升到設(shè)定值時(shí)(或到達(dá)時(shí)間設(shè)定值時(shí))，引干氣以反向流動(dòng)方式將過(guò)濾出的催化劑顆粒從濾芯內(nèi)表面沖洗掉．送入濾餅回收罐。過(guò)濾后的澄清油漿送出裝置。整個(gè)過(guò)程分時(shí)間和差壓控制兩種模式，可完全在程序控制下自動(dòng)完成整個(gè)過(guò)程，流程見(jiàn)圖1。
主要設(shè)備：2臺(tái)引進(jìn)的過(guò)濾器是技術(shù)核心，另有干氣罐和濾餅罐及氣體放空緩沖罐各一臺(tái)。共有17個(gè)程序閥門(mén)參與程序控制。主要工藝控制關(guān)鍵點(diǎn)：過(guò)濾器正向差壓任何時(shí)刻不得大于0．7 MPa。過(guò)濾器反向差壓任何時(shí)刻不得大于0．4 MPa，濾餅罐液控設(shè)5％報(bào)警下限，防止壓空。 2．2 過(guò)濾器運(yùn)行效果 油漿過(guò)濾器系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力為8 t／h，在經(jīng)歷了安裝、吹掃、試壓、程序調(diào)試后于2003年3月投入運(yùn)行，總體運(yùn)行平穩(wěn)。但初期也遇到過(guò)一些問(wèn)題，如2個(gè)過(guò)濾器的卸料閥因開(kāi)關(guān)不到位影響了卸料效果；濾餅罐定壓值給定偏低，影響正常的濾餅壓送。2003年7月曾發(fā)現(xiàn)過(guò)濾后油漿固體物升高，過(guò)濾器差壓變小，直至2004年3月裝置停工改造時(shí)過(guò)濾器停運(yùn)，打開(kāi)檢查發(fā)現(xiàn)，每組過(guò)濾器都有1根濾芯被壓破。2004年4月再次投入運(yùn)行后一直到2005年5月裝置停工：濾芯清洗后于2005年8月再次投入運(yùn)行。 該過(guò)濾器在正常生產(chǎn)時(shí)油漿過(guò)濾前后數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)表1。
從表1可以看出，過(guò)濾前的油漿固體物含量通常在6~10 g／L，而過(guò)濾后的油漿固體物用儀器檢測(cè)不出來(lái)，過(guò)濾效果好。 3 油漿過(guò)濾器在運(yùn)行中問(wèn)題及解決辦法 3．1 澄清油漿的去處 一是將澄清油漿送至常減壓裝置常壓塔底，在一定程度上提高常壓蠟油的拔出率。二是將澄清油漿經(jīng)冷卻后送至罐區(qū)，可用來(lái)調(diào)整燃料油。 3．2 濾餅的去處 方案一：濾餅用干氣壓送到原料油緩沖罐(或回?zé)捰凸?/span>)，經(jīng)稀釋后打入提升管反應(yīng)器。 方案二：濾餅直接用泵打入提升管反應(yīng)器。天津分公司催化裂化裝置采用了方案一。比較一下這兩種方案。可發(fā)現(xiàn)各有利弊。在方案二中。由于濾餅量少。如果不能解決連續(xù)供應(yīng)的問(wèn)題，周期性進(jìn)料勢(shì)必會(huì)影響提升管反應(yīng)器的操作，造成反應(yīng)溫度和壓力的周期性波動(dòng)。進(jìn)而影響到分餾塔和氣壓機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行。在方案一中。濾餅進(jìn)入原料油緩沖罐后被稀釋上百倍以上。混合原料中催化劑顆粒含量并不高，對(duì)換熱器影響不大。油漿過(guò)濾器投用后連續(xù)運(yùn)行13個(gè)月。原料油換熱器管束并沒(méi)有出現(xiàn)堵塞的跡象。不利之處主要是會(huì)對(duì)原料油泵造成一定程度的磨損，需要對(duì)原料泵進(jìn)行保護(hù)處理。原料泵增加了端面封油，很好地解決了原料泵的保護(hù)問(wèn)題。 3．3 濾芯的保護(hù) 過(guò)濾器的長(zhǎng)周期運(yùn)行關(guān)鍵取決于濾芯不破損。濾芯是由許多不規(guī)則的碎鐵屑燒結(jié)而成，因而其所能承受的壓力就受到限制，尤其是反向(從外向內(nèi))壓力更不能超高。反沖洗壓差如果超過(guò)0．5MPa。就有壓破濾芯的危險(xiǎn)。為保護(hù)濾芯，在開(kāi)工初期進(jìn)油漿前較好用回?zé)捰瓦M(jìn)行充分預(yù)熱。