加強(qiáng)設(shè)備技術(shù)管理提高催化裂化裝置長周期運(yùn)行水平

李偉郡(中國石油玉門油田分公司煉化總廠，甘肅 酒泉 735000)

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國石油化工企業(yè)也得到了飛速發(fā)展，石油能源作為目前應(yīng)用最廣的消耗能源，是人類發(fā)展重要資源。我國一直以來就將石油化工企業(yè)中的催化裂化裝置作為企業(yè)發(fā)展的重心，通過提高裝置的長周期運(yùn)行水平來降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高石油化工企業(yè)的核心競爭力。但是就目前催化裂化裝置的運(yùn)行情況來看，提高其長周期運(yùn)行水平依然是一大難題，催化裂化裝置非計(jì)劃停工因素是石油化工煉油裝置停工主要內(nèi)容，所以加強(qiáng)設(shè)備管理，提高裝置長周期運(yùn)行水平曉得尤為重要。

1 催化裂化裝置長周期運(yùn)行的主要問題分析

在石油化工企業(yè)中，催化裂化裝置是原油二次加工處理的重要設(shè)備，通過分析其作業(yè)環(huán)境和作業(yè)內(nèi)容，可以清楚的得出由于催化裂化裝置內(nèi)部反應(yīng)再生部分的具有溫度高、操作難度大、隨機(jī)因素多。而且隨著催化裂化裝置的大型化，原油劣質(zhì)化、重質(zhì)化程度越來高，再生反應(yīng)的溫度也隨之提高，催化裂化裝置的運(yùn)行條件也越來越高。此外，隨著綠色環(huán)保理念被廣泛關(guān)注，石油化工企業(yè)也為了響應(yīng)國家要求，在催化裂化裝置中也增加了很多的煙氣脫硝、脫硫等措施，但是由于這些設(shè)施主要是通過專門的供應(yīng)商設(shè)計(jì)，對于催化裂化裝置的長周期運(yùn)行沒有進(jìn)行考慮，嚴(yán)重影響了裝置的長周期運(yùn)行水平。通過分析近年來影響催化裂化裝置長周期運(yùn)行因素，可以將其分為；反應(yīng)再生部門結(jié)焦、反應(yīng)襯里磨損脫落和裝置腐蝕、機(jī)組故障、閥門設(shè)備出現(xiàn)損壞、儀表電氣設(shè)備故障。

1.1 反應(yīng)及分餾部門結(jié)焦

通過分析最近幾年來石油化工企業(yè)中催化裂化裝置的實(shí)際工作情況，可以明顯的看到結(jié)焦問題是引起裝置非計(jì)劃停工的主要問題之一。裝置內(nèi)部結(jié)焦最為常見的發(fā)生在反應(yīng)器噴嘴上部、催化劑擋板部位、沉降器頂部和氣體出管口、分餾塔底部、反應(yīng)器出口等部位。隨著催化裂化裝置運(yùn)行發(fā)生波動(dòng)時(shí)，沉降器內(nèi)部的結(jié)焦出行焦塊掉落，逐漸堵塞催化劑內(nèi)部的循環(huán)通道，從而造成催化裂化裝置停止工作。而分餾塔底部的結(jié)焦會(huì)直接堵塞內(nèi)部油漿的出口管部分，導(dǎo)致油漿泵抽空現(xiàn)象產(chǎn)生，從而嚴(yán)重影響了分餾塔進(jìn)料狀態(tài)的熱量轉(zhuǎn)換。除此之外，隨著渣油比率的增加，原油的劣質(zhì)化和重質(zhì)化程度加劇，裝置的運(yùn)行條件隨之增加，設(shè)備內(nèi)部結(jié)焦傾向變大，從而嚴(yán)重影響了催化裂化裝置的長周期運(yùn)行。

1.2 反應(yīng)部分襯里磨損脫落和裝置腐蝕

在催化裂化裝置中，由于反應(yīng)再生系統(tǒng)中具有高溫因素以及物料中含有固體小顆粒的快速流動(dòng)，也就直接導(dǎo)致了反應(yīng)器以及再生器內(nèi)部出現(xiàn)磨損和襯里磨損、脫落、開裂以及高溫腐蝕等現(xiàn)象。其中襯里變形時(shí)反應(yīng)再生系統(tǒng)中最為常見的故障，通常發(fā)生在殼體結(jié)構(gòu)、旋風(fēng)分離器、主體風(fēng)分布管等部位。殼體結(jié)構(gòu)襯里脫落會(huì)直接導(dǎo)致殼體的金屬管壁溫度超過標(biāo)準(zhǔn)溫度，有可能會(huì)出現(xiàn)殼體遭高溫腐蝕穿孔，催化裂化裝置運(yùn)行安全無法得到保障。除此之外，由于原油重質(zhì)化、劣質(zhì)化嚴(yán)重，對于催化裂化裝置的腐蝕性也逐漸增加。主要表現(xiàn)在分餾塔頂結(jié)鹽和腐蝕現(xiàn)象，以及分餾下部的硫腐蝕現(xiàn)象。

