重油催化裂化油浆论文

重油催化裂化油浆论文（精选7篇）

重油催化裂化油浆论文 第1篇

1 重油催化裂化油浆的主要性质

传统的催化裂化原料以重质馏分油为原料,随着原油重质化、劣质化日趋严重,以更重质原料如减压渣油、加氢预处理渣油等为原料的催化裂化通称为重油催化裂化。重油催化裂化油浆的密度约为1000 ~ 1050 g·cm-3[5-6],四组分组成: 饱和烃约占30% ~ 40% ,芳香烃50% ~ 65% ,胶质 + 沥青质5% ~ 15% ,以及少量的S约0. 3% ~ 0. 6% ,N约0. 3% ,重金属含量约0. 65% 。进入21世纪,为满足炼厂提高经济效益的需求, 部分新建或改建炼厂重油催化裂化提升管部分采用多产异构烷烃和丙烯的MIP - CGP工艺[7],同以往其他催化裂化工艺相比较,其操作参数发生了较大的调整,所产油浆外甩量少,但呈现更加劣质化、重质化的特点。中石化某炼厂采用MIP - CGP工艺后的重油催化裂化油浆,密度达1110 g·cm- 3以上,四组分组成: 饱和烃约占10% ~ 15% ,芳香烃60% ~ 70% ,胶质 + 沥青质15% ~ 20% ,S含量约0. 8% ~ 1. 0% ,N约0. 2% ~ 0. 3% ,残炭值15% ~ 20% ,固含量0. 3% ~ 0. 4% 。目前,对重油催化裂化油浆的利用,主要集中在两个方面: 一是将重油催化裂化油浆进行分离,脱除其中的催化剂颗粒,获取油浆中饱和烃和重质芳烃,作为其他高附加值产品的生产原料或助剂; 二是将催化裂化油浆直接作为原料与其他炼化工艺联合形成组合工艺。

2 重油催化裂化油浆的分离及用途

2. 1 重油催化裂化油浆的分离

重油催化裂化油浆的固含量约为2. 5 ~ 4. 5 g/L,无法满足部分后续深加工对固体颗粒含量的要求,因此要实现催化裂化油浆的综合利用需脱除其中的固体催化剂颗粒。催化裂化油浆的分离主要包括两个方面[8]: 一是催化裂化油浆的澄清,及将催化裂化油浆中的油类有效组分与固体颗粒相分离,获取澄清油。二是澄清油的分离。

2. 1. 1 催化裂化油浆的澄清

催化裂化油浆的澄清方法有自然沉降法、离心分离法、静电分离法、过滤分离法等[8,9,10]。

自然沉降法因分离时间长,设备庞大,难以除去粒径小于20 μm的固体颗粒,已逐渐被炼厂淘汰。离心分离法是利用固体颗粒在高速旋转的离心机中获得的离心力远远大于其重力而加速沉淀到器壁的一种分离方法,该技术虽分离效果良好,但因其设备复杂、投资高、操作难度大,目前在国内还没有工业运用实例。静电分离法是一种新型液 - 固体系分离技术,适用于固体颗粒直径很小、颗粒浓度相对较低且液相电阻率较大的液 - 固体系。其原理为: 当含固体颗粒的液流流经电场作用下的填料床层时,颗粒在高压电场中极化,并吸附在填料上,从而使液流得以净化。该技术虽分离效率较高,处理量大,容易冲洗再生,但设备投资大,操作成本高,目前在国内处于应用停滞状态。

从工业应用和技术可靠性的角度,目前国内工业应用比较成功的油浆分离技术为过滤分离法,该技术主要是通过滤芯来实现催化剂颗粒与澄清油的分离,其关键技术是选择合适的滤芯和反冲洗方式。目前,国外将过滤技术运用于催化裂化油浆固体颗粒分离的有美国的MOTT公司和PALL公司[5],国内安泰科技公司开发的多孔金属过滤技术,已有数套过滤装置建成投产。2010年12月北京中天元环保工程公司和长岭炼化共同开发的耐高温特种陶瓷膜错流过滤处理油浆技术通过了中国石油化工股份有限公司的技术评议[11]。但在实验过程中发现,由于催化裂化油浆中胶质沥青质含量较多,易造成反冲洗频繁和滤芯堵塞问题,导致昂贵的进口滤芯( 每根约2000 $ ) 消耗较大。

2. 1. 2 澄清油的分离

催化裂化油浆经分离后的澄清油中饱和烃约占50%[12], 芳烃和稠环芳烃约占40% ,剩余约10% 为胶质和沥青质,若将其有效的分离,进行下一步深加工,可以获得较大的经济效益。澄清油分离常用的方法是减压蒸馏和溶剂萃取[8]。减压蒸馏按沸程将油浆澄清油进行分离,虽成本低廉,但受其化学组成和蒸馏温度影响,拔出率有限。溶剂萃取主要有糠醛抽提、 双溶剂芳烃抽提和超临界抽提3种方法。糠醛抽提和双溶剂芳烃抽提只能将澄清油中的饱和烃( 可裂化组分) 与轻质芳香烃相分离,而对重质芳烃无法进一步分离。中国石油大学( 北京) 王仁安教授[13],根据超临界流体萃取的基本原理和重质芳烃之间存在的芳香度和缩合程度的差异,以C3、C4、n - C5及其混合物为溶剂,采取恒定温差线性升压的操作模式,使用超临界流体萃取分馏法,将各类石油重质油分割成窄馏分,从而实现重质油中重质芳烃的有效分离。采用超临界流体萃取分馏法,虽然可以实现澄清油各组分的有效分离,但该方法工艺较复杂, 操作难度较大,工业应用的成本高,较难实现大规模的推广应用。

2. 2 重油催化裂化油浆的用途

重油催化裂化油浆综合利用包括[5,6]: ( 1) 将催化裂化油浆进行分离,除去其中的催化剂固体颗粒,主要用于生产炭黑、针状焦、碳素纤维材料、道路沥青改性剂、橡胶软化剂和填充油、芳烃增塑剂、导热油等; ( 2) 催化裂化油浆直接利用,主要用于丙烷脱沥青强化剂、渣油强化蒸馏添加剂、延迟焦化原料、催化裂化回炼等。

