中国石油四川石化有限责任公司 四川彭州 611930
摘要：文章将对四川石化催化裂化装置反应系统中各部位焦块的构成，以及结焦的具体原因进行详尽的分析，并相对应的提出一系列有效的抑制措施以及最大限度减少结焦情况发生的措施，提高催化裂化进料汽化率，同时改进催化剂的流动状况，以此来抑制或减少提升管进料喷嘴上方区域的结焦情况，确保催化剂合理的预提升线速和密度。针对沉降器顶部以及转油线的位置，防止油气中易结焦成分冷凝，以及减少反应油气在这些部位停留的时间，是减少结焦的关键所在。
关键词：催化裂化装置；结焦；抑制措施
引言
由于催化原料的重质化与劣质化，催化裂化装置以及管线的结焦，对催化装置长期正常运转产生了越来越重要的负面影响，值得关注的是，结焦的产生焦块会给装置的安全运行带来极大的安全隐患。如果结焦而引发非计划停工，将会给炼厂造成巨大的经济损失。因此，降低重油催化裂化装置结焦，对于重油催化裂化装置具有迫切的现实意义。
1重油催化裂化装置结焦的原因
目前的重油催化裂化生产，原油质量不高是导致生产装置结焦的重要原因。尤其是部分低劣质原油生产，使得结焦的情况就更加的严重[1]。四川石化重油催化原料主要为加氢渣油虽经过了加氢处理但原料的重金属含量，残炭，硫含量还是相当的高，低略质重油在生产中极易造成结焦现象的发生，究其原因是由于原料内部含有较多比例的杂质，蜡渣油的整体质量太差，进而在实际的生产中容易产生如下的问题：
(1)催化裂化装置入料的密度以及残碳的指标较高
(2)原料料中重金属物质含量较多
四川石化使用的重油原油原料其主要的性质如表一所示。
表一 重原油原料的主要性质
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除了生产原料的质量问题是生产装置结焦的主要原因以外，经过技术人员数年的技术研究与实践总结我们可以发现，重油催化裂化装置结焦产生的主要原因可以概括为两个方面：其一，生产中设备的结构不尽合理；其二，生产工艺不够成熟完善。
2对生产设备的整体结构进行合理的优化
降低重油催化裂化中结焦问题的产生，技术人员需要对其生产设备的结构进行更加优化完善的设计，其主要的优化措施如下：
强化生产设备的防结焦性能。想要实现生产设备防结焦能力的强化，对其具体的技术进行结构优化的主要措施，第一：把生产设备中的反应沉降器改造为单级高校的旋风分离器，以及内集气室的结构；第二：汽提段使用三段高效的汽提设备，以此来提升汽提的生产效率；第三：将原有的防焦蒸汽喷嘴进行二级孔结构的改造，以此来确保防焦的质量。
将大油气管线的保温设备进行改造。想要确保大油气线管道生产过程中的保温性能，技术人员对造冷壁的结构进行了将管线的有效内径进行了缩短。这种结构设计的主要作用在于：一方面，对于新型的冷壁结构的散热进行了有效的防护，减少了散热损失的发生；另一方面，缩短后的内径对大气油线的线速是一个有效的提升。并且，能够有效的进行降温，以及较少重油停留的时间。
优化分馏塔的设备结构。分馏塔是目前结焦问题最为严重的核心区域。所以，减少催化剂以及焦块易堆积的区域，从而使结焦的问题得到缓解是此次改造的主要目的[2]。对其进行结构优化的主要措施包括以下几个方面：首先，为了减少焦块堆积区域的存在，在分馏塔底机构的设计中，需要技术人员在阻焦器的外沿部位增设带有40个分布孔的环状盘管装置，其装置的孔径为1.5厘米，具体的形状为斜下向内、外部形态为45度的开孔；然后，在油浆下方的位置设置返塔引大致为30t/h的油浆，在塔底进行充分的搅拌。另外，为了提升结焦物质阻拦的效率，需要技术人员在设备结构的设计中将分馏塔底部阻焦器的高度由原本的80厘米调高至150厘米。
