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          催化裂化油漿系統運行中的問題及對策

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          點擊次數:920 更新時間:2022年11月08日10:49:38 打印此頁 關閉

          催化裂化油漿系統運行中的問題及對策

          摘要:針對催化裂化油漿系統在滿負荷狀態運行時出現的問題進行分析 ,提出了解決問題所采取的對策。

          關鍵詞:催化裂化 ; 油漿 ; 沖洗油 ; 結焦

          油漿系統的結焦問題是制約裝置長周期運行的 主要因素之一 ,如何保證油漿系統在生產運行中的平穩 ,避免因結焦堵塞造成裝置非計劃停工搶修 , 原油田石油化工總廠在這方面做了有益地探索 , 做了大膽地嘗試 ,取得了較好的效果。

          1.概況中原油田石油化工總廠自 2014 9 月開工后不久 ,油漿泵就出現了晃量的趨向 ,但各換熱器壓降正常 ,基本上能滿足工藝的需求 ;但隨著運行周期的延長 ,油漿系統經常地出現問題 : 塔底溫度上漲 , 換熱器壓降增大 ,取熱效果變低 ,下返分布器堵塞嚴重等 ,對這些問題如果處理不當或處理不及時 ,可能導致油漿系統的癱瘓 ,被迫停工搶修。由于工期緊 ,檢修時間短 ,沉降器、油氣大管線、整個油漿系統存在問題沒有得到徹底解決。進料后 不久 ,油漿泵出現晃量 , 及時倒泵清理油漿泵過濾 ,發現有許多大的硬焦塊 ,懷疑沉降器或油氣大管線中的松動使焦塊被油氣帶到了泵的入口。

          2.結焦堵塞的原因分析催化裂化反應同時伴隨著熱裂化反應和過裂化反應 ,熱裂化反應的存在使反應后的油氣中含有不飽和雙烯烴 ,經過芳構化 , 易縮合成多環芳烴 , 發生生焦反應 ,反應起始溫度 100~200 ℃,而油漿系統中的溫度一般都超過 200 ℃;另一方面 ,提升管出口油氣中尚帶有部分有一定活性的催化劑 , 油氣還存在一定程度的過裂化反應 ,最終生成焦炭 ,部分被帶到分餾塔。多環芳烴屬于結焦前身物 ,而油漿是多環芳烴含量最高的成分。在高溫條件下 , 多環芳烴、膠質、瀝青質脫氫聚合條件成熟 ,產生一系列芳烴自由基 ,后者相互結合形成分子量更大的縮合物 ,直至焦炭。油漿中各類不飽和烴在高溫下 , 由氧和金屬引發催化作用 ,通過自由基鏈反應而產生高分子聚合物。隨著聚合物和 縮合物的分子量不斷增大 ,在介質中的溶解度逐漸降低 ,析出后粘附在設備表面。特別是它加劇了催化劑粉塵的沉降累積速度 , 當其速度大于油漿流速 ,系統產生結焦 。同時由于其粘度大 ,在塔、管線、換熱器或線速較低的部分容易掛壁形成沉積 ,在管線附近形成一層滯流層 , 特別是到了后路 , 壓力變 ,流速變小 ,油漿換熱后溫度變低 , 油漿停留時間變長 ,都能促使生焦。導致油漿系統結焦堵塞的原因主要包括反應處 理量、兩器差壓及燒焦效果、沉降器旋分效果、回煉 比、油漿的化學組成及性質、分餾塔底溫度、油漿停 留時間及流動狀態、換熱器設備管道 及閥門選用、操作條件等。

          3. 采取對策

          3.1維持反應平衡

          2014 9月開工以來 ,兩器差壓、燒焦效果、沉降器旋分效果、增大處理量等的操作維持平穩 ,保證了大量的催化劑不被帶到分餾塔。

          3.2定期、及時清理油漿過濾網

          2012年 5月我們給油漿泵增加了入口過濾網 ,3.32014 9月增大過濾網面積。一旦系統出現晃量 , 及時倒泵清理。過濾網保證后路油漿無大的焦塊攜 ,減少后路結焦幾率。

          3.3嚴格控制底塔溫度

          2014年下半年開始 ,裝置基本處于滿負荷狀態運行 ,塔底溫度一般在 360 ℃以上 ,塔底、各油漿換熱器、下返分布管易結焦 ,特別是油漿蒸汽發生器和下返分布管。為控制好塔底溫度 ,我們主要采取以下措施 :