3 重油催化裂化油浆加工工艺现状及最新进展

目前,重油催化裂化油浆加工工艺有重油催化裂化 - 延迟焦化双向组合工艺及前述油浆分离技术等。近年,由美国KBR公司开发的悬浮床加氢裂化工艺 ( VCC) 为重油催化裂化油浆深加工开辟了一条新途径。

3. 1 重油催化裂化 - 延迟焦化双向组合工艺

重油催化裂化 - 延迟焦化双向组合工艺是在延迟焦化原料中掺炼一定比例的催化裂化油浆,所产焦化蜡油送回催化裂化装置作为原料。通过计算,中石油抚顺石化分公司马文斌得出[14]: 重油催化裂化油浆经延迟焦化的石油焦收率可达到40% 以上。将延迟焦化掺炼催化裂化油浆前后产品收率和焦化蜡油作为原料进催化裂化前后的产品收率进行比较和核算,认为在当前国家燃料油消费税政策下,延迟焦化掺炼重油催化裂化油浆虽效益较好,但催化裂化装置的产品分布会变差,效益会出现明显的下降,综合延迟焦化和催化裂化两套装置来看,重油催化裂化 - 延迟焦化双向组合工艺是没有效益的。同时,由于重油催化裂化油浆中固体颗粒含量较高,掺炼比例过高,不仅会影响石油焦的质量,而且会造成延迟焦化装置加热炉炉管结焦趋势加剧、原料换热器易结垢、其他设备管线磨损严重等设备问题,严重的危及延迟焦化装置的安稳长周期运行[14,15,16]。为此,2013年中石化下发的延迟焦化装置操作指导意见中曾明确规定,下属各炼化企业延迟焦化装置催化裂化油浆掺炼比例应控制在10% 以内。可见,延迟焦化装置掺炼重油催化裂化油浆,不是油浆深加工的首选之策。

3. 2 悬浮床加氢裂化工艺

悬浮床( 又称浆态床) 重油( 渣油) 加氢裂化是指重油( 渣油) 在临氢与充分分散的催化剂( 和/或添加剂) 共存条件下于高温、高压下发生热裂解与加氢反应的过程[17]。该工艺主要按自由基热反应机理进行,具有渣油转化率高 ( 单程转化率超过95%,沥青质转化率超过90%) ,原料适应性强 ( 包括煤焦油、劣质渣油、催化裂化油浆以及煤和渣油的混合物等) ,产品硫含量低 ( 主要为石脑油、柴油、蜡油等) 、液体收率高等特点。

目前,国外在建和准备工业化的悬浮床加氢技术有: 美国KBR公司的VCC技术、UOP公司的Uniflex悬浮床渣油加氢技术、 CHEVRON公司的VRSH技术、委内瑞拉国家石油公司( PDVSA) 的HDH PLUS技术、意大利Eni公司的EST技术。

国内,2011年3月陕西延长石油集团与美国KBR公司签署技术转让协议[18,19],在陕西榆林靖边建设全球首套45万吨/年煤油共炼悬浮床加氢裂化技术( VCC) 装置。项目2012年4月开始动工建设,2015年1月31日打通全流程,一次试车成功,并产出合格产品,总液收达75%以上。项目开车原料为催化裂化油浆 + 煤, 设计比例1∶1。所得产品中,石脑油可以直接进入催化重整装置, 为PX装置提供原料,生产高附加值的芳烃产品,柴油( 满足欧Ⅴ 标准) 可直接销售,减压蜡油可作为催化裂化或者加氢裂化的原料直接加工。悬浮床加氢裂化技术( VCC) 为重油催化裂化油浆综合利用提供了一条的新途径。

4 结 语

重油催化裂化油浆论文 第2篇

关键词：催化裂油浆系统结焦预防措施

一、分馏塔油浆的系统及流程

分馏塔底油浆是由循环油浆泵 (P-209AB) 抽出后经过油浆-闪底油换热器 (E-214AB) 与来自常压装置的闪底油进行换热, 换热后的循环油浆经原料油开工加热器 (E-209) 与原料油换热, 然后经油浆蒸汽发生器 (E-210ABC) 产中压饱和蒸汽后温度降至280℃, 分三路:一路返分馏塔 (T-201) 人字挡板上;一路返分馏塔 (T-201) 人字挡板下部;一路经产品油浆泵 (P-210AB) 进一步升压后, 经产品油浆-热水换热器 (E212A-D) 换热至90℃出装置至罐区。为预防油浆系统设备出理结垢情况, 阻垢剂应由泵 (P213AB) 连续注入分馏塔底抽出管线。

二、油浆系统的运行流程

根据催化裂化装置原料性质变重变差以及分馏塔底油浆系统结焦严重这种现状, 出现油浆泵暖泵线严重堵塞, 油浆蒸汽发生器管程堵塞造成发汽量严重下降, 分馏塔底温度出现超温现象, 会给塔底结焦提供条件。直接造成分馏塔操作困难, 降低反应处理量, 只能在切换油浆蒸汽发生器时进行抢修。由于在温度升高前两周时间内油浆的固含量并不高, 并且油浆循环量一直保持在较高的水平上, 平均在348℃~355℃之间, 这样就基本上可以排除换热器因催化剂沉积造成换热效果下降的可能性。

三、结焦机理分析

影响结焦的因素除去在一定条件下才起到了引发、加速结焦现象发生的作用, 最直接导致油浆结焦的原因在于原油及催化油浆本身。就原油和催化油浆来讲, 它本身就具有结焦的内在因子, 前且有结焦的倾向, 但在什么样的情况下, 也即结焦因子究竟占据多大优势 (结焦组分的含量) 时容易表现出结焦现象, 还有待研究

四、预防油浆系统结焦的措施

1. 控制较低的塔底温度, 对油浆系统循环量实行最大量控制。

油浆结焦的主要原因条件是塔底温度, 加大油浆循环量可以增大油浆线速、降低分馏塔底温度及油浆在分馏塔底、管线的停留时间。通过在合理调控油浆上、下返塔的流量, 可以保证油浆下返塔对分馏塔底温度的搅拌降温作用, 通过换热后, 其返塔温度降为250℃~280℃, 温度大幅度降低, 使得油浆的黏度增加, 流动性能变差, 油浆在流动的过程中减少对催化剂及固体悬浮物的夹带作用。保证充足的油浆对反应油气起到脱过热洗涤作用, 降低油气入塔温度, 防止结焦现象后移。

2. 保持较快的油浆流速为使油浆循环系统的管道和设备不结焦。

油浆在管道中的流速不低于1.5~2.0m/s, 在换热器的管程内控制在1.2~2.0m/s, 以防油浆在换热过程中, 由于温度降低, 粘度增大而结焦。

3.

