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1、2006年第6期内蒙古石油化工9催化裂化装置催化剂跑损原因分析张远欣（兰州石化职业技术学院，甘肃兰州 730060 ）摘要：催化裂化装置催化剂非正常跑损的原因是催化剂细粉含量超高和旋风分离器分离效果差旋风分离器效果差的常见原因是料腿堵塞，细粉含量高的原因主要是生产操作不当和原料组成变化造成催化剂的磨损严重或水热崩碎，本文在各个方面给出了具体实例和相应的解决方法。关键词：催化剂；磨损；崩碎；跑损1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 2006年第6期内蒙古石油化工9199
2、4-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 2006年第6期内蒙古石油化工9，衬里块落入旋风分离器料腿，在开停工时焦块因冷热变化，料腿翼阀阀板被顶，引起大量催化剂跑，催化剂跑入到油不仅做成催化剂的损气中，既而大量进入分馏塔在催化裂化生产工程中，催化剂的少量自然损耗是正常的，反应沉降器和再生器中均设有三级旋 风分离器，一、二级旋风分离器可以将粒径>30催化剂回收，三级旋风分离器可以将大部分直径> 10的催化剂回收 ，有一些颗粒从旋风分离器升气管和 气体一起逸岀器外，这部
3、分平衡剂无法再次有效利用，故称为“跑剂”。损耗的催化剂通过加入新催化剂 弥补。正常催化裂化催化剂单耗量应< 0. 7 kg t，如果超过0 9 kg t，则表示催化剂跑损严重。直径< 40的催化剂称为细粉，细粉含量高是催化剂损耗的主要原因之一，从再生器顶部烟气粉尘含量、油浆中催化剂的粒度以及平衡剂的粒度可以分析催化剂中细 粉含量。造成细粉含量高的原因主要有生产操作的 不合理和原料组成两个方面。诱发催化剂跑损甚至重大恶性事故的另一个常见原因是设备方面的问 题。1设备问题引起的催化剂跑损1. 1旋风分离器效率低如果平衡剂中细粉含量不超标，催化剂跑损的原因主要就是旋风分离器分离效率低。装
4、置在开停工期间，由于操作调节幅度大，在开工加催化剂封旋风分离器料腿和停工卸催化剂过程中，旋风分离器工况不在设计的最佳范围内，造成催化剂大量跑损，一般开停工约损失催化剂20 to因此在开工时要加快大型加料速度，迅速封住旋风分离器料腿。在停工时要卸净系统中的平衡剂，努力减少跑损消耗。1. 2旋风分离器料腿堵塞1. 2 1堵塞原因再生器衬里脱落 或者再生器顶部结焦 不均脱落漏入旋风分离器料腿着，不能关闭，使得料腿倒窜气损。如果上述入情况发生在沉降器失，还使管线堵塞，甚至停工也无法疏通，只能割换管线，造成上千万元的损失。如果开工后发现两器藏量岀现下滑现象，再生器二密相密度下降，再生斜管的密度和再生滑阀
5、压降也逐渐下降，或者两器压力失控，则应紧急停工排除故障。亠1 2 2事故举例1997年8月，胜利油田石油化工总厂催化裂化 装置再生器衬里脱落，衬里块落入旋风分离器料腿致使五根旋风分离器料腿中的一根堵塞，造成催化剂大量跑损。1998年7月该装置因事故停工，开工过程中沉降器顶部结焦因冷热变化而脱落，堵塞料腿使催化剂大量进入分馏塔。2001年6月3日，长岭石化催化裂化装置开工初期，在建立沉降器汽封时，时间过长，蒸汽在沉降器产生部分冷凝水，在转剂过程中 ，凝结水和催化剂和泥附着在旋分器内壁上和翼阀阀板前，并随着温度的升高和反应喷油后逐渐形成油焦，油焦逐渐增大，在重力作用下 ，将翼阀阀板逐渐顶起，从而造
6、成料腿倒窜气，少量催化剂随气固内旋流被带到油气 中，进入分馏塔1 2 3处理方法催化裂解装置旋风分离器内部发生焦块或衬里 脱落，堵塞料腿，造成催化剂跑损的危害是不言而喻 的。轻则造成油浆固含量上升，给机泵及其他设备带来危胁，影响正常生产 ，重则会导致停工，处理不当还将造成恶性事故。因此应防止类似事故的发生。在开工初期建立汽封时保证蒸汽品质，加强脱水；开工阶段喷油时，保证在较高的温度下进行；开工时，尽量维持两器压力平稳，避免大幅波动 ；检修时对旋分器料腿 ，排料口以及一些死角考虑周到，想方设法进行检查 ，保证内部焦块能被及时、彻底地清除。2生产操作不合理引起的催化剂跑损排除了旋风分离器的故障，引
7、起催化剂跑损的1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 2006年第6期内蒙古石油化工91994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 2006年第6期内蒙古石油化工9a收稿日期：2005- 12- 20作者简介：张远欣，（1971-），女，教师，从事石油化工教学工作1994-2008 China Academic Journal Electronic P
8、ublishing House. All rights reserved. 10内蒙古石油化工2006年第6期主要原因是细粉含量过高，形成细粉含量较高的主要原因一是高温水热工况下催化剂颗粒水热崩碎；二是催化剂颗粒在反-再系统循环时受到较大磨损。如果催化剂颗粒光滑圆润，说明产生细粉的原因是生产过程中的磨损，否则应考虑水热崩碎。2. 1再生器超温或高温蒸汽作用引起的水热崩碎正常烧焦时，再生器一段为低温贫氧再生，温度应690 °C ,烧去焦炭中6075% 的C和大约 90% 的H ,二段为高温富氧再生，温度应730 C。如果温度过高或一、二段烧焦比例不当，会破坏催化剂颗粒外表面的微孔，使催
