重油催化裂化油浆系统设备冲刷隐患分析

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1、第20卷第1期茂名学院学报Vo1．20No．12010年2月JOI『RNALOFMAOMDGUNI、RSrI_YFeb．2009重油催化裂化油浆系统设备冲刷隐患分析曹晖，罗宇玲(茂名学院机电工程学院，广东茂名525000)摘要：通过对重油催化裂化装置油浆组分中催化剂颗粒的粒径、含量等测定分析，找出了设备受到冲刷磨损的原因，并对反应装置中的旋风分离器进行了技术改造，消除了事故隐患，确保了安全生产。关键词：催化裂化装置；油浆系统；旋风分离器；冲刷磨损；技术改造中图分类号：THI7文献标识码：A文章编号：1671—6590(2010)01—0029—03中石化茂名分

2、公司Ⅱ套催化裂化装置是由中石化北京设计院设计的，2000年大修进行了扩能和MGD工艺改造，经改造后处理能力为100万t／a。该装置由反应一再生系统、分馏系统、吸收稳定系统、脱硫系统组成，装置为两器并列，设计上采用了带预混合段的前置烧焦罐高效再生器、带预提升段的提升管反应器和下流式外取热器。再生器和反应器的操作压力是0．18Mpa，操作温度分别是680℃、505~C。油浆系统材质为CrSMo，油浆泵型号是BYJ150／IO0，其出口压力是1．IMpa，流量为182m3／h，介质油浆的温度为350℃。本文对该装置的油浆系统陆续出现的泵预热线阀门阀体冲刷穿孔、阀板冲

3、刷缺损等现象进行分析，并提出了相应的改进措施。1设备冲刷损坏情况装置在运行过程中，油浆系统陆续出现了油浆泵(泵208)的预热线阀门阀体冲刷穿孔、阀板冲刷缺损和泵大盖端面冲刷严重等现象，给装置的安全生产带来极大的危害，具体损坏的情况见表I。表l油浆系统设备冲刷损坏的情况2设备受到冲刷的原因分析起初怀疑是阀门制造质量问题，因此对阀体、阀板等作了材料、外观等方面的分析，未发现问题。进而，决定进一步从油浆介质上进行分析、研究。收稿日期：2009—10—10；修回日期-'2009—10—23作者简介：曹晖(1969一)，女，工程硕士，副教授，现在茂名学院机电学院从事教学

4、和科研工作。3O茂名学院学报2010年从粒度分布情况看，大颗粒催化剂占了油浆中所含催化剂总量的一半，属非正常现象。对上述结果还用“电镜”进行了验证，从电镜图片上，可以见到许多大的颗粒，最大的达到50urn左右，与粒度测定的结果一致。2．2油浆固体含量高．油浆固体含量的工艺控制指标是在6g／L以内，但考虑到固体含量高，对设备的冲刷非常严重，在．工艺上采取了一些措施，如：向分馏塔底补原料油来．稀释油浆，但并不能从根本上解决问题。油浆固体1含量月均值见图1。·经系统、全面分析后认为：油浆固体含量的异常，应是其上游的反应器的旋风分离器分离效果差，造成反应生成的油气大量

5、夹带未分离下来的催化剂至分馏塔。¨图1油浆固体含量(质量浓度)月均值反应器和分馏塔的局部生产工艺过程如图2所反应油气去分馏塔示。从生产工艺过程和油浆组分中催化剂的特点分析可知，致使旋风分离器分离效率下降的原因有以下几种：(1)旋风分离器本体穿孔，造成反应生成的油气未经旋风分离器分离，催化剂直接走短路去分馏塔；(2)料腿翼阀阀板张口，不能闭合，使料腿下部不能形成料封，改变了旋风分离器器内的工况；(3)旋风分离器严重变形，造成旋风分离器效率下降；(4)旋风分离器结焦等。【2油将泵3技术改造措施旋风分离器可能存在以下问题：(1)反应器的旋风分离器本体可能已存在缺陷；

6、图2反应器和分馏塔的局部生产工艺过程(2)2000年11月装置扩能改造时，旋风分离器未能同步改造，现有旋风分离器的气体线速过高；(3)此旋风分离器是1993年投用的，已用了十多年，且材质是20g的，该材质长期在505℃下使用，易出现高温蠕变，当超过其持久强度限将发生开裂。经专家组多次论证、认真研究，决定对反应器的旋风分离器进行改造。新设计的旋风分离器为PV型，设计负荷较原来的大，能够满足扩能至100万t／a常规催化和8O万t／aMGD工艺的负荷要求，材质选用15CrMoR。在打开反应器的人孔时发现：(1)东组旋风升气管的环焊缝，在图2中A所示的位置，有约600

7、mm长裂纹，裂口有冲刷迹象，说明有油气未经旋风分离器分离出催化剂，直接走短路去分馏塔。(2)翼阀阀板口有两块焦块，分别为140X110X55mm和120×90x55ram，使阀板张15不能闭合，其最第1期曹晖等：重油催化裂化油浆系统设备冲刷隐患分析31下部张口约55mm，致使料腿下部不能形成料封，改变了旋风的工况，造成旋风分离效率严重下降，其所在位置见图2中B处。在反应器两组旋风分离器的内部，也就是图2中A处的内部，各有一热电偶套管，在以往检修时，曾发现过套管最前端有结焦现象，但结焦不厚，未发生过生产过程中掉下的现象。这次由于在A部位的穿裂，气流对套管前端的焦

8、块进行冲击，使其掉下堵在翼阀阀板口。检