油漿過濾技術在催化裂化裝置上的應用
隨著催化裂化加工原料重質化，催化油漿產率越來越大，如何解決外排油漿問題尤為重要。催化油漿的性質極為特殊，組分以稠環芳烴為主，一般不帶有長側鏈，平均分子量很大，在500左右，比減壓渣油略輕，很少再用來做原料油。大多作為燃料油組分油使用。由于油漿內含有一定量的固體物雜質(主要是由催化劑顆粒及附著在催化劑上的膠質和瀝青質組成)，較多的固體物不但加劇了對管線和設備的沖蝕，而且還會有堵塞爐嘴的危險。嚴重影響了燃料油的質量。因此，若能將油漿中的固體物過濾掉，就會改善油漿的品質，用途變得更加廣泛，從而提高油漿產品的附加值。油漿過濾器是一種能夠將油漿中5μ以上的固體物過濾下來的連續化操作的固液分離設備。 1 裝置現狀 中國石油化工股份有限公司天津分公司(簡稱天津分公司)催化裂化裝置設計能力1．3 Mt／a。原料以直餾蠟油(VGO)為主，另摻煉20％的焦化蠟油(CGO)和l8％的減壓渣油(VR)。目前原料殘炭實際為0．6％，略低于設計水平。反一再系統采用美國環球油品公司UOP技術，兩器為同高并列式，反應器采用MIP工藝技術。再生器形式為前置燒焦罐式，催化劑在燒焦罐內完全再生。 平穩操作期間催化裝置油漿固體物含量為6-9 g／L，密度為1 020~1 060 kg／m 。油漿固體物含量高，品質差，多年來出路問題一直是生產難題。只能小比例作為燃料油組分油或焦化原料組分油。隨著加工原料的重質化和油品資源的緊缺，油漿產品的綜合利用與開發被提到議事日程。技術關鍵就是要解決外排油漿的固體物含量超高問題。為此。天津分公司技術部門在充分調研的基礎上。于2003年決定在催化裂化裝置新建1套具有專利技術的油漿過濾器系統。 2 油漿過濾器系統的應用 2．1 系統簡介 天津分公司催化裂化裝置選用的過濾器是美國MOTr冶金公司制造的液固分離裝置。主要用于過濾催化裂化外甩油漿的固體催化劑顆粒。以改善油漿品質。該系統由2個IJSI型過濾器組成。每個過濾器由殼體和61根濾芯(選用特定不銹鋼材料經分級和燒結制成的微米級成型濾材。經專門技術加工而成的一端開口的多孔金屬元件)組成。含有催化劑固體顆粒的油漿進入濾芯內向管外流動，催化劑固體顆粒被滯留在濾芯內表面。隨著催化劑顆粒的不斷積累。濾餅厚度增加。過濾器油漿出入口差壓隨之上升。當差壓上升到設定值時(或到達時間設定值時)，引干氣以反向流動方式將過濾出的催化劑顆粒從濾芯內表面沖洗掉．送入濾餅回收罐。過濾后的澄清油漿送出裝置。整個過程分時間和差壓控制兩種模式，可完全在程序控制下自動完成整個過程，流程見圖1。
主要設備：2臺引進的過濾器是技術核心，另有干氣罐和濾餅罐及氣體放空緩沖罐各一臺。共有17個程序閥門參與程序控制。主要工藝控制關鍵點：過濾器正向差壓任何時刻不得大于0．7 MPa。過濾器反向差壓任何時刻不得大于0．4 MPa，濾餅罐液控設5％報警下限，防止壓空。 2．2 過濾器運行效果 油漿過濾器系統設計能力為8 t／h，在經歷了安裝、吹掃、試壓、程序調試后于2003年3月投入運行，總體運行平穩。但初期也遇到過一些問題，如2個過濾器的卸料閥因開關不到位影響了卸料效果；濾餅罐定壓值給定偏低，影響正常的濾餅壓送。2003年7月曾發現過濾后油漿固體物升高，過濾器差壓變小，直至2004年3月裝置停工改造時過濾器停運，打開檢查發現，每組過濾器都有1根濾芯被壓破。2004年4月再次投入運行后一直到2005年5月裝置停工：濾芯清洗后于2005年8月再次投入運行。 該過濾器在正常生產時油漿過濾前后數據對比見表1。