9、化剂骨架熔结。从而破坏了催化剂的物化性质，使催化剂的选择性变差（从轻收、液收数据可看岀），生焦量增大，导致床层更加超温,造成恶性循环而出现催化剂跑损现象。高温蒸汽主要是破坏颗粒内部的孔结构，使孔径增大，比表面积降低，使催化剂活性降低。正常生产中再生器一段蒸汽分压约在35 kP，但温度较低（ 690 C ），可以有效克服蒸汽存在下催化剂的高温 失活，二段温度较高（ 730 C ）但蒸汽分压约在1-1i-iq ©3 kPa，避免了蒸汽减活，从而减轻了催化剂热崩溃。蒸汽或高温引起的催化剂活性降低称为水热失活。为严格控制水热失活，必须控制好一、二段烧焦比，使一、二段再生温度尽量不超工艺要求的
10、上限，同时采用水热稳定性强的催化剂。2. 2催化剂磨损2. 2 1催化剂线速过高引起的磨损原料经四个分支喷嘴雾化后成360。交汇于提升管的轴线上，与从预提升管上升的催化剂气固流接 触后反应，催化剂气固流的预提升速度只有5m s左右，而雾化流的速度达到110m s，故催化剂颗粒瞬间的相对速度达到100m s，瞬间动能和受到的磨损较大。提升管岀口的快速分离装置是为了减少二次反 应，油气和催化剂颗粒离开提升管末端快速分离装 置时，速度瞬间提高 4倍左右，催化剂颗粒瞬间受到 强力的碰撞和挤压，造成一定的磨损，这在正常生产中也在所难免，如果提升管出口分布板结焦而使流 通面积减小，将使出口线速大幅增加而使
11、催化剂颗 粒产生更大的磨损。如果油浆喷嘴处结焦造成喷嘴流通面积减少，通过油浆喷嘴处的油气中所携带催化剂颗粒也受到 较大的磨损。222换剂引起不同硬度催化剂之间的磨损原料和操作条件的变化会引起产品分布的变化，在生产的过程中需要更换不同功能的催化剂，比如烯烃含量超高时可能要更换降烯烃催化剂，中国石油哈尔滨石化分公司1. 2M t a催化裂化装置在2001 年5月30日之前，使用的是Redux ionX tra -60 H 1催化剂，该剂的热稳定性比较好，760 C以下的床温对该剂性质影响不大，装置生产比较正常，但是从5月30日开始向装置加入GO R - C降烯烃催化剂，由于该剂与 R edux i
12、onX tra 60 H 1相比，生焦量偏 大，热稳定性稍差，抗磨性较差，高温下发生热崩，产生较多的细粉，并使催化剂的骨架受热熔结。在高温下两种催化剂相互混合，使得GO R - C剂磨损加剧，细粉增多，增大了跑损。3原料油中金属含量高1997年11月，胜利油田石油化工总厂的常减压电脱盐设备设备出现故障，导致FCC原料中Na和V的含量超过，为正常值的 23倍，由于Na和V生成 的共熔物熔点都在700 C以下，低于再生器的温度 ，这些共熔物的累积影响了催化剂的载体结构，使催化剂的热稳定性下降，催化剂发生崩碎而跑损。4结束语以上是对催化剂跑损原因的几点分析，实际生产中的情况千差万别 ，工程技术人员应
13、根据不同的 原因进行正确的处理。参考文献1 崔国居.重油催化裂化催化剂跑损原因分析.工业催化 ，2003,82长岭分公司信息中心资料3周建文.重油催化裂化装置催化剂损耗因素与经济效益.炼油设计，2000, 6.4杨勇刚，罗勇.催化剂磨损和再生器催化剂跑损的控制.炼油设计，2001, 95李新春.RFCC装置催化剂跑损原因分析及对策.石化技术及应用 ，2003, 11.1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 10内蒙古石油化工2006年第6期1994-2008 China
14、 Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 10内蒙古石油化工2006年第6期THE ANALY SI SO F CATALY ZER LO SS IN FCCUZ hang Y uan - x in(D ep art m en tof Petroche m ica l Eng ineering , L anzhou Petroche m ica l Co llege of T echno logy ,L anzhou 730060, Ch ina )Abstract : T he m p roper
15、ca ta lyzer lo ss inFCCUresulted fromthesup erelevated con ten tof fine ca ta ly standthe poo r efficiency ofthe cyclone sep a rato rdueto the b lockage ofdip leg , The sup erelevated con ten t offineca ta ly st due to the imp rop erop era tionandthebadab ra si ono r theb reakage of the ca ta ly st cau sed bythecom po sing change inthe rawm a teria l,andM an ifold actua lexample w eredescribed inthe p ap er. A ndtherea sonab le advice was caugh t up w ith.Key W ord : ca ta lyzer ab ra si on b reakage lo ss1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.