由于降低循环油浆返塔温度, 油浆换热系统结焦严重, 换热效率下降, 加大油浆下返塔流量, 既可增强对塔底的冲涮作用, 防止催化剂堆积在分馏塔底的缓流区而引起结焦, 又可使塔底油浆快速降温, 防止油浆组分因高温聚合生焦。分馏塔底温度控制在348℃~355℃之间。

4. 以注入合适的油浆阻垢剂。

从分馏塔底油浆抽出口处增加防焦措施, 连续注入阻垢剂, 加注比例均匀, 防止油浆中不溶物附着在换热器的管壁, 油浆换热器的换热效果也未见低, 油浆循环量也能够自如调节, 由此证明加注油浆阻垢剂的效果成功。

5.

投用分馏塔底油浆搅拌, 使塔底油浆的抽出口周围区域产生搅动, 防止催化剂颗粒或者其它小焦粒在这一区域沉积从而产生流动死区。与此同时搅拌油浆会在缓流区造成一种局部相对较低的温度, 这样有利于防止该区域内初始焦炭的生成。

6. 装置平稳操作, 并且不断去优化操作方案, 调整操作参数。

严格控制原料雾化蒸汽、原料预热温度、汽提蒸汽、防焦蒸汽、回炼油回炼等参数。同时公用工程供给稳定, 避免因客观因素停风、水、电、汽而造成催化裂化装置操作波动。

7.

油浆的流速在管道中过低, 容易使缩合物沉积在管道表面, 聚集的缩合物在进一步的反应生成了软焦。

结论

结焦问题是催化裂化装置连续生产中存在的一个难题, 要想确保装置可以长期平稳的运行下去, 那么就必须做到清楚的了解结焦问题产生的原因以及规律, 从而利用新技术、工艺或者设备将此类操作进行优化, 通过严格控制工艺的指标来做到最终的预防结焦, 减少因结焦问题而产生的安全生产隐患, 最终达到装置长期平稳的运行。

参考文献

[1]280万吨/年催化裂化装置操作规程, Q/SY HSH-CH-2014.

[2]汪青青, 高庆军, 艾克利.重油催化裂化油浆系统结焦分析及优化措施[J].广东化工, 2013:6.

催化裂化油浆的应用研究 第3篇

从表1可以看出,油浆具有密度大,氢碳比低、芳烃含量高等特点。大量的工业实践和理论研究表明,重质芳烃并非催化裂化的理想进料,因此油浆当中含有的大量稠环芳烃使得催化裂化装置的生焦量增加,装置的处理量下降,严重影响企业的经济效益。因此如何更加合理加工油浆是提升油浆价值,为炼油企业带来经济效益的有效途径。

1 催化裂化油浆的应用

油浆的组成复杂,按照结构的差异划分可分为饱和烃、单双环芳烃以及稠环芳烃,根据组分的性质差异分别加工使其得到最大限度地物尽其用,产生较大的经济效益。其中饱和烃凭借其侧链结构具有良好的裂化性能,是催化裂化进料的最佳选择;单、双环芳烃对橡胶制品具有较好的相容性,另外它没有稠环芳烃的致癌作用,因此在橡胶填充油和增塑剂方面应用广泛。稠环芳烃是生产针状焦、炭黑、重质道路沥青、碳纤维等的优质原料。

1.1 作为催化裂化回炼油

在催化裂化油浆中饱和烃具有较好的催化裂化性能,可以作为催化裂化的原料重返装置[1];同时油浆当中的稠环芳烃带有大量的短侧链结构,这部分短侧链同样具有裂化能力,但是,稠环芳烃的主要作用在此并未完全体现而是通过与渣油等重质馏分油混合后才能充分体现。

叶安道等[2]研究发现,在渣油中添加适量的催化裂化油浆,会改变渣油的分散程度,使进料的裂化性能得以改善。这是由于油浆当中富含的芳香烃能够在一定程度上对渣油的大分子颗粒进行溶解。通过溶解渣油的大分子颗粒中包裹有单、双环芳烃以及饱和烃得到释放,同时降低了原料油的粘度,因此大大增加了这部分进料的裂化性能。另外,研究发现渣油和催化裂化油浆分子之间存在溶解和吸附两种作用方式。已知渣油的稳定存在是以胶体的稳定保证的,如果油浆的加入量比较少,油浆分子会被渣油的胶体结构所吸附,此时不足以破坏渣油的胶体稳定性,因此两种作用处于平衡状态。随着油浆掺兑量的增加,溶解作用大于吸附作用平衡打破,因此裂化能力得到提升。

1.2 生产乳化炸药用蜡

所谓的乳化炸药用蜡指的是一种复合蜡,这种蜡多是由润滑油的中间馏分、石蜡以及添加剂符合而成。其中作为所占比重最大的石蜡是影响复合蜡成本的关键因素。催化裂化油浆含蜡量较高是一种复合蜡当中蜡源较好选择。