預(yù)熱過(guò)程中要注意避免偏流，用手閥卡量，確保每臺(tái)過(guò)濾器都能預(yù)熱充分。必須避免在殼體壓力大于0．45 MPa的情況下打開(kāi)卸料閥進(jìn)行反沖洗。如果進(jìn)出過(guò)濾器的閥門(mén)出現(xiàn)泄露，濾餅罐液位在反沖洗時(shí)明顯上升，也有可能造成反沖洗前殼體壓力大于0．5 MPa。如現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)殼內(nèi)壓力過(guò)高，應(yīng)先打開(kāi)回?zé)捰统隹陂y將壓力降到安全值，再檢查分析殼內(nèi)壓力突然升高的原因。 3．4 濾芯的清洗 濾芯長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)有部分雜質(zhì)堵塞濾孔，影響過(guò)濾效果。目前國(guó)內(nèi)已能夠?qū)V芯進(jìn)行超聲波清洗．使濾芯恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)。中國(guó)石化長(zhǎng)嶺煉油化工有限公司研究出以溶劑除油、烘烤除垢、催化轉(zhuǎn)性、酸洗和超聲波清洗相結(jié)合的清洗工藝和藥劑，應(yīng)用效果很好。 2005年6月．在裝置檢修期間將濾芯運(yùn)送至大連進(jìn)行清洗，過(guò)濾效果恢復(fù)很好。 3．5 濾餅罐的防堵塞問(wèn)題 由于濾餅內(nèi)含有較多的油漿固體物．在過(guò)濾器運(yùn)行期間，部分濾餅會(huì)沉積在濾餅罐底部。造成濾餅罐底出口堵塞。輸送濾餅的管線也會(huì)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。在濾餅罐底部接了一條反沖洗用柴油線，定期對(duì)濾餅罐進(jìn)行出口反沖洗，解決了濾餅堵罐問(wèn)題。 3．6 過(guò)濾器的壓差測(cè)量問(wèn)題 油漿過(guò)濾器的自動(dòng)控制方式一般可分為壓差控制和時(shí)間控制。對(duì)過(guò)濾器而言，理想的控制方式為壓差控制。但由于油漿和回?zé)捰偷臏囟容^高(300℃左右)，使得壓差控制一般很難實(shí)現(xiàn)。在壓差測(cè)量點(diǎn)處使用耐高溫膠可解決壓差測(cè)量不準(zhǔn)的問(wèn)題。 3．7 油漿攜帶瓦斯的預(yù)防 油漿過(guò)濾器反方向沖洗用瓦斯控制閥會(huì)出現(xiàn)關(guān)不上或關(guān)不嚴(yán)的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是很危險(xiǎn)的，會(huì)有一定量的瓦斯隨澄清油漿進(jìn)入到下游裝置(罐區(qū)等)，容易出現(xiàn)H2S中毒或設(shè)備超壓等事故。因此，生產(chǎn)中要密切監(jiān)控油漿過(guò)濾器控制系統(tǒng)，注意閥位回訊情況，也要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巡回檢查。對(duì)于下游裝置應(yīng)提前告知，以防止事故的發(fā)生。 4 澄清油漿的綜合利用 對(duì)澄清油漿的合理利用能提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。將澄清油漿送入常減壓裝置的常壓塔底，可在一定程度上提高常壓蠟油的拔出率。標(biāo)定表明能提高1．5％。也可將澄清油漿經(jīng)冷卻后送至罐區(qū)，可用來(lái)調(diào)和18 燃料油。澄清油漿是延遲焦化裝置生產(chǎn)針狀焦較好的原料，由于針狀焦可以制作電極，因此市場(chǎng)價(jià)格較高，且市場(chǎng)需求較大。目前，天津分公司延遲焦化裝置只能生產(chǎn)普通焦。若能改造生產(chǎn)針狀焦，澄清油漿的價(jià)值將會(huì)有更好的體現(xiàn)。另外。澄清油漿的組分多為稠環(huán)芳烴和烯烴，組分雖重．但分子量大小相對(duì)集中。如果能繼續(xù)處理。還可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品。如用來(lái)生產(chǎn)樹(shù)脂、高溫粘結(jié)劑和摩擦材料等(新鄉(xiāng)市利菲爾特公司為您提供)