3降低重油催化裂化装置结焦的具体工艺
在重油实际的生产过程中我们发现，对其生产工艺的优化与规范操作，能够有效的降低生产过程中结焦的产生。因此，本次研究的主要内容，就是对其生产工艺进行完善优化的具体措施。技术人员在原有传统的技术基础上，进行了一下几个方面的优化研究。
将酸性水作为生产的终止剂。在这次优化的整体过程中，技术人员在提升管加设了四层喷嘴，并且，为了在减少注入终止剂后，设备的沉降器以及相关的设备发生结焦，技术人员将使用酸性水来代粗汽油，进行生产的终止。对于这一技术措施进行应用的主要原因包括两个方面：一是以水作为终止剂能够有效地提升目的的产品的收率；二是在实际的生产中，将水用作终止剂能够大幅度的提高反应沉降器与大油气线管道生产中水蒸气的分压，以此来有效的促进设备易结焦部分露点温度的降低，进而实现结焦问题的妥善解决。
在实际的生产过程中，对工艺的操作进行严苛的控制方法。在生产中发现，在实际的工艺操作中，采用苛刻的条件与方法，能够实现单程生产转化率的有效提高，从而减少结焦的产生[3]。因而在实际的生产中，一定要严格的注意工艺操作的规范，对具体的生产工作以苛刻度较高的操作方法进行。
对生产中混合进料的温度进行严格的控制。在重油催化裂化的生产中，应该严格的注意混合进料的温度，确保其黏度始终保持在5mm2/s以下。这一黏度指标是确保高效喷嘴产生较好雾化效果的关键，进而达到避免结焦产生的目的。
对进料中雾化蒸汽的量做好控制工作。其具体的实施措施主要包括以下两个方面：一方面，保证生产中水蒸气的雾化效果；另一方面，提高进料中的水汽注入量，以此来减少材料出现油分压的情况，进而保证重油大分子在生产的过程中能够充分的气化与裂化。在生产中进行进料，雾化蒸汽量需要保持在料量为9.0%的情况下，以便有效的抑制结焦情况的产生。
对预提升线速做好控制工作。在设备预提升段线的控制工作中，技术人员应该做到：在设备进料喷嘴的前端，应该为预提升段留有一定的距离，以此来加速并整流热催化剂的运行，提高料油传热的效率，并减少涡流问题的产生，确保良好的加热原始反应。并且，在实际的生产中将预提升线速持续控制在3.0m/s，同时将生产中预提升段催化剂的具体密度控制在200kg/m3。这一措施的目的是确保催化剂能够均匀的形成向上的活塞流，以此来降低防止催化剂返混。其次，这一措施有效的防止了液滴穿透催化剂层，进而使提升管壁的结焦问题得到妥善的解决。
结语
通过全文的分析我们可以得知，降低重油催化裂化装置结焦的核心，在于改善催化裂化进料的汽化率，以及强化催化剂流动的状况，以此来保障催化剂正常的预提升线速和密度。关于沉降器顶部以及转油线部位结焦的减少，其关键技术在于缩短油气中易结焦部分冷凝与反应油气在这些部位所停留的时间。由于重油的原料，将其全部完全进行汽化或裂化反应是非常困难的，因此难以避免结焦的产生。但是借助工艺的优化操作并积极的采取科学的防范措施，能够达到减少结焦的产生，进而使得装置的使用周期延长。
参考文献
[1]刘子杰,王澍,张磊,于兆臣.350万t/a重油催化裂化装置防焦对策[J].石化技术与应用,2017,35(04):311-313.
[2]米英泽.1.2Mt/a减压渣油催化裂化装置优化技术研究[J].能源化工,2015,36(02):35-38.
[3]武彦勇.1.4Mt/a重油催化裂化装置油浆系统运行问题分析及对策[J].化工管理,2014(14):174.