從表1可以看出，過濾前的油漿固體物含量通常在6~10 g／L，而過濾后的油漿固體物用儀器檢測不出來，過濾效果好。 3 油漿過濾器在運行中問題及解決辦法 3．1 澄清油漿的去處 一是將澄清油漿送至常減壓裝置常壓塔底，在一定程度上提高常壓蠟油的拔出率。二是將澄清油漿經冷卻后送至罐區，可用來調整燃料油。 3．2 濾餅的去處 方案一：濾餅用干氣壓送到原料油緩沖罐(或回煉油罐)，經稀釋后打入提升管反應器。 方案二：濾餅直接用泵打入提升管反應器。天津分公司催化裂化裝置采用了方案一。比較一下這兩種方案。可發現各有利弊。在方案二中。由于濾餅量少。如果不能解決連續供應的問題，周期性進料勢必會影響提升管反應器的操作，造成反應溫度和壓力的周期性波動。進而影響到分餾塔和氣壓機的平穩運行。在方案一中。濾餅進入原料油緩沖罐后被稀釋上百倍以上。混合原料中催化劑顆粒含量并不高，對換熱器影響不大。油漿過濾器投用后連續運行13個月。原料油換熱器管束并沒有出現堵塞的跡象。不利之處主要是會對原料油泵造成一定程度的磨損，需要對原料泵進行保護處理。原料泵增加了端面封油，很好地解決了原料泵的保護問題。 3．3 濾芯的保護 過濾器的長周期運行關鍵取決于濾芯不破損。濾芯是由許多不規則的碎鐵屑燒結而成，因而其所能承受的壓力就受到限制，尤其是反向(從外向內)壓力更不能超高。反沖洗壓差如果超過0．5MPa。就有壓破濾芯的危險。為保護濾芯，在開工初期進油漿前較好用回煉油進行充分預熱。預熱過程中要注意避免偏流，用手閥卡量，確保每臺過濾器都能預熱充分。必須避免在殼體壓力大于0．45 MPa的情況下打開卸料閥進行反沖洗。如果進出過濾器的閥門出現泄露，濾餅罐液位在反沖洗時明顯上升，也有可能造成反沖洗前殼體壓力大于0．5 MPa。如現場發現殼內壓力過高，應先打開回煉油出口閥將壓力降到安全值，再檢查分析殼內壓力突然升高的原因。 3．4 濾芯的清洗 濾芯長時間使用會有部分雜質堵塞濾孔，影響過濾效果。目前國內已能夠對濾芯進行超聲波清洗．使濾芯恢復到原來狀態。中國石化長嶺煉油化工有限公司研究出以溶劑除油、烘烤除垢、催化轉性、酸洗和超聲波清洗相結合的清洗工藝和藥劑，應用效果很好。 2005年6月．在裝置檢修期間將濾芯運送至大連進行清洗，過濾效果恢復很好。 3．5 濾餅罐的防堵塞問題 由于濾餅內含有較多的油漿固體物．在過濾器運行期間，部分濾餅會沉積在濾餅罐底部。造成濾餅罐底出口堵塞。輸送濾餅的管線也會出現堵塞現象。在濾餅罐底部接了一條反沖洗用柴油線，定期對濾餅罐進行出口反沖洗，解決了濾餅堵罐問題。 3．6 過濾器的壓差測量問題 油漿過濾器的自動控制方式一般可分為壓差控制和時間控制。對過濾器而言，理想的控制方式為壓差控制。但由于油漿和回煉油的溫度較高(300℃左右)，使得壓差控制一般很難實現。在壓差測量點處使用耐高溫膠可解決壓差測量不準的問題。 3．7 油漿攜帶瓦斯的預防 油漿過濾器反方向沖洗用瓦斯控制閥會出現關不上或關不嚴的現象，這種現象是很危險的，會有一定量的瓦斯隨澄清油漿進入到下游裝置(罐區等)，容易出現H2S中毒或設備超壓等事故。因此，生產中要密切監控油漿過濾器控制系統，注意閥位回訊情況，也要加強現場巡回檢查。對于下游裝置應提前告知，以防止事故的發生。 4 澄清油漿的綜合利用 對澄清油漿的合理利用能提高企業的經濟效益。將澄清油漿送入常減壓裝置的常壓塔底，可在一定程度上提高常壓蠟油的拔出率。標定表明能提高1．5％。也可將澄清油漿經冷卻后送至罐區，可用來調和18 燃料油。澄清油漿是延遲焦化裝置生產針狀焦較好的原料，由于針狀焦可以制作電極，因此市場價格較高，且市場需求較大。目前，天津分公司延遲焦化裝置只能生產普通焦。若能改造生產針狀焦，澄清油漿的價值將會有更好的體現。另外。澄清油漿的組分多為稠環芳烴和烯烴，組分雖重．但分子量大小相對集中。如果能繼續處理。還可進一步轉化為高附加值產品。如用來生產樹脂、高溫粘結劑和摩擦材料等(新鄉市利菲爾特公司為您提供)
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