孔海平[3]通过向润滑油中间馏分油当中添加不同比例由催化裂化油浆分离出的蜡发现:蜡含量的高低直接影响乳化炸药的敏感性和硬度。随着蜡含量的增加,乳化炸药敏感度降低,硬度增加,更加有利于炸药的装填和存储,各项性质明显优于原配方生产的乳化炸药。再此基础上对润滑油中间馏分油进行粘度上的优化,得到了猛度,殉爆距离更好的炸药。可见催化油浆组分的合理利用对于油浆价值的提升具有重要作用。

1.3 作为填充剂或改性剂

王丽涛,杨基和[4]对催化裂化油浆进行溶剂抽提,所得抽提油进行馏分切割,其中轻馏分为80~290℃;中馏分为290~330℃;重馏分大于330℃。通过对比轻、重馏分段的性质与橡胶填充油标准KA8012的指标,重馏分油性质与70号道路沥青质量标准发现:将轻、中馏分油按照1∶1搀兑混合油可以符合KA8012标准。中馏分油可以用来用作芳烃油子午胎II类油,充当橡胶软化剂。重馏分油与道路沥青按照1∶5的质量比进行掺混,可以提升道路沥青的耐高温性能。

张德华等[5]将丙脱油沥青和催化裂化油浆作为原料进行调和并生产重交通道路沥青。实验分别采用全馏分油浆、≥400℃油浆、≥445℃油浆为沥青改性剂,结果发现使用≥400℃油浆馏分作为调和组分对于沥青性质的提升最为明显。再次基础之上,又建立了调和后沥青物性与调和组分的数学模型,确定了≥400℃油浆与丙脱油沥青的最佳配伍。结果发现:上述拟合式的吻合程度较高并,以此回归的数学模型调和生产出的重交通道路沥青性质符合国家标准,为工业放大生产重交通道路沥青提供了参考。

1.4 生产针状焦及其前驱体

针状焦是制作大功率石墨电极的必需材料,这也使得其在国家、社会等许多层面具有应用[6]。中间相沥青作为针状焦前驱体在很大程度上决定了针状焦的性质,因此如何控制中间相沥青以及此后处理过程中的结构具有十分重要意义。

李春霞[7]等采用超临界萃取技术将FCC油浆进行分离,分离后的油浆性质明显改善能够作为制备中间相沥青的原料。通过对使用管式电炉试验器所得的中间相沥青进行分析发现:S元素含量的高低对产品的性质会产生影响,这种影响的原因和机理尚不明确。经过对反应条件进行分析归纳发现,压力对产品性质影响不大,但反应温度和反应时间是对流线型的发展方向起到至关重要的作用。同时,作者通过试验得到了利用该催化油浆制备中间相沥青质的最佳反应条件为在420℃的氮气氛围下热缩聚2 h。

查庆芳等[8]利用实验室装置成功将减压渣油和催化裂化油浆的混合物制备出针状焦。作者考察了固定反应温度、压力以及反应时间下催化油浆掺混比对制备针状焦情况的影响,结果发现:当温度为490℃、压力为0.8MPa时利用共炭化方法得到的针状焦具有4种不同等级的光学结构,并且对这4中不同光学结构的针状焦进行不溶物分析。另外,随着催化油浆的掺入量的增加所得针状焦的各项性质指标和发展趋势更加良好。

1.5 其他用途

郭燕生,查庆芳[9]等以糠醛为溶剂对环烷基和石蜡基两种原油的FCC油浆进行的萃取分离,考察了不同温度、剂油比对选择性、收率以及抽出油性质的影响,结果发现,在抽提温度为50℃,剂油比为2时所得的COPNA树脂原料最佳。在此基础之上,利用富集芳烃组分与对苯二甲醇在一定的反应温度和催化剂的催化作用下合成COPNA树脂,结果表明,不论是石蜡基原油还是环烷基原油都可以成功合成该树脂,但由于两种油浆的组成存在差异,相对分子质量和芳香度的不同导致两种原料合成的树脂软化点和残炭值有所差异,由石蜡基原油的FCC油浆制得的树脂在软化点和残炭上均低于由环烷基原油FCC油浆制得的树脂。

闫瑞平[10]等人以石家庄炼油厂FCC油浆与兖州煤为原料,在位担载的Fe S型催化剂,采用油-煤共处理技术考察了反应温度对煤转化率、共处理产物的分布以及重质产物族组成的影响。结果发现:FCC油浆的大量多环芳烃可以对由煤液化产生的活性自由基碎片进行溶解和分散,因此大大提高了兖州煤的转化率。同时对比反应所得的重质产物与高等级道路沥青的族组成发现具有一定的类似性,这为由煤制沥青提供了可能性。

2 结论

催化裂化油浆是亟待开发利用的宝贵芳烃资源,要想真正做到对油浆的“吃干榨净”,必须首先对其进行分离、分析,只有在清楚油浆的理化性质、化学组成和结构基础上才能做到针对性质各异的不同组分“因教施材”。随着新产品的研制开发,原料和中间产品的分离方法及新工艺和新设备的不断发展,油浆利用的前景将更加广阔。

参考文献

[1]吕春胜,高玉青,王怀韬.重油催化裂化油浆的几种加工方案和经济评[J].大庆石油学报,1995,19(3):52~56.

[2]叶安道,王文柯.掺入回炼油或油浆改善重油催化裂化原料裂化性能[J].炼油技术与工程,2004,34(6):5~6.

[3]孔海平,赵军,李雪同等.催化裂化油浆利用新技术研究[J].油气加工,2011,29(3):35~38.

[4]王丽涛,杨基和.催化裂化油浆抽提油作橡胶添加剂的研究[J].炼油技术与工程,2009,39(1):17~20.

[5]张德华,沈健,亓玉台,等.FCC油浆与丙脱沥青调和生产重交通道路沥青[J].辽宁石油化工大学学报,2005,25(3):28~35.

[6]刘以红,罗运华,程健.石油渣油制备针状焦研究—中间馏分热反应研究[J].新型炭材料,2003.18(2):128~132.

[7]李春霞,徐泽进,乔曼等.催化裂化油浆超临界萃取组分热缩聚生成中间相沥青的定量研究[J].石油学报(石油加工),2015,31(1):145~152.

