催化裂化再生器稀相密度異常分析與處置

劉澤鋒

摘 要：針對(duì)某催化裂化裝置再生器稀相密度出現(xiàn)異常升高、再生器藏量下降、三級(jí)旋風(fēng)分離器出口煙氣細(xì)粉變粗等現(xiàn)象，經(jīng)過分析平衡催化劑上鐵含量、平衡催化劑電鏡掃描等方法確認(rèn)，是平衡催化劑鐵中毒導(dǎo)致。通過降低原料鐵含量、提高新鮮催化劑加入速率、使用低磁劑置換、降低主風(fēng)量等措施，使再生器稀相密度、再生器藏量等快速恢復(fù)正常工況。

關(guān)鍵詞：催化裂化裝置;稀相密度;鐵中毒

1 再生器稀相密度異?，F(xiàn)象

1.1 三級(jí)旋風(fēng)分離器回收物數(shù)量增加

裝置正常三級(jí)旋風(fēng)分離器回收物每周回收1次，通過回收物儲(chǔ)罐料位變化情況獲取回收物數(shù)量。三級(jí)旋風(fēng)分離器的回收物數(shù)量從正常的每周2t增加到每周8t。

1.2 再生器稀相密度上升

再生器稀相3個(gè)密度監(jiān)測點(diǎn)測定的催化劑密度見圖1。從圖1可以看出，再生器稀相上部密度從正常值3～7kg上升到22kg，旋風(fēng)分離器入口密度從正常值的不大于1kg上升到12kg，稀相中部密度同步上升了15kg。

1.3 三級(jí)旋風(fēng)分離器出口煙氣粉塵顆粒變粗

三級(jí)旋風(fēng)分離器出口煙氣粉塵正常的粒度分布為：0～3μm顆粒體積分?jǐn)?shù)86.22%～98.58%，顆粒體積分?jǐn)?shù)0.07%～2.37%，10μm以上顆粒體積分?jǐn)?shù)不大于3%。3月16日，三級(jí)旋風(fēng)分離器出口煙氣粉塵粒度分布為：0～3μm顆粒體積分?jǐn)?shù)56.82%，3～5μm顆粒體積分?jǐn)?shù)30.48%，5～10μm顆粒體積分?jǐn)?shù)8.93%，大于10μm顆粒體積分?jǐn)?shù)3.77%，其中10μm以上顆粒體積分?jǐn)?shù)超過了不大于3%的控制指標(biāo)。3～5μm顆粒體積分?jǐn)?shù)1.35%～11.41%，5～10μm。

2 原因分析及探討

2.1 操作參數(shù)異常影響跑劑

再生器稀相密度上升前后，反應(yīng)—再生的主要操作參數(shù)，如再生器壓力、主風(fēng)量、再生溫度、再生器藏量等參數(shù)控制均相對(duì)穩(wěn)定，基本排除操作參數(shù)異常引起跑劑的可能性。

2.2 再生器旋風(fēng)分離器效率

再生器內(nèi)一、二級(jí)旋風(fēng)分離器可將大部分粒徑大于40μm的催化劑細(xì)粉回收。三級(jí)旋風(fēng)分離器回收物粒度分布沒有發(fā)生大的變化，40μm以上粗顆粒沒有明顯增加。說明再生器一、二級(jí)旋風(fēng)分離器效率沒有發(fā)生明顯下降。因此基本排除再生器一、二級(jí)旋風(fēng)分離器發(fā)生故障的可能性。

2.3 分布板破損的影響

主風(fēng)分布板和燒焦罐大孔分布板壓降沒有發(fā)生明顯變化，基本排除分布板破損引起主風(fēng)偏流后導(dǎo)致催化劑跑損的可能性。

2.4 催化劑鐵中毒

有機(jī)鐵沉積在催化劑顆粒外表面后會(huì)形成1～3μm的殼狀堆積層，從而導(dǎo)致催化劑的堆密度下降、再生器床層膨脹。大量催化劑顆粒明顯偏紅且存在催化劑粘連，部分催化劑顆粒出現(xiàn)凹坑、破碎，少量催化劑表面呈現(xiàn)出透明狀，符合催化劑鐵中毒時(shí)外觀發(fā)紅、催化劑熔融的癥狀。

3 采取的措施及效果

針對(duì)上述問題，采取了以下措施：①降低原料中的鐵含量。鐵主要集中在渣油中，因此，通過降低再生器取熱負(fù)荷來降低摻渣量，盡可能減少原料中的鐵含量;②降低再生器床層膨脹。降低提升管進(jìn)料負(fù)荷以降低主風(fēng)量，并適當(dāng)提高再生器頂部壓力，減少床層膨脹量，降低再生器稀相密度以減少旋風(fēng)分離器入口催化劑濃度;③置換中毒催化劑。提高新鮮催化劑加入量，加快低磁劑加入量，適當(dāng)補(bǔ)充鐵含量低的平衡催化劑以提高置換速率。

4 新鮮催化劑快速置換存在的問題

在通過提高新鮮催化劑加注量以加快中毒催化劑置換期間，煙機(jī)前后軸振動(dòng)均出現(xiàn)不同程度上升，其中前軸振動(dòng)最高升到78μm。分析原因主要是新鮮催化劑加入速率提高后，煙機(jī)入口煙氣中超細(xì)粉含量增加，這些超細(xì)粉極易在輪盤表面粘附，從而導(dǎo)致煙機(jī)輪盤動(dòng)平衡破壞引發(fā)振動(dòng)。為此，采購了一批活性高、細(xì)粉含量和金屬含量較低的低磁劑用來部分替代新鮮催化劑對(duì)活性的補(bǔ)充，另外操作上還通過調(diào)節(jié)煙機(jī)輪盤冷卻蒸汽對(duì)煙氣輪盤進(jìn)行人為擾動(dòng)，通過以上措施煙機(jī)振動(dòng)情況得到明顯緩解。

5 結(jié)束語

該裝置再生器稀相密度異常的原因是再生催化劑鐵中毒。催化裂化催化劑鐵中毒不僅會(huì)引起催化劑裂化性能下降、產(chǎn)品分布變差，還會(huì)導(dǎo)致催化劑堆密度下降、細(xì)粉增加，從而影響流化性能，并導(dǎo)致再生器跑劑。通過降低原料鐵含量、快速置換反應(yīng)—再生系統(tǒng)催化劑、低生焦低主風(fēng)操作等手段使再生器工況快速恢復(fù)正常。反應(yīng)—再生系統(tǒng)中催化劑的置換使用低磁劑較為合適，如果通過大幅提高新鮮催化劑加劑速率來進(jìn)行活性保持和置換，應(yīng)對(duì)煙機(jī)運(yùn)行狀況加強(qiáng)關(guān)注，避免引發(fā)次生事故。

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