催化裂化装置反应再生系统控制及改进方案探究

亓玉坤 泥吉磊(青岛安邦炼化有限公司 266111)

引言

随着我们汽车工业的发展，汽油需求量也是日益增长。我国的商品汽油中约80%和商品柴油约30%都是由催化裂化工艺生产。为了使燃油经济性得到提高，在实际生产中催化裂化工艺有着重要的意义，对其工艺的研究也很有价值。在居高的原油价格下，如何使用低廉原料加工出优质产品，是炼化企业的最为关心的问题。因此，要加强催化裂化新技术的开发，以提高产品质量和企业的效益，这也是持续发展炼化企业的重要战略措施。

一、反应再生系统控制现状

反应系统

催化裂化装置的核心就是反应-再生系统。该系统分别由反应部分和再生部分两大部分组成。反应部分的主要构成有：

1.预提升段设置在提升管下端，使用干气或蒸汽也可混合两者使用作为提升介质。这样做的目的是加速再生器的再生催化剂的作用，使其均匀分布，提供一个理想的环境使催化剂能充分接触原料并反应；

2.根据回炼油、油浆、原料油的性质不同，进行多层进料喷嘴设置，进料位置和喷嘴形式的选择要恰当，这样对雾化效果的改善、产品收率的提高都有重要意义；

3.提升管温度控制系统，通过调节进料量、原料预热温度、催化剂循环量对提升管各个部分达到温度可控，也可注入终止剂在上部、注入汽油在提升管下部对提升管反应时间和出口温度进行控制；

4.安装油气分离系统在提升管出口，这样就可以快速分离反应后的催化剂与裂化油气，可以节省二次反应，油气快速分离沉降器进入了分馏塔；

5.汽提段，在沉降器内回收旋风分离器分离出的催化剂，在汽提段内将夹带的油气用过热蒸汽置换出来后进入再生器；

6.注入金属钝化剂设施，原料中重金属根据的不同的种类和含量，对钝化剂进行适当的选择，要防止催化剂中毒事件发生。

再生部分

再生器的作用是把结焦催化剂上的焦炭烧去使催化剂的活性，需的热量得以恢复。

1.设辅助燃烧室在再生器内，用于在生产过程中主风加热、升温再生器；

2.主风分布板，再生器内安装主风分布装置实现布风合理，使催化剂再生和流化效果正常；

3.再生器内安装两级旋风分离器，用于固气分离，可以有效的防止催化剂损失；

4.安装外取热器或者内取热器，把再生烧焦过程产生的过剩热量取走，以控制再生温度；

5.安装装卸催化剂设施，用于正常工况下和设备启停阶段，根据催化剂的活性变化情况，及时更新催化剂，使催化剂平衡活性得到合理控制；

6.再生器烧焦罐温度切换控制外取热下滑阀与外取热器流化风流量串级，烧焦速率与再生烟气氧分压成正比，氧分压是再生压力与再生烟气氧分子体积分数的乘积。所以提高再生压力可以提高烧焦速率。

二、反应再生控制系统改进

1.控制系统平衡

控制物料平衡，物料平衡是指各种物料进入与排出反应-再生系统的平衡，如单程转化率与回炼油比、原料与产品、烧焦与生焦、催化剂的损失与补充、供氧与需氧、气压机能力和气体产量的平衡等。

热平衡是指反应供热和需热之间的平衡，提供反应所需热量的主要途径是通过催化剂把再生器烧焦放出的热量循环传递到反应器，因此再生器和反应器应保持供热和需热的平衡，才能使反应温度和再升温度得到。根据原料油性质、对转化率的要求、生成方案和再生形式及烧焦放热速度的要求，并且综合考虑设备取热情况和主风量的影响来确定反应温度和再生温度，在操作中控制反应温度。最终使得再生器中再升温度之间达到热平衡结果。

2.反应-再生系统的控制方案

目前，有关催化裂化的控制方案几乎都是对反应温度、反应器藏量、再生器藏量、再生温度、再生器压力进行策略控制，这说明问题不是控制方案选择的不合理，而是理想化的设计方案与实际生产过程中现场条件发生较大的偏差。现将改进措施分析如下：

(1)低选控制的低选条件分析与改进

改进现场仪表的安装、检测条件，完善现场仪表的检测性能，提高现场仪表的可靠性和可重复性，为控制创造基础条件；改进组态方式，增加控制手段，实现两器平衡的多手段控制，对提高两器正常流化将起着重要的作用。利用反应器藏量(沉降器料位)料封可防止催化剂倒流的特点，以沉降器料位作为控制的低选条件，同样也可以起到两器平衡的保护功能；以各斜管推动力为参考值，在低选条件仪表失灵的情况下，把控制改为软开关切换控制，由操作工自主选择提升管出口温度(料位)或滑阀压降控制滑阀的开度，当低选条件满足时，再切换回原有控制模式。

(2)提升管流化催化裂化

在加热炉入口新鲜原料和回炼油汇合，在加热炉内温度升至360～400℃，与高温再生催化剂在提升管底部相遇，全部立即气化，并以极快的速度通过提升管反应器，反应时间为3～4s，反应温度为470～530℃。设两个以上的进料点在提升管下部不同的高度，使原料和回炼油在提升管内停留的时间有差异，经过顶部伞帽反应后的油气快速分离，大部分催化剂被迅速分离出，经两级旋风分离器油气与其携带的少量催化剂在此分出，经原料油喷嘴排出部分催化剂，进入分馏塔。

结束语

催化裂化工艺具有轻质产品收率高、较少投资、原料适应性强、较低操作费用、技术较成熟的优点，可以为炼油企业提供利润来源。同时还要进一步加大现场仪表运行条件的改善，彻底地整改反吹风带水，取压点堵塞等基础设施，满足现场仪表的运行环境，提高现场仪表的可靠性和稳定性，从而进一步提高装置的自动化水平，降低操作工的劳动强度，为装置的平稳、优化操作创造条件。

[1]·王欢欢．新能源在汽车动力装置中的延伸开发．[J]．科技导刊，2014(2)：5-7.

[2]·刘洋．催化裂化装置反应再生系统控制技术改进．[D]．山东科技大学硕士论文，2013年.