1.3 大機(jī)組故障

在催化裂化裝置大機(jī)組中，主要包含了主風(fēng)機(jī)、煙機(jī)、氣壓機(jī)以及增壓機(jī)等，大機(jī)組對于裝置有著至關(guān)重要的作用，大機(jī)組的運(yùn)行狀況是影響催化裂化裝置的關(guān)鍵因素。但是在大機(jī)組實(shí)際運(yùn)行中，由于一些安裝不到位、不平衡、變形等因素導(dǎo)致大機(jī)組出現(xiàn)異常震動(dòng)、密封故障、儀表故障、潤滑油系統(tǒng)以及工程系統(tǒng)小戶型故障。在大機(jī)組中，煙機(jī)的工作環(huán)境以及工作條件都相對較差，煙機(jī)也很容易受到顆粒煙氣的影響，從而出現(xiàn)葉片變形，影響裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.4 閥門及特殊設(shè)備故障

在催化裂化裝置中，煙氣膨脹節(jié)、取熱器、滑閥等設(shè)備是出現(xiàn)故障率最高的，也是影響裝置長周期運(yùn)行的重要一環(huán)。煙氣膨脹節(jié)主要是由于煙氣中具有二氧化硫等將強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)，導(dǎo)致點(diǎn)蝕穿孔、腐蝕開裂等現(xiàn)象。取熱器則是由于局部的換熱管中由于催化劑具有較強(qiáng)的腐蝕性導(dǎo)致管道穿孔，再生器的壓力無法溫度?；y的故障可以分為閥板不靈活、滑道受到嚴(yán)重腐蝕、閥桿斷裂、液壓系統(tǒng)故障等問題。

1.5 電氣設(shè)備故障

水電氣風(fēng)系統(tǒng)是催化裂化裝置實(shí)現(xiàn)長周期運(yùn)行的前提條件，特別是電壓因素，在裝置運(yùn)行過程中，一旦出現(xiàn)低壓晃電，就對導(dǎo)致油漿泵以及原料泵不運(yùn)轉(zhuǎn)，裝置因此停止生產(chǎn)，而高壓晃電則會(huì)導(dǎo)致主風(fēng)機(jī)直接停止工作。蒸汽品質(zhì)也是影響裝置長期運(yùn)轉(zhuǎn)的因素，其品質(zhì)的高低不僅會(huì)影響原料的霧化情況，還影響了汽輪機(jī)工作效率。除此之外，壓縮空氣內(nèi)壓力出現(xiàn)下降不僅會(huì)直接導(dǎo)致啟動(dòng)蝶閥開關(guān)出現(xiàn)故障，還會(huì)出現(xiàn)儀表信號失靈等現(xiàn)象。

2 加強(qiáng)設(shè)備管理提高催化裂化裝置長周期運(yùn)行水平的措施

2.1 減小結(jié)焦程度

由于催化裂化裝置的工作特點(diǎn)，其內(nèi)部的結(jié)焦也是無法避免的，通過采取一些措施來有效減緩裝置內(nèi)部的結(jié)焦程度是尤為關(guān)鍵的。首先通過對原料進(jìn)行優(yōu)化，將原料中的渣油和蠟油進(jìn)行分類，減少對于催化裂化裝置影響較大的渣油比率，還要控制原油中重金屬、殘?zhí)己?，減少油漿回練過程，這樣可以有效減緩結(jié)焦程度。其次。對于提升管入口部位的結(jié)焦可以通過提高原油的預(yù)熱溫度以及蒸汽溫度和催化劑溫度，這樣可以使原料和催化劑在接觸前就擁有一個(gè)溫度較高活塞流，有效減少了返混。還可以使用品質(zhì)較高的高霧化噴嘴，有效保障了原油和蒸汽量霧化程度符合標(biāo)準(zhǔn)，這樣可以防止提升管入口部門出現(xiàn)結(jié)焦。再次，在提升管出口處設(shè)置高效快分，可以有效減少油氣在二次反應(yīng)，減緩沉降器內(nèi)部的結(jié)焦。最后，控制分餾塔底的溫度，可以有效減少油漿在分餾塔底內(nèi)的停留時(shí)間，減緩分餾塔底內(nèi)的結(jié)焦。

