催化二車間操作規(guī)程

1、1 范圍1.1 本操作規(guī)程規(guī)定了永坪煉油廠80萬噸/年催化裂化裝置各崗位正常操作法、異常操作法、裝置開、停工程序以及故障操作法。1.2 本操作規(guī)程適用于永坪煉油廠80萬噸/年催化裂化裝置全體人員。2 規(guī)范性引用文件Q/LHYW-009-2006-A陜西延長石油集團(tuán)煉化公司工藝技術(shù)管理制度Q/LHYW065-2008A陜西延長石油集團(tuán)煉化公司標(biāo)準(zhǔn)化管理制度洛陽石化設(shè)計(jì)院初步設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)（2002年）。3 裝置概況3.1 本裝置設(shè)計(jì)依據(jù)：3.1.1 陜西省經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)關(guān)于延長油礦管理局永坪煉油廠80萬噸/年催化裂化裝置技術(shù)改造項(xiàng)目總體方案的批復(fù)，陜經(jīng)貿(mào)項(xiàng)目2001247號(hào)（2001年12月21日

2、）。3.1.2 陜西省延長石油工業(yè)集團(tuán)公司轉(zhuǎn)發(fā)省經(jīng)貿(mào)委關(guān)于延長油礦管理局永坪煉油廠80萬噸/年催化裂化裝置技術(shù)改造項(xiàng)目總體方案的批復(fù)的通知，陜油規(guī)發(fā)200122號(hào)。3.1.3 80萬噸/年催化裂化裝置設(shè)計(jì)委托書，延長油礦管理局永坪煉油廠（2001年12月26日）。3.2 設(shè)計(jì)原則：3.2.1 集國內(nèi)外各種技術(shù)之長，使裝置設(shè)計(jì)總體先進(jìn)。3.2.2 采用成熟可靠的先進(jìn)技術(shù)。3.2.3 采用能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的最簡單技術(shù)。3.2.4 采用合理的節(jié)能及各種減輕結(jié)焦危害的工藝技術(shù)。3.2.5 集中控制，為先進(jìn)控制（APC） 管控一體化創(chuàng)造條件。3.2.6 優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)及平面，節(jié)省投資，減少占地。3.2.7 充分

3、考慮對催化廣泛適應(yīng)的流態(tài)化工程設(shè)計(jì)和對原料的廣泛適應(yīng)性，達(dá)到最佳效益的目的。3.2.8 考慮必要的裕度和操作彈性。3.2.9 采用完善可靠的環(huán)保，安全衛(wèi)生及消防措施。3.3 裝置概況：永坪煉油廠80萬噸/年催化裂化裝置由洛陽設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，兩器采用同軸布置，該裝置自二00三年三月破土動(dòng)工，十二月底完工。3.3.1 原料油：延長油礦混合原油常壓重油。3.3.2 裝置規(guī)模：裝置公稱能力80104t/a，設(shè)計(jì)點(diǎn)加工量為100104t/a 。3.3.3 裝置組成：本裝置由反應(yīng)一再生、分餾、吸收穩(wěn)定（含氣壓機(jī)）、主風(fēng)機(jī)煙機(jī)系統(tǒng)、余熱鍋爐、余熱回收站組成。3.3.4 開工時(shí)數(shù)計(jì)算物料平衡所采用的年開工時(shí)數(shù)為8

4、000小時(shí)。3.3.5 催化劑：采用復(fù)合型分子篩催化劑。（目前為LRC99和LV33）3.3.6 生產(chǎn)方案：采用北京石油化工科學(xué)研究院MIP技術(shù)，以生產(chǎn)高辛烷值 低烯烴含量汽油組分及液化石油氣為主，同時(shí)兼顧輕柴油收率。3.3.7 自控部分采用集散控制系統(tǒng)（DCS）。3.3.8 緊急停車系統(tǒng)本裝置緊急停車系統(tǒng)（ESD）的安全聯(lián)鎖由裝置自保聯(lián)鎖、主風(fēng)機(jī)自保聯(lián)鎖、備用主風(fēng)機(jī)自保聯(lián)鎖、增壓機(jī)自保聯(lián)鎖、氣壓機(jī)自保聯(lián)鎖等部分組成。4 工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)特點(diǎn)4.1 主要設(shè)計(jì)指標(biāo)4.1.1 優(yōu)選催化劑和優(yōu)化的工程技術(shù)，使干氣產(chǎn)率4%。4.1.2 汽油：RON90，烯烴含量35%（V）。4.1.3 干氣中C3=含量