[8]查庆芳,张玉贞,郭燕生,等.减压渣油搀兑FCC油浆制备针状焦[J].碳素技术,2002,5(4):10~14.

[9]张庆宇,魏积平,邓先梁,程国柱.催化裂化重芳烃作橡胶软化剂的应用研究[J].PETROLEUM PROCESSING AND PE TROCHEMICALS,1998,29(3):24~29.

重油催化裂化油浆论文 第4篇

一、油浆循环泵及流程简介

1. 油浆泵简介

该泵型号为8HDS-274, 额定功率440k W, 额定流量800m3/h, 介质为油浆, 介质温度340℃, 进口压力0.15MPa, 出口压力1.54 MPa。由电机通过联轴器直接驱动, 电机输入转速为1 485 r/min。该泵结构形式简图及测点布置见图1。

图1中l H、1V、1A分别为泵非驱动端轴承座水平、垂直方向测点, 2H、2V分别为泵驱动端轴承座水平、垂直测点, 3H、3V、3A分别为电机驱动端侧承座水平、垂直、轴向测点, 4H、4V分别为电机非驱动端轴承座水平、垂直测点, 检测仪器为Enpac 2500。

2. 油浆流程简介

油浆从分馏塔底抽出后经过油浆循环泵分为3路:一路返回分馏塔人字挡板洗涤高温反应油气, 一路返回塔底做急冷油, 另外一路出装置至罐区 (外甩油浆) 。

二、故障现象及诊断分析

1. 故障现象

P-1209B间断运行, 2012年11月、12月连续运行2个月, 2013年5月运行1个月后停车, 直到10月末才运行, 11月18日在巡检中发现泵两端水平及驱动端垂直振动烈度突然增大 (见表1) , 电机振动正常。泵非驱动端水平、垂直方向振动频谱分别如图2、3所示, 泵驱动端水平及垂直方向振动频谱图如图4、5所示。

2. 诊断分析

分析泵振动频谱图可发现, 泵两端水平振动较大, 垂直方向振动虽然较小, 但均以5倍转速频率为主, 经证实为叶片通过频率。从非驱动端水平及垂直频谱图可看到较明显的随机高频振动, 且存在较高的噪声地平。

mm/s

根据油浆循环系统的工艺情况分析, 催化裂化装置油浆系统易结焦, 造成油浆上、下返塔管线堵塞, 尤其是油浆抽出口过滤器的堵塞易造成油浆泵振动发生变化。为此分析了泵出口流量表的变化情况 (见图6) , 从11月1日开始, 泵流量呈明显下降趋势, 综上所述, 怀疑是由于泵流量不稳定尤其是进口压力不足引起的振动增大, 因此建议车间停机检修, 重点检查泵叶轮及进出口管线结焦情况, 尤其是过滤网应重点检查。

三、检修情况

根据诊断结果, 车间于2013年11月26日对P-1209B进行了检修, 发现进口过滤网胶质较多, 泵内部结焦情况并不严重。过滤器清洗后于12月4日开车运行, 振动监测表明振幅明显下降, 检修效果十分明显。

四、结语

通过监测诊断分析找出设备振动超标的原因, 针对原因采取相应的维修措施, 油浆循环泵经过检修处理后, 泵振动值明显下降, 运行平稳。催化裂化装置油浆系统结焦原因是多方面的, 除加阻垢剂、控制油浆循环量、控制塔底温度等工艺控制手段外, 还可以通过优化过滤网开孔直径、定期对油浆系统进行无限流冲洗来防止结焦。

参考文献

[1]徐学明等.催化裂化油浆系统结焦的分析及优化措施[J].河南化工, 2006, (23) :28—29.

重油催化裂化油浆论文 第5篇

1 影响蒸汽品质的因素

1.1 溶解氧

锅炉给水中溶有多种气体, 对热力设备危害最大的是溶解氧。溶解氧随给水进入锅炉, 不仅会造成给水管道及相关设备损坏, 而且还会将腐蚀产物带入锅炉内, 在锅炉蒸发面上形成金属腐蚀物沉积, 甚至使锅炉管损坏。锅炉的氧腐蚀是电化学腐蚀, 又称为去极化腐蚀。锅炉内的水汽与铁反应生成Fe (OH) 2, 附着在锅炉壁上作保护膜。遗憾的是Fe (OH) 2沉淀不稳定, 在氧和水蒸气共同存在下, Fe (OH) 2会进一步与O2反应生成Fe (OH) 3, 使金属不断被腐蚀。

1.2 蒸汽中的盐

饱和蒸汽中所含的盐分, 一部分可能沉积在蒸汽过热器中, 影响蒸汽的流通和传热, 使过热器金属管子的温度升高, 严重时使过热器爆管。当夹带较多盐类及其他杂质的过热蒸汽从蒸汽轮机中流过时, 由于蒸汽轮机流道金属表面覆盖着一层吸附能力较强的氧化膜, 所以过热蒸汽中的盐类和杂质就会停留下来并析出, 使汽轮机结垢[2]。汽轮机结垢后不仅影响气压机组的平稳操作, 还会给反应操作带来重大安全隐患, 同时制约着装置的满负荷生产并造成能耗指标上升[3]。

2 控制蒸汽品质的措施

2.1 Amerzine-20型除氧剂的应用

2.1.1 作用机理

美国Ashland公司研制Amerzine-20型除氧剂的主要物化性质如表1所列。Amerzine-20型除氧剂是具有触媒性联氨剂水溶液, 含有强化除氧成分, 可消耗经热力除氧器处理后仍超标残余的溶解氧, 阻止在锅炉内部表面形成铁锈沉积物, 对蒸汽和凝结水系统予以保护。

*:Pensky-Martens Closed Cup, PMCC, 潘斯基-马丁斯闭杯法。

2.1.2 加注方法

中国石油锦西石化公司重油催化裂化装置余热锅炉系统自2009年11月开始使用Amerzine-20型除氧剂。通过不锈钢加药设备连续稳定地将除氧剂加入到给水泵前, 药剂的注入量为10～20μg/g。

