浅析两段提升管技术在生产中的应用

【摘要】分析两段提升管的特点及优势。分析两段提升管催化裂化装置生产中存在的问题以及提出相关的优化操作建议。

【关键词】两段提升管 催化裂化 优化操作

1 装置简介

玉门二套催化裂化装置在2004年技术改造后，正式使用两段提升管，同时也使用VQS分离系统[1]，成为全国首例同时使用两段提升管和VQS的装置，经过长达三年多的运行周期，充分体现了该技术的先进性。具有强化和改善催化裂化过程，有效的提高了反应深度，增加了轻质油和液体的收率，改善了产品的质量，显著降低了催化汽油中的烯烃含量，增加了汽油中的异构烃和芳香烃的含量，提高了汽油的辛烷值，控制方案灵活等优点。同时也累积了对两段提升管的认识和经验。鉴于两段提升管的突出优势，油田公司在2004年技术改造中，也采用了两段提升管，年加工量为0.8Mt/a，开工运行至今，运行效果比较理想，基本达到预期的效果。但在生产中，也存在部分问题，制约了两段提升管优势的充分发挥。

2 两段提升管技术的原理及优势

2.1 催化剂循环原理

催化剂循环是指当原料进行短反应时间后，催化剂活性降低到一定程度时，及时将催化剂和油气分离开并返回再生器进行再生，需要继续反应的中间产物进入第二段提升管与来自再生器的另一路催化剂进行接触反应。

催化剂循环的优点在于整个反应过程，始终能保持催化剂的较高活性和选择性，强化催化作用，使热反应和二次反应得到有效抑制，这对于提高轻质油和液体收率，降低干气和焦炭的产率十分有利。

2.2 分段反应原理

分段反应是指让不同的馏分在不同的场所和条件下进行反应。两段提升管与常规提升管的区别在于使用两根提升管反应器，形成两路催化剂循环流程，实现分段反应，短反应时间，催化剂循环，大剂油比，充分发挥分段反应的优良特性。

2.3 优势

较于常规提升管，两段提升管具有催化剂循环，短反应时间，大剂油比等优势。

4 日常生产中出现的部分制约装置效率的问题

4.1 再生器和反应器的压力对两段提升管反应器特点发挥的影响

由于主风机出口至三旋处各点的压降过大，装置自身的问题使再生器和反应器的压力一直无法达到设计的压力值，再生器压力偏低影响了催化剂的烧焦强度，势必增加主风量的损失，与催化剂的烧焦效果。由于再生器压力的原因，使生产中反应器的压力一直处于0.22～0.24MPa之间。两段提升管的显著特点之一是短反应时间，是自身提升管的总长度较短所决定的。如果反应压力下降，就会影响裂化产物的反应时间，使反应深度降低，单程转化能力下降。

4.2 雾化蒸汽与生焦对两段提升管的影响

由于1.0MPa蒸汽管网可能存在一定的缺陷，雾化蒸汽的流量，压力以及温度与设计值有一定的差距，进料喷嘴与雾化蒸汽配比偏低，在满负荷处理量下雾化蒸汽明显不足是造成生焦量大，重质油裂化能力下降，油浆和回炼油上升的原因之一。

4.3 油浆和回炼油产率过高对第二提升管超处理负荷的影响

雾化蒸汽的缺陷将影响原料油的雾化效果，造成第二提升管进料负荷过大，雾化效果更不理想。第一提升管的原料油因雾化和其他原因造成单程转化能力下降，中间产物的切割点不理想，大量未汽化的重质馏分进入分馏系统。这部分馏分过多，如果大量外排油浆，势必会造成轻质油产率的下降。要经过第二提升管继续反应，但有超出了第二提升管的处理负荷，原本要在第二提升管里反应的馏分裂化程度不够，加大了焦炭的产率。未被汽化裂解的馏分又返回分馏塔，导致分馏塔底和回炼油罐液位超高，影响分馏系统的操作，影响反应系统的单程转换能力，造成大量生焦，因此限制了处理量的提高。

4.4 烯烃含量偏高和操作中的相互问题

两段提升管的操作特点之一是可以降低汽油中的烯烃含量，原因是较短的反应时间，活性较高的催化剂与原料油充分接触，有利于异构化反应和氢转移反应的增加；另外，汽油进入第二段提升管进行改质，也有利于提高汽油质量。

但在实际操作中，受到剂油比的限制，原料油的单程转化能力下降，为了达到一定的反应深度，只有提高反应温度来实现，这样就使烯烃含量进一步增加。此外，如果第二提升管的负荷过大，汽油就无法进入第二提升管进行改质，烯烃含量也就无法降低了。

综合以上五种因素，他们都是相互影响，相互制约的，因此在实际操作中，调节参数始终要以两段提升管的特点为原则来制定，使其最大限度的发挥应有的优势。

5 优化操作建议

5.1 反应器和再生器

5.1.1首先要注意在不影响主风机出口压力与主风机喘振的前提下，提高再生器压力。

5.1.2在不影响两段提升管再生流化线路的前提下，尽量提高反应压力来提高反应深度。

5.2 适当提高雾化蒸汽的温度，压力和流量

5.3 第一，第二提升管温度的控制

以分馏系统塔底液位，回炼油罐液位为参考点，同时还要参考汽油的烯烃含量。

5.4 适当提高汽提蒸汽的温度，压力和流量

焦炭中H/C中，H含量偏高，氢含量上升会增加烧焦放热，增加外取热器的负荷，这是使二密相床温度升高的一个主要原因。适当提高汽提蒸汽的温度，压力和流量可以降低焦炭中的氢含量。

5.5 适当提高烧焦罐的藏量

此方法的目的是为了提高催化剂烧焦时间和烧焦强度。适当降低二密相床的藏量。

5.6 运行好原油的电脱盐

这就要求常减压装置在原油电脱盐时，运行好电脱盐系统，尽量降低原油的重金属含量，以保证催化装置的减压渣油中的重金属含量尽量降低，防止催化剂金属中毒，影响其活性和选择性。

5.7 适当提高原料的预热温度

虽然提高原料的预热温度会相对降低部分剂油比，但会降低原料油的黏度，雾化效果会得到改善。

6 结论

（1）努力实现大剂油比，这样可以提高催化作用，强化重油转化能力下降和防止沉降器结焦。控制适当的原料油的预热温度，提高雾化蒸汽的温度，压力和流量与原料油的配比，都是改善雾化效果，减少生焦的有效措施。

（2）从两段提升管的催化裂化的工艺特点出发，以最优的操作条件，来满足第一提升管的物料切割点是关键，只有控制好中间产物的切割点，是对后续操作的优化提供了保证。

（3）两段提升管催化裂化工艺特点显著，要从实际操作出发满足操作条件的需求，避免因为工艺条件的缺陷制约其优势的发挥。

（4）两段反应条件，反应温度，剂油比分别控制。参考文献

[1] 80万吨/年重油催化裂化装置操作规程：中国石油玉门油田公司炼油化工总厂，2006.10

[2] 廖巧丽，米镇涛.化学工艺学[J].北京：化学工业出版社，2008，1

[3] 林世雄.石油炼制工程（第三版）[M].北京：石油工业出版社，2000：317-388