重油催化裂化装置提升管反应系统的技术改造

重油催化裂化装置提升管反应系统的技术改造.txt爱情是彩色气球，无论颜色如何严厉，经不起针尖轻轻一刺。一流的爱人，既能让女人爱一辈子，又能一辈子爱一个女人！本文由0503440312贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。石油炼制与化工2001年2月PETROLEUMPROCESSINGANDPETROCHEMICALS32卷第2期第重油催化裂化装置提升管反应系统的技术改造左泽军1胡小宁12毛羽卢春喜2(1.中原油田石油化工总厂,河南457165;2.石油大学)摘要中原油田石油化工总厂500kt/a重油催化裂化装置提升管采用石油大学开发的高效雾化喷嘴,并对旋风分离器进行了改造。对各产品产率沿提升管高度的分布情况进行了模拟计算,确定了终止剂最佳位置。终止剂为水或粗汽油,其注入量分别为原料的3%～6%及5%～10%。采用了这些措施后轻油收率和总液体收率分别提高4.53和3.95个百分点,增加了经济效益。关键词:催化裂化喷嘴旋风分离器技术改造1中原石油化工总厂重油催化裂化装置概况中原油田石油化工总厂500kt/a重油催化裂化装置(RFCCU)是1998年在原300kt/aRFCCU基础上改造而成的。改造时运用了一批新技术、新设备,如终止剂工艺和高效旋风分离系统,以及干湿联合空冷和表面蒸发式空冷器等。但在1998年10月～1999年10月的生产中,暴露出了下列问艺分析和计算机模拟计算,提出如下改造意见:(1)提升管物料喷嘴因加工量不足,雾化效果不理想,须将喷嘴改小。(2)产品分布不合理,裂化深度过大,应将油浆喷嘴与物料喷嘴分开,形成立体双层进料,以获得最佳产品分布。(3)对系统物料平衡及产品分布模拟计算,确定270kt/a～460kt/a两种状态下的终止剂喷嘴的位置及喷入终止剂的量。(4)沉降器快分压降较高,分离效率不稳定,须对旋风分离器进行改造。2.1新型高效雾化喷嘴中原油田石化总厂催化裂化装置原使用的是LPC22型进料雾化喷嘴,在使用过程中因加工量严根据实际生产情况,装置的处理量最小为200kt/a,最大为440kt/a。喷嘴改造的标准按处理量360kt/a设计。处理量280kt/a时为标准处理量的77.8%,处理量440kt/a时为标准处理量的122%,设计的操作弹性较大。收稿日期:2000204212;修改稿收到日期:2000206220。作者简介:左泽军,中原油田石油化工总厂设计研究所所长,裂化装置生产管理及技术管理工作。高级工程师。1987年毕业于石油大学炼制系,长期从事催化题:(1)提升管喷嘴上方1～2m处结焦严重,提升管φ700mm的内径仅剩下φ150mm的通道,结焦长度达1m以上。(2)提升管底部预提升效果差,催化剂密度大,返混严重,通常在380～420kg/m3之间,使得提升管底部预提升蒸汽环管及事故蒸汽喷嘴严重磨蚀。(3)提升管顶部初旋及一旋快分器分离效果差,油浆固含量平均大于10g/L,最大达80g/L,油气携带催化剂严重,对分馏系统造成严重后果。(4)终止剂喷入口位置离提升管出口仅5m,对控制提升管出口温度有一定效果,但对控制反应深度效果甚微,对改善产品分布基本没有作用。2改造方案针对上述问题,中原油田石油化工总厂一方面与华东设计勘察研究院协作,多次深入现场收集数据进行核算;一方面与石油大学开展合作。1999年5月,中原油田石油化工总厂委托石油大学(北京)石化装备研究所开展了500kt/aRFCCU提升管反应系统改造工作。经过详细的工重不足等原因,使得轻油产率较低,雾化效果不理想,在喷嘴对面上部1～2m处结焦严重。为此采用石油大学开发的新型UPC2a型进料雾化喷嘴。这种喷嘴采用内混式(气泡)雾化原理进行工作。34石油炼制与化工2001年32卷第2.2分层进料喷嘴位置的确定1999年7月实际生产数据中轻柴油收率沿提升管反应器高度的变化曲线(图1)可见,轻柴油在2.4旋风分离系统的改造提升管反应器较低的位置就达到了较高的收率。因此,在新鲜原料和回炼油(及回炼油浆)分层进料时,回炼油(及回炼油浆)喷嘴的位置应该选取在轻柴油没有发生过裂化的位置。此位置在原来的原料喷嘴以上3m左右。通过分析和计算粗旋风分离器和顶旋风分离器的应用结果看,两者的入口线速都较大幅度地偏离了理想的设计线速,在这种情况下,作用在顶旋风分离器上的过大压差可能造成顶旋风分离器料腿料位过高而使分离效率大大下降。为此对现有系统作如下改造:①改变粗旋风分离器入口尺寸,把入口线速提高到理想的设计范围,以提高粗旋风分离器分离效率。入口尺寸由原来的306mm×620mm改为228mm×620mm。②顶旋风分离器尺寸调整:顶旋风分离器入口尺寸由原来的258mm×592mm改为222mm×620mm。调整后旋风分离系统的总压降约为15.5kPa。③改变粗旋风分离器至顶旋风分离器气体导流管的接口形式,将原承插式连接改为开式紧密连接方式。3改造方案的实施效果1999年10月在大检修中,实施了上述4项改图1提升管内轻柴油收率沿提升管高度的分布曲线2.3终止剂注入位置的确定在确定了回炼油及回炼油浆的上层喷嘴位置后,在原来的预提升气体量基础上进行数值模拟计算,得到各产物产率沿提升管高度的分布情况,由此可以较为准确地确定终止剂的最佳注入位置。图2是汽油收率和轻质油收率沿提升管高度变化的模拟计算结果。按轻质油收率(汽油收率+柴油收率)最高的位置可确定终止剂注入的最佳位置(从新鲜原料喷嘴开始)。