5、1%（V），C3+含量1.5%（V）。4.1.4 催化劑自然跑損0.9kg/t。4.1.5 裝置能耗65千克標(biāo)油/噸。4.1.6 再生催化劑定碳0.2%。4.2 主要工藝技術(shù)方案本裝置工藝技術(shù)及催化劑的選擇是建立在原料特點(diǎn)及產(chǎn)品方案要求的基礎(chǔ)上，采用LPEC成熟可靠的工程技術(shù)與石油化工科學(xué)研究院（RIPP）開發(fā)的催化裂化多產(chǎn)異構(gòu)烴（MIP）技術(shù)構(gòu)成。主要包括：4.2.1 采用RIPP成熟可靠的MIP技術(shù)該工藝技術(shù)采用新型提升管反應(yīng)器和適宜的工藝條件，在不同的反應(yīng)區(qū)實(shí)現(xiàn)裂化、氫轉(zhuǎn)移和異構(gòu)化反應(yīng)以達(dá)到降低烯烴含量、提高異構(gòu)烷烴含量的目的，在降低催化汽油烯烴含量的同時(shí)，其研究法辛烷值（RON）基本不

6、變（或略有降低），馬達(dá)法辛烷值（MON）有所提高，抗爆指數(shù)基本不變，汽油安定性得到改善，汽油硫含量降低，產(chǎn)品分布相當(dāng)或稍有改善。4.2.2 采用復(fù)合型分子篩催化劑及多種助劑為滿足本裝置多產(chǎn)高辛烷值、低烯烴含量汽油及多產(chǎn)液化石油氣的要求，設(shè)計(jì)考慮采用生產(chǎn)高辛烷值 低烯烴汽油 多產(chǎn)液化石油氣 重油裂化能力強(qiáng)的復(fù)合型分子篩催化劑。從穩(wěn)定操作、保證裝置長周期運(yùn)轉(zhuǎn)及環(huán)境保護(hù)角度出發(fā)，設(shè)計(jì)中采用CO助燃劑、油漿阻垢劑等助劑。其中CO助燃劑為實(shí)現(xiàn)完全再生提供了可靠的保證；油漿阻垢劑的應(yīng)用對于避免和減輕油漿系統(tǒng)的結(jié)垢十分有效，為該系統(tǒng)長期高效運(yùn)轉(zhuǎn)創(chuàng)造了有利條件。4.2.3 采用同軸式兩器本設(shè)計(jì)采用同軸式兩器布

7、置方案，以減少設(shè)備投資，減少占地。同時(shí)該類型裝置具有技術(shù)先進(jìn)、操作簡單、抗事故能力強(qiáng)、能耗低等特點(diǎn)。4.2.4 再生工藝方案再生方案的選擇以滿足降低再生催化劑的定碳，使催化劑性能得以充分發(fā)揮，同時(shí)避免采用過于苛刻的再生條件，有利于恢復(fù)并保護(hù)催化劑活性為前提。本裝置采用單段再生，催化劑定碳稠環(huán)環(huán)烷烴烯烴單烷基側(cè)鏈的單環(huán)芳烴環(huán)烷烴烷烴在同一族烴中，大分子吸附能力比小分子強(qiáng)。如果按化學(xué)反應(yīng)的高低順序排列，大致情況如下：烯烴大分子單烷基側(cè)鏈的單環(huán)芳烴異構(gòu)烷烴及環(huán)烷烴小分子單烷基側(cè)鏈的單環(huán)芳烴正構(gòu)烷烴稠環(huán)芳烴。吸附在催化劑表面上各類烴分子的多少，除與吸附能力有關(guān)外，也和原料中含各類烴類的多少有關(guān)。如果原

8、料中含芳烴較多，特別是稠環(huán)芳烴和小分子單烷基側(cè)鏈（仲碳伯碳，離子異構(gòu)化表現(xiàn)為一對價(jià)電子的轉(zhuǎn)移，或者連同所聯(lián)系的氫和甲基一起移動(dòng)，如： CH3R-CH2-CH2-CH+-CH3 R-CH2-C-CH3 +c、陽碳離子與烴分子相遇，奪取烴分子的氫，生成新的陽碳離子，即陽碳離子的形成與陽碳離子的取代，形成鏈反應(yīng)， 如：R+RH RH+R+d、陽碳離子可以失去生成烯烴，此質(zhì)子交還給催化劑酸性中心或給其他烯烴，生成新的陽碳離子，而它自己成為烯烴產(chǎn)物，如： R-CH2-CH+-R R-CH=CH-R+H+e、大的陽碳離子位分解，生成一個(gè)烯烴和一個(gè)小陽碳離子，即進(jìn)行裂化反應(yīng)，如： CH3-CH+ CH2 C