          3.3.1適當提高處理量

          對溫度、壓力、流量的控制必須應滿足所用設備 的使用條件要求 ,設備不應在設計條件的臨界狀態下運行。

          3.3.2優化操作參數 ,提高苛刻度

          采取較高的反應活性、反應深度及原料預熱溫 , 提高燒焦效果 , 盡量減少回煉比 。由于處理量 ,平衡催化劑活性 62 左右已顯偏小 , 回煉油罐液位超高 ,所以回煉比也大 ,從而提供給分餾過多的熱 ,導致塔底溫度高 。 10~ 15 天卸一次平衡劑 , 后通過小型加料器補入新鮮催化劑 , 以增加反應活 ,加料時間由每半小時 40 s提高到 60 s, 既能滿足生產需要 ,又不浪費新鮮劑。反應溫度由 505 ℃提高到 508 ℃,增加了反應深度。原料預熱溫度也由200 ℃提高到 210 ℃, 提高霧化效果 , 改善產品分 , 降低油漿溫度。每班加一袋助燃劑 , 改善燒焦。這些措施的實施 ,使回煉比由 0. 45降到 0. 25以下 , 為優化油漿系統的操作創造了條件 。

          3.3.3控制熱渣油量

          以前加工量不足 , 熱源不夠 , 需要熱聯合裝置 ; 目前處理量大 , 自身產生的熱源已足夠 。2015 1 27日熱渣油溫度對油漿溫度的影響見表 1。

          1熱渣油的溫度對油漿溫度的影響

          熱渣油溫度 / ℃  85. 67    95. 52    83. 59    96. 68    103. 25

          油漿返塔溫度 / 260.  1   266. 94  259.  16  265. 45  270.  88

           

          熱渣油和油漿換熱 ,熱渣油溫度越高 ,油漿放熱越少 ,油漿返塔溫度越高。冷渣油溫度在 83 ℃左 ,采用熱聯合裝置就會對塔底溫度造成影響。

          3.3.4嚴格控制

          嚴格監控各個油漿換熱器壓降、下返塔量、油漿 蒸汽發生器上水量。油漿循環系統應保證足夠的油 漿循環量 ,才能把多余的熱量取走 ,使過熱油氣變成飽和油氣。若發生不暢或堵塞 ,可使用沖洗油。

          3.4完善的日常維護制度

          3.4.1 每周對油漿系統進行一次無限流沖洗

          由于調節閥的閥位經常處于某個狀態 , 閥后區域流速較慢 , 易沉積結焦 , 彎頭改變流速后 , 也易形成流速緩慢的區域 , 通過對調節閥 FV216、FV205、TV216A 全開、全關 ,對油漿系統進行大流量無限流沖洗 ,使調節閥閥后區域得到沖掃 ,沖走積聚的比較疏松的附著物 , 防止結焦。通過觀察底溫和油氣溫度變化情況 ,判斷整個油漿系統的通暢情況。

          3.4.2監控油漿性質

          嚴格監控油漿性質 , 定期測定油漿密度和油漿固含量。油漿連續外甩量占 日處理量的 3.  0 %右。油漿固含量在 0. 6 %以下 ,則切除油漿回煉 。

          3.4.3減少油漿在塔底的時間

          減少油漿在塔底的停留時間 ,規定塔底液位控制在 30% ~50% (浮球液位 ) ,使油漿在塔底的停留時間為 3 ~4 min , 以增加油漿的流動 ,減少生焦 ;時密切注意塔底攪拌、蒸汽壓力、溫度、流量等 , 防止塔底形成死區。

          3.4.4控制油漿系統最大循環量

          實行油漿系統最大循環量控制 ,減少油漿在管線及換熱器內的停留時間。下返塔實施最大流量控 , FV216全開 , 同時保證在過熱段洗滌反應油氣 , 通過調節 TV216A  FV205 保證循環量 ,有時甚至開兩臺泵保證循環量。研究證明 , 當油漿系統中油漿線速達到 1. 5 m / s時 ,能有效抑制結焦。

          4. 結束語

          2014 9月開工到現在 ,裝置在滿負荷狀態下運行 ,盡管運行過程中油漿系統出現了許多問題 , 但經過我們采取以上措施及時處理 , 問題得到了有效控制。

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