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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 |
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| 催化裂化装置前置烧焦罐主风分布管改造总结 |
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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  |
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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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