9、H2-CH2-CH2-CH3 CH3-CH=CH2+CH3-CH2-CH2-CH2+f、陽碳離子自身反應(yīng)，構(gòu)成環(huán)化作用，如：CH2+- CH2- CH2- CH2-CH=CH2+A+ +AH下面以正十六烯為例來說明催化裂化的反應(yīng) H nC16H32+H+ C5H11-C C10H21 + H或nC16H32+ C3H7+ C3H11-C C10H21+ C3H6 + 大陽碳離子進(jìn)行裂化反應(yīng)，位斷裂： H HC5H11-C CH2CH2-C8H17 -C5H11-C= CH2 +CH2-C8H17 +伯陽碳離子不穩(wěn)定。轉(zhuǎn)化為仲陽碳離子，然后按位裂化，一直反應(yīng)下去，到不能裂化為止。最后小陽碳離子把

10、質(zhì)子H+還給催化劑，自己成為烯烴。CH2-C8H17 CH3CH-C7H15 CH3 CH= CH2+ CH2- C5H11+ + 最后，生成的C3H7+或C4H9+給出質(zhì)子。C3H7+ C3H6+H+（催化劑）因此，催化裂化的氣體中C3、C4多。 5.2.3.1.4 原料組成及雜質(zhì)對催化裂化反應(yīng)的影響催化裂化裝置加工的原料一般是重質(zhì)餾分油。但是當(dāng)前一些裝置所用原料日趨變重，摻煉重油的比例逐漸增多，有的則直接用常壓重油做為催化裂化的原料。a 催化裂化原料在族組成相近的情況下，沸點(diǎn)越高越易裂化，原料裂化的難易程度可用特性因素來說明：芳烴含量高，特性因素小，表示原料難裂化。在相同的轉(zhuǎn)化率下，石蠟基

11、原料的汽油產(chǎn)率較高，氣體產(chǎn)率較低，氣體中氫與甲烷較多，氣體中主要成份是C3 C4；對于芳香基原料；汽油的產(chǎn)率居中，焦炭產(chǎn)率較高，氣體中氫與甲烷更多些。原料中如果稠環(huán)芳烴多，則這些稠環(huán)芳烴吸附能力強(qiáng)，生焦多，反應(yīng)速度慢，影響其它烴類的反應(yīng)，所以不希望原料中含較多的稠環(huán)芳烴。b 堿性氮的影響催化裂化用的催化劑是酸性催化劑，它是通過酸性中心與烴分子結(jié)合進(jìn)行催化裂化反應(yīng)的，堿性氮會(huì)引起催化劑中毒使活性下降，降低催化裂化反應(yīng)速度。c 硫的影響原料中含硫量對催化裂化反應(yīng)影響不大，原料中含硫量在0.31.6%范圍內(nèi)變化，沒發(fā)現(xiàn)裂化速度有明顯改變。但在此一提的是，含硫量高對設(shè)備的腐蝕將是十分厲害的。d 金屬污

12、染原料中含有微量金屬Fe、Ni、Cu、V、Na等，這些微量金屬不斷進(jìn)入反應(yīng)器，沉積在催化劑的表面上，積累到一定程度就引起催化劑中毒，中毒的程度用污染指數(shù)來表示，污染指數(shù)單位是ppm，計(jì)算公式：污染指數(shù)=1000（14 Ni+4 V+ Fe+ Cu）公式中的金屬含量均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)新鮮催化劑污染指數(shù)75；平衡催化劑污染指數(shù)150就算干凈的；如果污染指數(shù)超過750，即污染較重；嚴(yán)重污染時(shí)，污染指數(shù)可達(dá)9001500。催化劑污染重時(shí)，表現(xiàn)出催化裂化反應(yīng)的選擇性變差，結(jié)果是焦炭產(chǎn)率增加，液體產(chǎn)品收率下降，不飽和程度增加，氣體產(chǎn)品中C3、C4產(chǎn)率下降。特別明顯的是，由于在催化裂化反應(yīng)條件下，Ni、Fe起脫

