吴凡
（中石化股份有限公司天津分公司，天津，300270）
摘要：某催化裂化装置检修期间对再生器八组旋分器进行了原型更新，但开工后，催化剂单耗一直处于较高水平，通过分析排查，发现催化剂单耗较高的原因为再生系统跑剂所致，本文对该装置开工初期催化剂单耗较高的原因进行了分析探讨，对实际操作有一定指导意义。
关键词：催化裂化；催化剂；跑损；单耗
1 装置简介
该催化裂化装置现加工能力为1.3Mt/a，加工原料为加氢蜡油，采用MIP工艺，反再系统两器结构形式为同高并列式。
2 从开工初期到目前油浆固体物变化和加剂情况
该催化装置在检修过程中对再生器八组旋分器进行原型更新，旋分器料腿和翼阀利旧。装置开工后，催化剂单耗一直处于较高水平，催化剂平均单耗一直保持在1.0～1.2kg/t之间，该单耗情况下，系统藏量基本保持恒定，说明新更换的旋分器投用后没有出现明显的缺陷，具体的旋分效率可根据再生催化剂的筛分组成进行分析判断。在此期间，油浆固体物基本保持在6g/l左右，油浆固体物的密度变化趋势也不明显，从油浆固体物数据判断，催化剂在油浆中的带出量与上周期保持一致。截至7月20日，共加入系统新鲜催化剂234.1吨，平均单耗1.09kg/t。
催化剂平衡量计算：每天油浆中带走的催化剂0.85t/d；烟囱跑损量为1.21t/d。目前按照催化剂平均单耗1.09kg/t的加入量，再生系统各藏量和料位维持不变，则三旋旋分下的催化剂为：4.1-0.85-1.21=2.04t/d。
三旋出口的催化剂明显高于上个周期的水平，说明系统中大部分催化剂在再生器部位跑损，出现跑损的原因在后面进行分析。
3 工艺调整方面
开工后针对催化剂单耗高的问题在生产操作方面也进行了优化调整。
1）检查并调整再生器的用汽。确认一反和预汽提段采样吹扫蒸汽为关闭状态；关闭再生斜管处采样吹扫蒸汽副线，预计减少用汽1.5t/h；关闭燃烧油喷嘴雾化汽，关小喷嘴保护汽，预计减少用汽1 t/h；关闭Fv113开工用汽手阀。
2）投用提升管预提升干气，代替预提升蒸汽，以减少蒸汽对催化剂的影响。
3）6月24日向系统使用大型加剂将再生器料位从28%加至35%；25日又将再生器料位从35%加至40%，其中包括10吨平衡剂，造成第五周催化剂单耗高；第七周单耗高的原因是为了增产汽油，提高系统催化剂活性而提高催化剂消耗量。本周根据产品分布的变化情况降低装置加工量，降低催化剂消耗，增加剂油比，减少过裂化反应。
4）为了验证VQS过孔线速对催化剂破损的影响，计算目前操作状态下线速的计算值为18.79m/s（设计17～21 m/s）。由于油浆固体物变化不大，且处于正常值范围。
5）对再生器用风进行调整，主风量在89000～90000 Nm3/h工况下，松动点风量2000 Nm3/h，增压风10000 Nm3/h，水平段松动风1650 Nm3/h，通过计算再生器一级旋分器入口线速18.2m/s，处于正常范围。
4 催化剂单耗高原因分析
通过分析，催化剂单耗较高的主要原因为再生系统跑剂较多，对跑剂的原因从以下几个方面进行分析和排查：
1)开工用平衡催化剂的影响
开工使用的平衡催化剂含水量高，主要是在停工过程中由于待生滑阀卡塞，沉降器内蒸汽进入再生器造成平衡催化剂含水量高，开工后平衡剂的水热稳定性下降，系统细粉催化剂含量高，在旋分器效率一定的情况下出现催化剂跑损。另外，开工过程中为了维持系统热量平衡喷燃烧油造成催化剂出现热崩产生细粉也造成系统催化剂跑损。
2）新鲜催化剂物化性质的影响
在正常生产过程中，先后加入的长岭催化剂批次是1311系列、1310系列和1401系列。三个批次间催化剂磨损指数控制在1.0~1.5％之间、烧灼减量在11％左右、0-20μm的筛分在2%以内，各批次间物化性质差别不大。
3) 针对再生器旋分器和三旋系统的分析
对再生器一级旋分器入口线速进行计算，线速在18～19m/s之间，而旋分器入口线速在15～25m/s之间旋分器都能达到正常工况。因此，烟气入口线速对旋分器效率的影响很小。另外再生器稀相线速0.87m/s也在正常范围0.7～0.9m/s内。
三旋细粉筛分委托石科院进行分析，根据三旋出口细粉粒度数据分析，各组数据接近， 0-20μm筛分为99%以上，说明再生器一、二级旋分器效率在接受范围内，三旋效率处于正常水平。
从平衡剂的各筛分组成变化情况分析，石科院和长岭的分析结果基本吻合，其中0-40μm的筛分为10～12左右，在上周期跑剂期间该部分筛分的值只有10%左右，说明再生器一二级旋分器更新后，在排除细粉影响后总体效率是上升趋势。
综合三旋细粉和再生平衡剂的筛分组成分析判断，更新后的再生一二级旋分器和三旋系统工作状态正常，可以排除设备因素造成的催化剂跑剂。
4) 提升管VQS快分和沉降器三组单旋
本周期开工后；装置的加工量3750t/d左右， VQS出口线速15.65m/s，沉降器单旋入口线速19.76 m/s，提升管大孔分布板过孔线速19.38 m/s，各线速处于合理范围内。
沉降器三组单旋是按照油浆固体物≯6g/L设计的，目前油浆固体物含量平均控制在5～6g/l，与兄弟单位催化装置2～3g/l的水平相比还存在一定差距，不利于装置长周期安全运行。
5 结论
1）装置已经运行2个月，共向系统中加入234吨新鲜剂，考虑到本次开工使用平衡剂的特殊性，对总体藏量350吨的反再系统催化剂置换需要更长的时间。根据系统催化剂藏量变化情况已经将单耗降低至0.8～0.9kg/t并有逐步降低的趋势，这说明经过2个月的置换系统内平衡剂已经恢复到正常水平。
2）本次开工后，针对催化剂单耗偏高的问题进行了相应的工艺调整，如优化反再系统蒸汽用量，特别是对再生器和提升管部分的蒸汽使用进行优化；投用预提升干气；使用大型加料改变再生器料位来调整稀相中催化剂沉降时间；调节主风量改变一级旋分器入口线速等等。通过这些操作调整一是减少平衡催化剂的破损，二是提高旋分器运行效率，这些措施都加快了系统催化剂的置换速度使催化剂单耗向降低的方面发展。
3）通过对系统平衡剂和三旋细粉的数据和目前催化剂单耗的变化情况分析，本次大修更换的8组再生器旋分器达到预期效果。另外，在停工检修过程中发现三旋旋分子与筒体焊道开裂脱落，采取措施修复后运行情况良好满足生产要求，但是该旋分器已经运行11年，建议更换新型三旋进一步降低烟气中细粉含量。
参考文献：
[1] 彭芳．催化裂化装置再生器跑剂原因分析及应对策略[J]．广东化工，2017-18-066
作者简介：吴凡，大学本科，工程师，毕业于天津大学。目前主要从事炼油催化裂化装置工艺技术管理工作。