考虑到柴油收率及轻质油收率较早地达到了最高值,而此时裂化反应还未到达应有的深度,汽油收率还远没有达到最大值,故终止剂最佳注入位置确定在17.5m处(图2),距提升管顶部14m。终止剂为水或直馏汽油或粗汽油;终止剂注入量:水,原料的3%～6%;粗汽油,原料的5%～10%。造方案。这4项改造全面投用以后,在原料油性质和催化剂型号不变,操作条件相近的情况下进行对比试验,改造前后操作条件见表1,物料平衡见表2。表1操作条件对比操作条件新鲜进料量/t?-1h提升管出口温度/℃再生器稀相温度/℃再生器耗风量(标准状态)/m3?-1h沉降器压力/kPa再生器压力/kPa回炼比再生塞阀压降/kPa再生塞阀开度/%待生塞阀压降/kPa单动滑阀开度/%再生剂定炭/%384101619.60.3314.53510370.342741014.518.60.1635.93025280.15改造前38.5505703改造后37.7505686从操作条件对比来看,再生器耗风量下降11000m3/h,再生器稀相温度平均下降17℃,这说明提升管反应器喷嘴雾化效果大大改善,终止剂对减少过度裂化起到了抑制作用;回炼比的显著降低说明一次反应转化率大大提高,产品总液体收率提高;单动滑阀的开度减小也说明外取热量减小,反应生焦率降低。再生塞阀和待生塞阀压降增大,说明再生线路和待生推动力较大,系统通畅,对增大剂油比图2提升管内轻质油收率沿提升管高度的分布曲线第2期左泽军等.重油催化裂化装置提升管反应系统的技术改造35或提高处理量创造了条件。表2物料平衡及能耗对比项产品分布/%干气液化气汽油轻柴油油浆焦炭损失轻质油收率/%总液收/%能耗/G?-1Jt6.3514.2646.4321.220.799.01.9567.6581.913.8204.2313.6855.8216.360.668.440.8172.1885.863.456目改造前改造后入5%的粗汽油,反应温度降到505℃左右,总液体产品收率提高1.8个百分点,汽油RON由91.6下降到91,对汽油辛烷值基本没有影响,汽油诱导期提高到大于480min。可见终止剂对于减少二次裂化改善产品质量起到了明显的效果。4经济效益分析以加工1t原料油计算,增加的直接经济效益见表3。表3经济效益计算产品名称汽油柴油LPG单价/元280026002600增减率/%+9.39-4.86-0.58+3.95增减效益/元?-1t262.92-126.36-15.08+121.48合计从产品分布情况来看,汽油收率提高了9.39个百分点,柴油和液化气收率分别下降了4.86和0.58个百分点,轻质油和总液体收率分别提高了4.53和3.95个百分点,干气和损失共减少了3.26从表3可以看出,每加工1t原料净增效益121.48元,以年加工300kt原料计算,预计可年创经济效益3644.4万元。5结论(1)经过改造,实现了油浆及回炼油和新鲜原料分层进料,所选石油大学开发的UPC2a型进料喷嘴雾化效果较为理想,轻油产率提高4.53个百分点,总液体收率提高3.95个百分点,生焦率大大下降。(2)终止剂效果明显,所选注入位置恰当。个百分点,焦炭产率下降了0.56个百分点。说明提升管反应器系统进行了改造以后,进料喷嘴雾化效果确实好转。经过试验,喷嘴进料量在780～1100t/d之间变化时,喷嘴背压一直在0.5MPa以上,说明UPC2a型喷嘴操作弹性很大,同时经过试验,终止剂注入效果非常显著。在反应温度515℃时,注TECHNICALTRANSFORMOFTHERISERREACTORSYSTEMOFAHEAVYOILCATALYTICCRACKERZuoZejun1,HuXiaoning1,MaoYu2,LuChunxi2(1.GeneralPetrochemicalWorksofZhongyuanOilField,Henan457165;2.PetroleumUniversity)AbstractTechnicaltransformsweretakenonthe500kt/aheavyoilcatalyticcrackerattheGeneralPetrochemicalWorksofZhongyuanOilField.AneffectiveatomizationnozzledevelopedbyPetroleumUniversitywasreplacedtheoriginalnozzle;andthecycloneseparatorwasmodified.Aftersimulatingcalculationoftheproductyieldsalongtheriser,theoptimizinginjectionpositionoftheterminatingagentwasdetermined.Waterorcrackednaphthacouldbeusedastheterminatingagent,whichinjectionamountwas3%-6%and5%-10%respectivelyonfeedbasis.Thelightoilyieldandtotalliquidyieldincreasedby4.53%and3.95%respectively.Economiceffectwasin2KeyWords:catalyticcracking;nozzle;cycloneseparator;technicaltransformcreasedaftertheabovemeasuresrealized.1