13、氫催化劑作用，氫氣產(chǎn)率明顯增加。除了上述的重金屬污染中毒外，原料中的鈉、釩在催化劑上沉積后，高溫可熔化，堵塞催化劑中的孔造成催化劑活性下降，或失活。e 催化劑再生的原理烴類催化裂化過程中，由于縮合反應(yīng)和氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)產(chǎn)生高度縮合的產(chǎn)物焦炭。焦炭沉積在催化劑的表面上會(huì)使催化劑活性降低，選擇性變壞。因此，必須燒去催化劑上的積炭，恢復(fù)催化劑的活性。焦炭的主要成分是碳和氫，一般焦炭的含量為812%（質(zhì)量），使用分子篩催化劑時(shí)焦炭中含 氫量比普通硅酸鋁要低一些。實(shí)際生產(chǎn)中，在再生器中燒去的焦炭包括三個(gè)部分：催化炭裂化反應(yīng)產(chǎn)生的縮合產(chǎn)物；附加炭原料本身所固有的殘?zhí)哭D(zhuǎn)化成的碳，它與原料殘?zhí)嫉年P(guān)系大致是：附加炭=

14、0.6殘?zhí)?（質(zhì)量，對新鮮原料）；可汽提炭因沉降器汽提不完全而殘留在催化劑微孔內(nèi)的油氣，它與催化劑循環(huán)量的一般關(guān)系是：可汽提炭=催化劑循環(huán)量0.0002。不管實(shí)際生產(chǎn)中焦炭包括的是哪些，有一點(diǎn)是十分明白的，焦炭主要是由碳和氫組成的，因此，催化劑再生的原理是焦炭中的碳和氫與主風(fēng)中的O2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。焦炭燃燒的化學(xué)反應(yīng)主要可以寫成下面的反應(yīng)式：C+O2 CO2+放熱（33913kJ/kgC）C+1/2O2 CO+放熱（10258kJ/kgC）2H+1/2O2 H2O+放熱（119742kJ/kgH） 在常規(guī)再生中，再生器里焦炭不會(huì)全部燒成CO2和H2O，而是有一部分焦炭沒有完全燃燒而生成了CO，因

15、此，再生煙氣中CO2與CO有一定比例，這個(gè)比例一般為11.3。CO助燃劑的使用，過剩氧操作，大大加強(qiáng)了CO進(jìn)一步氧化為CO2的反應(yīng)速度，可以使煙氣中CO的含量降到萬分之幾。燒焦罐式完全再生裝置?；虿捎肅O助燃劑或采用熱完全再生，都可以使焦炭幾乎全部氧化成CO2，所以煙氣中CO含量幾乎為零。5.2.3.2 分餾系統(tǒng)原理5.2.3.2.1 分餾過程的基本原理汽、液兩相在分餾塔中逆流接觸，同時(shí)多次進(jìn)行部分汽化和部分冷凝的過程中，發(fā)生了熱量和質(zhì)量的傳遞，使混合液得到分離的操作為精餾或分餾。分餾的基本原理，是利用混合液中各組分的相對揮發(fā)度的不同來進(jìn)行分離，在塔中汽相從塔底向塔頂上升，液相則從塔頂向塔底下

16、降，在每層塔板上汽液兩相互相接觸時(shí)汽相產(chǎn)生部分冷凝，而液相產(chǎn)生部分汽化。液相的部分汽化，使液相中易揮發(fā)組分向汽相擴(kuò)散，而導(dǎo)致汽相中的易揮發(fā)組分含量增多；汽相的部分冷凝，使汽相中難揮發(fā)組分向液相擴(kuò)散，而導(dǎo)致液相中的難揮發(fā)組分含量增多，進(jìn)而使同一層板上互相接觸的汽液兩相趨向平衡，當(dāng)操作穩(wěn)定時(shí)，一定的塔盤上就有相對比較穩(wěn)定的組分，故從不同的塔盤位置就可以抽出組成不同的產(chǎn)品來。5.2.3.2.2 分餾過程的基本條件a、必須有能夠使氣液兩相充分接觸，并進(jìn)行相互間傳熱和傳質(zhì)的場所，即塔板（盤）或填料，本系統(tǒng)分餾塔內(nèi)為雙溢流新型高效塔板。b、每層塔盤上必須同時(shí)存在著組成不平衡的汽（上升的油氣）、液（下降的回流）兩相，為了保證分餾塔的每層塔盤上都有上升油汽，就需要提供熱源(本系統(tǒng)分餾塔為全氣相過熱進(jìn)料，且只有精餾段而無提餾段，故不再需要額外的熱源），為使塔盤上有下降回流，塔頂及各抽出斗的下方均需有外回流打入，以使其它塔盤上有內(nèi)回流。c、為了達(dá)到分餾的目的和精度，不僅要有塔盤，而且要有一定的塔盤數(shù)；不僅要有回流，而且要有合適的回流量。5.2.3.2.3 分餾效果的判斷依據(jù)分離精確度在精餾過程中也叫分餾精確度，用來表示分餾 塔的分餾效果，對一個(gè)二元系統(tǒng)來說，指的是輕、重組分間是否達(dá)到有