周卫棋
乌鲁木齐石化公司 新疆 830019
摘要：催化裂化装置是炼油厂重要的二次加工装置，降低其能耗、提高能量利用水平，对降低成本及提高经济效益具有重要意义。本文论述了重油催化裂化装置节能措施与效果。
关键词：重油催化裂化装置；节能；效果
重油催化裂化装置能耗直接影响整个炼油厂能耗，在节能降耗活动中，要充分发挥主观能动性，加强生产技术、精细化管理，确保其长期稳定运行；同时，发掘潜能，减少损耗，提高节能意识，以取得更大的经济效益。
一、催化裂化装置概述
催化裂化装置是炼油行业二次加工设备，即将原有分解成可应用的柴油、汽油、煤化气等成分，其工作流程中需外力引入，包括热工设备、催化剂等，因此也是炼油工艺中主要的能耗装置。
随着全球能源危机的凸显，催化裂化装置的节能问题也逐渐突出，俨然成为影响石化行业经济效益的重要因素。原有的催化裂化过程，需加入催化剂的同时，保持一个高温、高压、封闭的环境。装置类型包括同高并列式、高低并列式、同轴式三种，其工作原理大致相同；催化裂化按碳正离子机理进行，催化剂促进了裂化、异构化和芳构化反应，裂化产物比热裂化具有更高的经济价值。例如，气体中C3和C4较多，异构物多，是油气的构成成分；而汽油中异构烃多、二烯烃极少等。
二、重油催化裂化装置节能方面存在的问题
1、余热锅炉露点腐蚀严重。随着高硫原油加工量的不断增多，重油催化裂化的装置硫质量分数为0.88%～1.00%，这样高的浓度会造成烟气中二氧化硫气体含量的增多。而且由于干气脱硫装置的超负荷运转，可能会导致干气中的硫化氢含量增多，进一步造成余热锅炉管壁的硫酸露点腐蚀情况加剧。
2、余热锅炉吹灰器除灰效果降低。因余热锅炉的过热器及省煤器积灰明显，而当前所采用的蒸气吹灰器除灰效果并不明显，再加上翅片管翅片间的灰尘堆积，造成余热锅炉积灰严重，使锅炉热效率降低，进一步提升了排烟能耗。
3、分馏塔冷回流量比例增多。随着装置运行时间的不断增多，热换效果会有所降低，低温热回收的效率也会进一步降低，这种情况下就会导致装置的能耗量不断增多。由于低温热水温度在开工初期为45℃，在开工末期会增至55℃。这样的热量会造成顶循环回流排弃能消耗持续增加，导致顶循环流返塔温度也会持续升高。而且这样的情况也会造成吸收油冷却器的冷却效果变差，造成吸油器返馏塔的温度持续升高，进一步增加装置能耗。
三、重油催化裂化装置节能措施及其效果
1、生产工艺的优化
1)改善原料性质。因原油变重，常压渣油残炭一般为7％～8％，催化裂化焦炭产率高达11％～12％，产品分布不理想，能耗高。实施“全流程”生产方案后，减压蒸馏装置、溶剂脱沥青装置开工，部分减压蜡油和脱沥青油进入重油催化裂化装置，改善了原料性质。此后，掺炼减压蜡油比例逐年提高，焦炭产率降低。
2)降低再生器催化剂藏量。降低再生器催化剂藏量不仅能提高新鲜催化剂的浓度，减少其单耗，而且能降低主风压力降。经技术分析得知，该装置再生器催化剂藏量适当降低不会影响烧焦效果，因主风分布管和待生催化剂分配器具有优异的分配性能：①采用高的待生套筒，使待生催化剂与主风形成气固逆流接触烧焦的良好条件；②待生催化剂由套筒流化风输送，待生套筒出口设置专门设计的催化剂分配器，分配器配置输送风，这样就使待生催化剂在再生器密相床层截面的不同直径上均匀分布，比在同一个圆周上的分配更均匀；③主风分布管采用3200个直径为12mm或18mm的小规格喷嘴，密集布置，布孔密度达到45个/m2。
因此，操作上将再生器催化剂藏量由原控制的160t～180t减少到130t～160t，这样烟机入口压力提高了0.024MPa，烟机回收功率可增加797kW。