2.1.3 应用结果

由表2可以看出, 经过2 a时间的工业应用, 除氧水中的溶解氧合格 (溶解氧工艺卡指标为不大于20μg/L) , 余热锅炉运行平稳, 没有发生过蒸发段和过热段因氧腐蚀而导致的锅炉非计划停工问题, 节省了因锅炉泄漏而产生的停炉损失与检修费用, 保证了装置的长周期安全平稳运行, 也为企业创造了可观的经济效益。

2.2 Drewphos-2600型缓蚀阻垢剂的应用

2.2.1 作用机理

Drewphos-2600型锅炉多功能缓蚀阻垢剂由美国Ashland公司研制, 这是一种独特的聚合物混合体, 其主要性质如表3所列。首先, 这种多功能药剂以低磷配方调节锅炉水的pH值, 消除了磷酸盐在锅炉内部产生过饱和沉积。其次, 这种多功能药剂具有抑制在锅炉水表面生成泡沫的功能, 可有效消除饱和蒸汽夹带水滴, 使蒸汽获得净化。同时, 这种多功能药剂还具有溶解锅炉管道内部结垢物、抑制垢污再生成的作用, 即具有阻垢、除垢和缓蚀作用。

2.2.2 加注方法

中国石油锦西石化公司重油催化裂化装置余热锅炉系统自2009年11月开始使用Drewphos-2600型缓蚀阻垢剂。将缓蚀阻垢剂与水按一定比例在加剂罐中充分混合, 根据每个汽包的工况, 有针对性地调整投加量, 用计量泵连续将缓蚀阻垢剂-水溶液加入锅炉水中。在正常条件下, 缓蚀阻垢剂的注入量为10～20μg/g。

2.2.3 应用效果

由表4可以看出, 经过2 a时间的工业应用, 气压机组运行平稳, 没有发生过汽轮机结垢现象, 锅炉水pH值稳定 (工厂要求控制在10.5左右) 可使锅炉的腐蚀速率降低。3.5MPa蒸汽中Na离子和SiO2含量均达到工艺指标 (Na离子、SiO2质量浓度均不大于20μg/L) 要求。

由表5可以看出, 经过1 a时间的工业应用, 气压机组运行平稳, 处理量约为38500m3/h, 没有发生过汽轮机结垢现象;汽轮机调节级后压力、压缩机转速、汽轮机蒸汽耗量等主要操作条件正常。催化裂化装置加工量比较平稳, 维持在225t/h左右, 也没有出现过反应压力超出工艺卡指标 (指标为0.195～0.205MPa) 现象。

由表6可以看出, 缓蚀阻垢剂加入后干气、液化气产率分别下降0.75, 1.06个百分点, 汽油、柴油、油浆产率分别提高0.83, 0.90, 0.21个百分点, 总液体收率增加了0.54个百分点。干气中V (H2) /V (CH4) 降低0.27。稳定汽油的蒸汽压合格, 研究法辛烷值 (RON) 提高了0.7个单位。气压机组平稳操作不仅有利于反应压力、反应温度等操作条件的优化, 还能改善产品的选择性和质量[4,5]。

3 结束语

a.中国石油锦西石化公司重油催化裂化装置除氧系统采用旋膜除氧器和Amerzine-20型除氧剂联合除氧后, 能有效将锅炉水中溶解氧的质量浓度控制在不大于15μg/L, 没有发生过因溶解氧腐蚀而导致的余热锅炉停工现象, 保证了装置的长周期运行。

b.汽包使用Drewphos-2600型缓蚀阻垢剂后, 蒸汽中的钠离子、二氧化硅含量明显减少, 质量浓度均可控制在20μg/L以下, 气压机组没有出现过因汽轮机结垢而导致的停工清洗现象, 不仅降低了装置的能耗, 还改善了装置的产品分布并提高了主要产品的质量, 提高了企业的经济效益, 保障了装置的安全长周期平稳运行。

参考文献

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[2]孙瑾.蒸汽纯度对透平机的影响[J].化学工业与工程技术, 2001, 22 (4) :44-46.

[3]朱占伟.炼油厂蒸汽品质的控制及对策探讨[J].中外能源, 2007, 12 (1) :81-85.

[4]陈俊武.催化裂化工艺与工程[M].2版.北京:中国石化出版社, 2005:886-889.

重油催化裂化油浆论文 第6篇

随着重油技术和设备的不断研究和进一步发展, 这一领域也出现了许多亟待解决的问题, 其中比较引起人们关注的是重油催化裂化装置的结焦现象。下面将对这一问题现象产生的原因展开探讨并提出相应的预防对策。

一、重油装置结焦的主要部位及其原因

(1) 、喷嘴上方

重油装置中该部位的结焦成分主要是催化剂的成分组织, 这种成分主要是指原料中未成功汽化的部分重新组织后缩合, 也有一部分是因反应后的产品缩合后结成的。其结焦是由原料的性质和雾化效果、喷嘴的操作工况、剂油比以及反应器类型等因素导致的。除此以外, 施工时油浆系统中由于本来低温运作而留下的焦渣设备升温后产生运动并进入提升管的管壁而导致结焦的产生。

(2) 、沉降器以及分离器

在催化裂化过程中, 沉降器是催化剂能够循环运行的重要装置, 而结焦会对这一设备的运行产生阻碍。这是因为油气在沉降器以及旋风分离器的进入空间盲区中容易产生聚集, 在器壁温度较低的地方就会粘附上高沸点的成分而导致结焦现象的产生和逐渐加剧。而在其出口部位, 油气上升的速度较低, 其停留时间和热反应时间成正比, 因而也容易发生结焦现象。

(3) 、转油线

该部位的结焦原因类似于喷嘴上方的情况, 其结焦物与催化剂的含量之比大约在一比三和一比二之间, 因而其粘附性也比较大。油气的反应温度在沉降器中较高而在转油线中较低, 因此反应油气在运作时会出现由于温度下降而凝结现象, 这就导致结焦现象的形成并逐步扩大。此外, 反应油气方向和速度的变化也会导致含有催化剂的物质沉积在管壁上, 而反应油气在管壁附近流动时更能产生凝壁现象, 在长期高温的催化作用下就会产生高碳的结焦。

