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[图文]催化裂化装置前置烧焦罐主风分布管改造总结           ★★★
催化裂化装置前置烧焦罐主风分布管改造总结
作者:佚名 文章来源:本站原创 点击数: 更新时间:2011-5-12 16:31:07
洛阳石化工程公司炼油实验厂催化车间5万吨/年高低并列式FCCU是国内最先采用有置烧焦罐再生技术的装置。1990年6月装置大修期间,根据烧焦罐的运行情况和实际生产需要,对烧焦罐的主风分布管进行了技术改造。四年多来的运行实践证明,此次改造是十分成功的。
  1.改造原因
  1.1烧焦罐原主风分布管存在下列结构问题:
  (1)喷嘴分布不均,上下杂乱。
  (2)喷嘴有催化剂倒吸、灌肠现象。
  (3)喷嘴为直管式,孔壁较薄,磨损严重,使用寿命短。
  (4)分布管呈树枝状,整体水平安装。
  由于装置加工规模小,烧焦罐直径细,加之分布管距罐底太近,下问接缝难以施焊,检修时若不将烧焦罐Dg1400下封头割下,在罐内分布管不能按要求检修,向下布置的喷嘴长期无法更换和调整。
  1.2分布管的结构问题与同时存在的烧焦罐出口管设置不合理问题、主风不能专机供给问题,导致了烧焦罐工况不良。
  (1)操作弹性小,可调范围窄,臧量与密度难以控制,波动幅度大。
  (2)床层流化质量不稳定,催化剂返混较为严重,烧焦效果时好时坏,平均烧焦率不足60%,远低于设计水平。局部空气穿越,主风利用率低,频繁引发再生器稀相二次燃烧。
  (3)抗事故能力差,床层容易吹空和堆死,威胁安全生产。
  2.原因分析及改造依据
  (1)分布管中心D/4区域(Dg300主管顶盖上)没有布置喷嘴,中心区存在死区,易造成主风分布不均,床层径向密度增大;在3/4D-D区域内布孔比例高达22%,易使主风沿边壁走短路;外循环管和待生立管入侧布孔比例偏小,易促成气体局部穿越,加大催化剂返混,降低烧焦强度和烧焦效果。
  (2)除各区布孔不合理外,喷嘴短管与支管焊接时,有的插入有的未插入,这易使喷嘴的喷射方向不对称,影响气流的分布效果,
  (3)分布管压降只有0.00139MPa。压降过低易导致:A.床层失稳,臧量与密度波动大,易满易空;B.流化质量不高,局部空气穿越,烧焦效果差,主风利用率低,再生器稀相易尾燃;C.喷嘴容易倒吸、灌肠,而吸入的催化剂又被喷出,则加剧了喷嘴的磨蚀,缩短其使用寿命。
  (4)分布管的安装设计与设备尺寸不配套,检修困难,致使先期问题得不到及时整改。
  3.改造内容
  (1) 将原树枝状整体结构改为由三块半组合成的环状结构,支管与主管采用90℃下垂式连接,分布管的原标高保持不变。
  (2) 喷嘴结构由直管式改为双直径式,小径处有足够压降,大径处线速适中。
  (3) 喷嘴选用厚壁管,一律等长伸入分支管内焊接。
  (4) 喷嘴总数由原85个缩减到66个,除在D/4区内新增加9个开口向上外,其余各区均向下布置。
  (5)调整各区布孔率,力求分布合理,均匀对称:
  A.距中心D/4区域区(即主管顶盖上)布孔率15%左右。
  B.在D/4-D/2区域内布孔率20%左右。
  C.D/2-3/4D区域内布孔率45%左右。
  D.在3/4D-D区域内布孔率≯20%左右。
  E.待生立管和外循环管入口侧布孔率≮50%。
  F.尽量减少边壁布孔,并酌加防范边壁交处应挡板。
  4.改造效果
  改造后的分布管,经过四年多的运行考验,使用效果令人满意,其主要表现在以下几个方面:
  (1) 支管与主管吊挂连接,便于拆卸组焊,结束了分布管在罐内不能检修的历史。
  (2)喷嘴不再倒吸,灌肠,磨损十分轻微,使用寿命成倍增加,满足了装置长周期运行的需要。
  (3)结构合理,布孔均匀,床层流化质量好,返混程度轻,床层径向温差小,同等条件下,再生效果明显改善,烧焦率上升到了70%,接近设计值。主风利用率大幅度提高,再生器稀相二次燃烧得以有效地抑制。
  (4)随着出口管设置问题和供风问题的相继解决,烧焦罐床层料面稳定,操作弹性大,调节灵活,抗干扰能力强,即使在停电和断风等事故状态下,也很少出现吹空和死床现象。
  5.几点体会
  主风分布管是催化剂流化与再生技术的关键构件,其结构合理、布气均匀,将能有效地促进气固两相充分接触,改善催化剂的流化状态和再生效果,保证平稳操作。通过此次烧焦罐主风分布乏的技术改造,我们体会到:
  (1)压降是体现分布管性能的重要参数,通常以0.006~0\008MPa为宜。
  (2)双直径式喷嘴取代直管式喷嘴,既可产生足够的压降,又能减缓气流对催化剂及
  其本身喷口的冲击磨损。合理的大、小径段线速约为30M/S和60M/S《1》。
  (3)间隙速度是决定主风二次分配和床层流化质量的关键因素,过大时床层易产生沟流,过小时催化剂则漏到分布管的下面,造成磨损,一般选取0.5~1.0M/S,最大不超过1.5M/S。
  (4)喷嘴短管应全部等长伸入分布管内焊接,一样流出的气流不以过短管焊口,一能布气均匀,二能延长分布管的使用寿命。
  (5)布孔时应注意疏边密中,下料侧布孔率≮50%。
  (6)喷嘴向下布置,可增强抗催化剂倒灌、抗磨蚀性能。
  
  参考文献:
  1.中国流化催化裂化二十年(1965~1985),中国石油化工总公司催化裂化科技情报站。
  2.北京石油设计院,《大直径流化床空气分布管设计的探讨》,1977年。
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