2.2 防止反應(yīng)部分襯里損壞和腐蝕現(xiàn)象

催化裂化裝置內(nèi)部的反應(yīng)再生系統(tǒng)的運(yùn)行狀況和使用壽命，都和襯里結(jié)構(gòu)、襯里材料以及襯里的施工和養(yǎng)護(hù)有著緊密聯(lián)系。在其施工及養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)當(dāng)考慮施工的工藝、熱膨脹以及操作條件并且嚴(yán)格根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行襯里結(jié)構(gòu)和材料的選擇。材料必須要符合要求，必須要經(jīng)過嚴(yán)格的檢驗(yàn)，確保質(zhì)量過關(guān)。首先要加強(qiáng)襯里的施工質(zhì)量，對于設(shè)備的開口、過渡段以及異形結(jié)構(gòu)都要使用保溫釘進(jìn)行加密工作，在進(jìn)行襯里修復(fù)工作前，要將一些二變形、脫落、鼓包的破舊襯里進(jìn)行清除，新襯里和舊襯里的接縫處使用保溫釘進(jìn)行加密，在施工完成后還要進(jìn)行驗(yàn)收，確保襯里施工符合標(biāo)準(zhǔn)，通過加強(qiáng)襯里的材料選擇、施工、以及養(yǎng)護(hù)過程可以有效減少裝置內(nèi)部襯里損壞現(xiàn)象。其次，對于裝置內(nèi)部再生器以及分餾塔底腐蝕開裂現(xiàn)象，可以通過控制再生煙氣內(nèi)的過剩氧含量，提高殼體壁溫使其在煙氣露點(diǎn)之上，可以有效防止開裂現(xiàn)象的出現(xiàn)。再生器的材料選擇上，可以選用抗腐蝕較強(qiáng)的殼體材料，并涂抹抗腐蝕涂層，提高材料的抗腐蝕性和抗開裂。除此之外，對于裝置內(nèi)部的二氧化硫類的腐蝕性，可以通過增加管道和設(shè)備的材料質(zhì)量，通過涂抹抗腐蝕涂層或者機(jī)械能熱處理，并且還可以對于裝置運(yùn)行增加腐蝕監(jiān)測環(huán)節(jié)，通過觀察腐蝕的效果，估計(jì)未來腐蝕發(fā)展趨勢，并對裝置中的腐蝕隱患進(jìn)行處理，可以有效杜絕腐蝕原因造成裝置設(shè)備損壞。

2.3 增加大機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性

大機(jī)組對于催化裂化裝置的作用不言而喻，增加大機(jī)組的運(yùn)行安全可靠性，就是提高裝置長周期運(yùn)行水平。首先要嚴(yán)格執(zhí)行大機(jī)組的設(shè)備管理制度，在操作過程中對于運(yùn)行參數(shù)的要平穩(wěn)調(diào)整，減少參數(shù)過快變化。其次加強(qiáng)三旋的控制環(huán)節(jié)，通過控制再生溫度，可以有效杜絕煙道內(nèi)出現(xiàn)尾燃現(xiàn)象，通過控制煙氣中催化劑的濃度，防止了較大面積的固體顆粒進(jìn)入到煙機(jī)當(dāng)中。最后還要加強(qiáng)對于大機(jī)組的檢修工作，提高檢修質(zhì)量，消除運(yùn)行中可能出現(xiàn)的安全隱患。

2.4 加強(qiáng)對于閥門以及特殊設(shè)備的維護(hù)工作

對于裝置中的滑閥故障，要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行解決，首先在滑閥的制造以及安裝環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)考到滑道內(nèi)的熱變形和間隙問題，閥板的開度要適當(dāng)合理，可以有效減小沖刷磨損，其次在反吹風(fēng)中加入孔板，防止閥桿磨損，閥桿的材料可以使用材質(zhì)較好的金屬合金，例如堆焊硬質(zhì)合金，通過材料提高軸封的緊密性。最后，還要控制液壓油的質(zhì)量，杜絕沒有達(dá)到要求的液壓油進(jìn)入到系統(tǒng)中，保障液壓動(dòng)力系統(tǒng)的可靠性。除此之外，對于煙氣膨脹節(jié)的腐蝕現(xiàn)象，通過選用材質(zhì)較高的材料，提高煙氣膨脹節(jié)的耐腐蝕性，而且對于煙氣膨脹節(jié)中冷凝環(huán)節(jié)要做好，要防止溫度過低造成內(nèi)部煙氣出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象，可以對煙氣膨脹節(jié)進(jìn)行保溫或者提高壁溫的方式，防止煙氣冷凝從而減少腐蝕現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3 結(jié)語

總而言之，催化裂化裝置的長周期運(yùn)行水平是直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，通過加強(qiáng)設(shè)備管理，提供裝置的長周期運(yùn)行水平。這就需要原料進(jìn)行合理控制，減緩設(shè)備內(nèi)部結(jié)焦、提高設(shè)備維護(hù)及運(yùn)行管理水平、消除裝置運(yùn)轉(zhuǎn)中的隱患、加強(qiáng)電氣設(shè)備管理，從而實(shí)現(xiàn)裝置長周期運(yùn)行水平的目的。