二、相应的预防措施

(1) 、减少喷嘴上方结焦的措施

想要减少喷嘴上方结焦现象的产生, 首先要提高油气的过热程度和雾化量。这是因为催化裂化所使用的材料重量较大, 同时也是由于这种方法能够是油气分压下降, 从而提高材料的汽化率和雾化效果, 进而降低装置的结焦发生率。其次要从实际出发来制定适当的剂油比和再生剂温度。再生剂温度过高会导致剂油比的下降, 而提高剂油比则有助于降低管壁粘附液滴的结焦和缩合程度。再次还应选择优质原材料并提升其预热的温度。对此应采取相关手段使原料的混合程度有所增加, 并以个各种原料的性质及其变化为依据对原材料的预热温度进行相应地调节。最后要对催化剂的密度和预升速度进行保持, 使其维持在合理范围内, 从而防止结焦的发生。

(2) 、防止沉降器结焦的措施

首先, 就设备来说, 应引进加速分离的最新装置设备以尽可能避免出现油气在沉降器的较长时间停留;就技术而言, 则要引进提升管反应终止剂技术, 以减少不饱和二烯烃在裂化反应过程中的生成;其次, 要避免出现防焦雾化死角, 加大蒸汽量;还应调升再生剂温度以促使其反应性保持良好;最后还要保证操作过程平稳, 避免沉降器内的压力和温度出现较大波动。

(3) 、降低转油线结焦程度的措施

想要减少该部位的结焦现象的发生, 需要从多方面进行预防。首先, 应对催化剂进行选择, 同时保证油浆不会长时间停留在分馏塔底, 同时流速不能降低。其次, 要选择较大气蚀余量的机泵, 以防止在分馏塔底出现因油浆量低而导致的催化剂大量堆积现象。同时还应加大油浆下返塔量以降低循环油浆的返塔温度, 这样可加强对塔底的冲刷, 防止催化剂堆积在分馏塔的缓流区而引起结焦, 又可使塔底油浆快速降温, 防止油浆组分因高温聚合生焦。

除上述方法以外, 还可以从使用装置时连续注入油浆阻垢剂, 以避免油浆中的难溶物粘附在换热器的管壁。同时加强监控并分析油浆的密度和固含量, 并对油浆进行适当的排放。并预防出现低温结焦现象而提高蒸汽的壁温。还可添加搅拌油浆线, 并保持局部相对较低温度在分馏塔底缓流区, 以防止该区域出现结焦。此外, 还应加强开工前的清焦检修质量, 延长原料油塔外循环时间, 采取单程转化的生产方案, 保持平稳操作以避免切断原料等事件的发生, 这些对减少装置结焦都非常有利。

结论:综上所述, 重油装置结焦的主要部位在于喷嘴上方、沉降器以及转油线等等。虽然这种现象不能完全避免但是有关技术人员可以采取一系列措施减少其发生机率和影响程度。目前这一技术的发展对有关领域来说已经相当迫切, 它对于延长开工时间, 减少额外消耗和提高企业经济效益具有极其重要的作用。

摘要：随着重油技术和设备的不断研究和进一步发展, 这一领域也出现了许多亟待解决的问题, 其中比较引起人们关注的是重油催化裂化装置的结焦现象。为了解决这一问题产生的困扰, 本文对这一问题现象产生的原因展开探讨, 同时也提出了相应的预防对策。旨在为有关工作人员提供相应的借鉴和参考。

关键词：重油催化裂化装置,结焦原因,预防对策

参考文献

[1]范雨润, 翟伟, 张承甲.抑制重油催化裂化结焦的技术措施[J].石油炼制与化工, 2010, 31 (6) :17-21.

[2]王湛, 刘庆华, 程金海.催化裂化油浆结垢原因及解决措施.化工科技市场, 2004第8期:24-26.

重油催化裂化油浆论文 第7篇

1 实验部分

1.1 原料的物理性质及分析方法

在实验之中运用物性分析测定方法:

参考GB/T1792-88《馏分燃料中硫醇性硫测定法》 (电位滴定法) , 是实行对于硫醇硫的测定;参考Z B E30003-86《石油产品中碱性氮测定法》, 是实行对于碱氮的测定;使用ANTEK 7000元素分析仪, 对于总硫、总氮进行测定;对于柴油安定性用储存色度表示, 则是参考ZBE30009-88《石油产品色度测定法》。

1.2 黑油组成的分析方法

用RS剂对RFCC轻柴油进行精制后收集反应生成的黑油, 将黑油还原后用二氯化碳溶液抽提出有机物 (R S精制的反应物) , 用色质联机分析, 确定反应物的组成。采用V a r i a n3400色谱仪, DB5-MS (30 m×0·25 mm, 0·25μm) 弹性石英管毛细柱。升温程序为:35℃停留5 min, 以2℃/min升至120℃, 再以4℃/min升至300℃, 停留5 min。质谱分析采用Finnigan MAT SSQ710型四极质谱仪, EI电离源, 电子能量70 e V, 全扫描质量范围40~450 amu, 扫描周期1·8 s。

2 结果与讨论

2.1 几种RFCC柴油脱硫、脱氮化学精制方法效果的比较

2.1.1 碱洗脱硫醇

硫醇对于油品的安定性有着很大的影响, 祛除柴油中的硫醇可以使用碱洗的方式。兰州石化公司 (兰炼) RFCC轻柴油的碱洗脱硫醇之后得出的结果。兰炼RFCC轻柴油经过10%Na OH碱洗之后, 硫醇含量从14.5μg/g减少至2.1μg/g, 有着达致85.6%的脱除率, 而对于油品的安定性改善并不明显, 大概是因为柴油中含不多的硫醇含量, 所以对于它的安定性影响有着不大显著的效果。

