催化裂化装置运行存在的问题与改造措施分析

袁波

【摘 要】新时代的来临给各个行业都带来了巨大冲击，炼油行业也不例外。在当前激烈的市场竞争形势下，各个石油企业都在想方设法节能创收，增加企业经济效益，从而提升自身市场竞争力。而催化裂化装置作为炼油过程中的核心设备之一，其性能的优劣，将直接决定整体炼油工作成效。所以，本文基于相关文献研究以及自身多年工作实践情况下主要就催化裂化装置运行存在的问题与改造措施展开分析，以供参考。

【关键词】催化裂化装置;节能优化;改造;措施

1 催化裂化装置运行中存在的问题分析

就目前大部分炼油厂的催化裂化装置运行状况来看，主要存在以下几方面问题：其一，余热锅炉的过热能力有限，导致一些中压饱和蒸汽不能过热减压进入低压蒸汽管网，最终余热锅炉的排烟温度就会呈现出过高状态，无法获得理想的热能回收效率，从而形成大量的能源浪费，无形中给炼油企业增加了很多经济负担。此外，以往的余热锅炉因为技术限制，所以运行压降普遍都偏高，这也是导致能源回收率低的重要原因之一。其二，以往的余热锅炉入口烟道水封罐和辅助燃烧室的运行压降也存在普遍偏高现象，导致烟机焓降比较低，这不仅会影响能源的回收效率，同时还会致使催化裂化装置主风机耗能偏高。其三，针对该装置中的烟机而言，其运行效率较低，难以满足该装置优化改造的要求，这主要与烟机叶片等设备技术落后有关，使得烟机的运行速度有所下降，难以进行烟气的高效回收，而且主风机组也需要进行补电。其四，油浆蒸汽发生器部位也容易出现问题，导致中压蒸汽无法生产。而这主要与设备制造不过关等因素有关，进而造成泄漏，难以生产中压蒸汽，只能进行低压蒸汽的生产，不利于蒸汽的梯级利用。

2 催化裂化装置改造措施

2.1 余热锅炉整体改造

具体改造过程中，首先，将原有的余热锅炉给予拆除处理，结合拆除的锅炉的原有位置，建设一台新的锅炉设备，在此基础上进行安装SCR模块，以起到避免正压泄漏的作用。新建锅炉的安装设计中，决定采用竖井结构形式，其刚构架为6根立柱形式，是一种全支撑结构体系;压力设计形式为正压设计，其烟气耐压值在15k Pa以上，通过这种设计形式便能够满足SCR系统模块中对脱硝、尾部脱硫的要求，使其能够克服烟气产生的阻力，进而保障系统结构的密封性，避免泄漏烟气大等现象产生。改造过程中，设备模块均采用箱体结构，这利于提高锅炉制造及安装过程的质量，同时还利于节省安装施工的时间;锅炉改造后，添加了给水预热装置，预热装置可以将省煤器上的水温升高超过140摄氏度，并给予防止露点腐蚀处理，保障余热锅炉的长期稳定运行。另外，还设置了高校的吹波器设备，可以有效降低堆灰的风险。还在系统中配置了DCS测量点，实现对系统运行的监测，确保运行质量，维修效率。

2.2 更换新型余热锅炉入口烟道水封罐、辅助燃烧室降低系统压降

改造后的低压降辅助燃烧室与以往类型的燃烧室存在明显的区别，具体而言包括以下几点：（1）风口形狀的改变，信息余热锅炉的主进风口由于以往的圆形改为扁圆形锥状扩展口，这增加了通风道面积，进步避免了风口压降过大现象的形成。（2）加装了可调节的挡板，这种挡板的作用主要是对二次风的调节和隔离，挡板为轴对称挡板，可以起到提供可靠风力的作用。（3）二次风空气流道加宽，这种风流道的面积与主流道面积相近。以上设计最终能够起到系统节能的目的。其特征在于密封装置置于水封罐体内部，具有一开启位置和一关闭位置，密封装置在开启位置和关闭位置之间移动。当水封罐作为烟气通道不截断时，由于密封装置处于开启位置，使烟气在水封罐中平滑流动，避免折流和小角度涡流现象的产生，有效地降低了系统压降。

2.3 烟机改造

在烟机改造的这一环节中，主要是在烟机当中安装了一种新型的马刀形动叶片，这种叶片具有节能高效的特点，生产厂家应用了当下最为先进的设计理念。首先，烟机使用的是一对一的设计方式，收集现场数据，根据安装现场的实际情况，进行针对性的安装设计;其次，烟机的设计中应用了多种先进技术，CFD技术就是一种重要体现，可以为烟机设计三维有黏气动装置;最后，动叶片应用的是弯扭复合叶型设计方式，最大的不同之处在于，从原来的简单扭转变为弯扭复合，使静叶片以及动叶片能够完全适应匹配，形成一种流动性较好的气动装置，能够减轻气流和叶片之间的作用力，保持烟机流道中的气体流动顺畅，换气性好，能将烟气充分循环回收。

2.4 油浆蒸汽发生器改造

油浆蒸汽发生器是系统中非常重要的一种装置，对系统的运行有很大的影响。因为传统的油浆蒸发器有较大的使用问题，在管板处的压力较大，对产生的气泡很难脱离，容易引发管体的振动，可能会导致管体的变形和泄露，最终形成的只是低压蒸汽，并不能形成高压气体，显然已经不能满足系统的正常运转，为了改善这种情况，而且同时要做好节能减排的工作，可以把原来用的油浆蒸发器变成釜式蒸发器。与油浆蒸发器相比最大的优势在于，壳层的区域比较宽阔，而且容易脱离气泡，避免因为热力而导致的管束变形和泄露，最大程度的保证了装置的稳定和安全。

2.5 气压机入口和出口流程优化

在分馏塔顶油气冷却器第一阶段水冷后增加了自控液封系统，将该部分凝油直接送去粗汽油罐，有效地降低反应至气压机入口压降。气压机出口管线消除绕行的U形弯，现改为出气压机经中间管廊直接至空冷，减少绕行100m。增加分馏顶循油与常压装置原料油换热流程采用顶循给一常压装置原料油加热的方式，通过装置输出低温位热量，既减少了常压装置燃料的消耗，同时也降低了装置循环水的消耗。

3 结束语

作为重要的炼油生产装置之一，部分催化裂化装置运行中往往会由于种种因素而出现问题，这不仅会导致生产效率受阻，同时产品质量也会因此而受到影响，因而我们就需要对其加以改造。

参考文献：

[1]王宇. 制约催化裂化装置长周期运行的问题分析及改造措施[J]. 石化技术，2018，025（005）：87-91.

[2]杨帆，黄德海，张思远. 催化裂化装置降低机组能耗措施分析及实施[J]. 中国设备工程，2020（4）：248-249.

[3]张俊猛，广进华，储南翔，等. 催化裂化装置设备运行优化分析[J]. 山东化工，2018，47（23）：135-138.

（作者单位：山东省潍坊市山东海化集团有限公司石油化工分公司）