3)实施烟机发电。在检修期间缩小双动滑阀安全开度，能使烟气泄漏量降低20％，烟机旁路能量损失减少50.24MJ/t。外引空压风量300m3/min，代替增压机给外取热器送风，使烟风比达到1.03。采取以上措施后，成功实现了烟机发电。烟机发电量由1972.8MW·h达到5616MW·h。
2、设备的改造
1)余热锅炉的改造。原余热锅炉是按回收利用高温烟气显热、同时补充燃烧部分燃料气，以生产中压过热蒸汽设计的，无一氧化碳焚烧室，但在之后该装置催化剂再生改为不完全再生后，产生了如下问题：①一氧化碳化学能无法回收，造成能量浪费；②由于余热锅炉设计负荷偏小，装置自产3.5MPa饱和蒸汽不能全部过热，造成高品位能量损失；③再生器出口烟气温度下降，影响余热锅炉过热蒸汽质量，因此需增加燃料气用量，从而增加装置能耗；④由于烟气温度低，省煤器的低温腐蚀加重，余热锅炉的故障率加大，安全运行周期缩短。因此，将原余热锅炉更换为新型模块式余热锅炉，使重油催化裂化装置所产的饱和蒸汽全部过热，停掉减温减压器，避免了高品位能量损失，同时提高了余热锅炉自产蒸汽能力。
2)分馏塔改造。随着重油催化裂化装置加工量的提高和采用MGD技术，分馏塔气相负荷加大，塔板压力降增大，操作波动频繁，影响了产品质量，因此对分馏塔进行了改造，将其中6层塔板更换为SUPER V1浮阀塔板，将上部塔板的开孔率调大。改造后全塔压力降由36kPa降低到18kPa，使气压机的入口压力提高了15.4kPa，气压机功率可节省208kW，相当于汽轮机3.5MPa过热蒸汽用量减少3.85t/h，装置能耗降低1.96MJ/t，而且使分馏塔操作弹性增大，平衡率提高，从而改善了分馏效率。
3、采用低焦炭产率的降烯烃催化剂。为平衡炼油主装置间的重油物料供给，RCCU蜡油掺炼比例较低，焦炭产率仍然偏高。在保证汽油烯烃含量满足要求的前提下，为降低焦炭产率，降低装置能耗，提高经济效益，采用具有提高重油转化能力、降低焦炭产率功能的新一代Flex-Tee-LOLl降低汽油烯烃催化剂。使用该催化剂后，焦炭产率下降了O.76个百分点，装置能耗降低了318.2MJ/t。
4、降低电耗量。催化裂化装置有部分机泵存在“大马拉小车”现象，其无效动力损失大，降低电耗主要通过以下途径。
1)搞好机泵节能。其通过开好现有变频泵，以变频泵作为主泵长期运行，做到发现问题及时整改，同时做好个别“大马拉小车”机泵的变频改造，以达到节电降耗效果。
2)加强空冷器维护和管理工作。对空冷设备，要加强维护管理，及时发现和处理风机皮带脱落、断裂等问题，并根据气温变化及时调整风机启动数量。
3)通过动改流程停掉个别机泵，达到节能目的。催化稳定汽油甩掉汽油脱硫醇原料罐及汽油进料泵，直接自压进入汽油脱硫醇装置，节约电耗90k·WH；含硫氨污水泵出口加线跨到急冷水线，停掉急冷水泵，节约电耗45k·WH。
四、建议
1、采用硫转移剂和改造干气脱硫装置。在加工高硫原油时，可采用硫转移剂降低烟气的硫含量，减轻余热锅炉管壁的露点腐蚀。同时对干气脱硫装置进行扩能改造，保证加工高硫原油时干气中的H2S浓度小于15mg/m3，减少加热炉烟气中的S02气体含量，确保余热锅炉长周期运行。
2、改造余热锅炉吹灰系统。针对余热锅炉内管束积灰严重造成余锅排烟温度过高的问题，可将蒸汽吹灰系统改为激波吹灰器，提高除灰效果，降低排烟温度，减少排烟能量损失。
3、改造分馏塔顶循系统。分馏塔塔顶循环系统增设一台空冷器，能降低塔顶循环回流冷后温度，减少塔顶冷回流量，降低工艺排弃能耗，还可降低塔板压力降，降低气压机功率，使两器压差增大，提高装置操作弹性。
参考文献：
[1]徐仕光.重油催化裂化装置节能措施与效果分析[J].科学技术创新，2015(25).