2.1.2 白土精制脱氮

选取于活性白土吸附兰炼柴油之中的杂质及碱性氮化物 (从表2可看出结果) 。自表格2能够了解, 活性白土吸附不但拥有不错的脱色能力, 还可以去除柴油之中大部分的碱性氮化物。而柴油色度稳定性却并没取得显出的改良, 甚至比未精制柴油更加快速的精制柴油颜色变化速率, 从此表明单单是脱去柴油之中的有色物质及碱性氮化物, 柴油的充分稳定并不能完成。

2.1.3 混合酸洗脱氮

能够很大程度上提升柴油的安定性的酸洗, 并且还有一定程度上的脱氮能力, 而选取酸的种类才是重点。实行磷酸、乙酸等很多的酸洗实验针对已经变黑的兰炼RFCC柴油, 从结果可以看出, 于适合的酸液配方环境之下, 兰炼R F C C柴油经含量是0.25%~0.5%的复合酸液处理, 继而使用少量的白土吸附并且用5%Na OH碱液洗涤, 得出的结果如表3。从表3能够看出, 达致40%~70%的总脱氮率, 从而使得油品得到很不错的储存安定性及色度, 精制途中酸渣有不错的流动性, 油相和酸渣比较容易分离。而若是不实行白土吸附及碱洗于柴油酸洗后, 那精制油颜色安定性的改善效果也不会很显著, 并且还有腐蚀性;而使用白土吸附及碱洗, 工艺流程比较繁杂, 精制油收率也不会很高, 并不适应工业使用。

2.2 RS剂精制

分析以上的实验结论能够得出, 运用平常的脱氮精制、脱硫方式于提升柴油的安定性部分结果并不是很明显 (柴油安定性不能得到提高或者是并不适用于工业应用) , 所以运用其他的方式非常必要。催化柴油的安定性能够显著的提升基于使用一种复合的反应精制剂 (简称RS剂) 。他的处置途径为于常压、常温之下, 把RS剂和柴油进行混合反应, 继而静置沉降分成3层, 柴油是上层, 通过反应产生的深褐色物质 (简称黑油) 是中层, 反应剩下的RS剂是下层。国内多种来源的RFCC柴油精制之前和之后由表4表示, 于室温之下开口贮存一定时间的色度之间的对比。我们从表3能够得出, 精制之前的柴油的色度大于精制之后的, 或者更长时间的维持同等色度水平, 效果显著减慢的颜色加深的速率, 到达国家优级品标准安定性。几类柴油精制前后的氮、硫解析结论表示, 精制前后柴油之中的总氮、总硫含量大致上没有任何改变, 并且精制途中黑油的产量不高, 普遍低于柴油的0.5%, 说明次精制流程跟脱硫、脱氮的过程大不相同, 为了探究他的精制机理, 针对反应产生的黑油组分务必需要实行进一步的分析。

2.3 黑油的组成分析

针对多种黑油的结论进行分析得出, 黑油之中除了包含少量苯硫酚、硫醇及芳烃之外, 大部分为酚类化合物, 大约是总量的70%之上, 酚类化合物之中又以苯酚同系物的所含量为最大, 萘酚类其次, 二氢茚酚类的含量最小。因为RFCC柴油来源的不一样所以各种酚类化合物的相对含量也有所差别。

为了得到最好的分离成效, 实行硅醚化处置对于兰炼柴油的黑油还原之后, 另外运用G C/M S分析, 能够得出更加完善的总离子流谱图。通过分析可以得出, 有数百种的单体酚类包含于黑油之中, 如表5所示为其中部分酚类的定性结果。

2.4 酚类化合物对柴油安定性的影响

对兰炼RFCC柴油实行RS剂精制之后, 将得出的黑油进行还原后分离得出的酚类物质, 于制和管理, 出水更为环保。RS剂精制之后的柴油之中进行回掺, 通过RS剂精制之后, 柴油的颜色安定性得到了显著的提升, 色度只是增加了2.0 (4个单位) 于30 d之后, 远远比没有精制柴油的色度提升幅度 (4.0) 小。把黑油之中得出的酚类物质回掺至精制油之中以后, 得出颜色安定性显出变差的柴油, 30 d内色度加大了3.5, 由此说明从黑油还原得出的酚类化合物为柴油中非常主要的不安定组分。

2.5 碱洗脱酚与RS剂脱酚的对比

能够祛除柴油中的酚类物质的碱洗, 而事实上碱洗对于提升RFCC柴油安定性并无特别显著的效果。针对兰炼RFCC柴油实行多次碱洗于使用10%Na OH后, 继而运用RS剂精制, 发现还是有相当数量被分离出来的黑油, 黑油的大部分含量为酚类物质, 如此可以说明碱洗不可以全部性祛除柴油之中的酚类, 或者为不可以祛除柴油之中部分影响不小的酚类, 继而引发精制效果不是太显著。

2.6 讨论

和平常的脱氮、脱硫流程相比之下, R S剂精制流程不祛除硫、氮化合物, 重点是脱除酚类化合物, 可是柴油安定性得到很大程度上的提升, 柴油的损失要比0.5%小, 说明酚类化合物对于柴油安定性的影响比硫、氮化合物的要大。依据以前人们的研究结论得知, 即硫、氮化合物为产生柴油沉渣的重点途径。由此笔者认为, 酚类的不安定性作用有一定概率来源于它对柴油中氮化合物、硫起的某种效果, 继而引起柴油的不稳定, 但这个推测也是需要进一步的考察验证。

3. 结语

(1) 包含着0.1%~0.5%的酚类物质的RFCC柴油, 其间含量最高的为苯酚同系物, 其次的为萘酚类, 除此之外, 并且包含着部分的二氢茚酚类物质。 (2) 酚类对于RFCC轻柴油的安定性拥有着显著的影响, 祛除柴油之中的酚类, 可以能明显提高柴油的安定性在即便不脱除硫、氮的状态之下。 (3) 研究研发得出的复合RS剂可以高效地脱除柴油之中的酚类化合物, 对于RFCC柴油也有着不错的精制效果。

参考文献

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[2]舒云贵, 沈喜洲.掺炼重油催化裂化柴油化学精制的研究[J].石油炼制, 1991, (7) :.