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催化裂化裝置簡介
催化裂化是煉油工業(yè)重要的二次加工裝置，是提高輕質(zhì)油收率，生產(chǎn)高辛烷值汽油，同時又多產(chǎn)柴油的重要手段，隨著重油催化工藝的實現(xiàn)，其地位更加倍增。
作為一項傳統(tǒng)的重油加工工藝，催化裂化實現(xiàn)工業(yè)化已經(jīng)有60年的歷史，其總加工能力超過加氫裂化、焦化和減粘裂化之和，是目前最重要的重油輕質(zhì)化工藝。雖然曾多 受到加氫裂化工藝的競爭和清潔燃料標準的挑戰(zhàn)，但由于催化裂化技術(shù)的進步，各種以催化裂化技術(shù)為核心的催化裂化“家族工藝”的不斷出現(xiàn)，已經(jīng)將催化裂化轉(zhuǎn)變?yōu)椤盁捰鸵换ひ惑w化”的主體裝置，催化裂化仍然保持了其在石油化工行業(yè)中的重要地位。
我國的催化裂化技術(shù)與國際先進水平保持同步，進入21世紀以后，由于我國催化裂化裝置在煉廠地位的特殊性，技術(shù)發(fā)展的勢頭更猛，目前為止，基本解決了由于產(chǎn)品升級換代給催化裂化工藝帶來的各種問題，而且在應(yīng)對產(chǎn)品質(zhì)量問題的技術(shù)開發(fā)過程中，拓寬了催化裂化產(chǎn)品的品種和范圍，為確保催化裂化技術(shù)在未來石油化工中的核心地位提供了技術(shù)保證。
催化裂化裝置的工藝原理是在流化狀態(tài)下的催化劑作用下，重質(zhì)烴類在480-520℃及0.2-0.3MPa的條件下進行反應(yīng)。
主要包括:
1.裂解反應(yīng):大分子烴類裂解為小分子，環(huán)烷烴進行斷環(huán)或側(cè)鏈斷裂，單環(huán)芳烴的烷基側(cè)鏈斷裂。
2.異構(gòu)化反應(yīng):正構(gòu)烷烴變成異構(gòu)烷烴，帶側(cè)鏈的環(huán)烴或烷烴變成環(huán)異烷，產(chǎn)品中異構(gòu)烴含量增加。
3.芳構(gòu)化反應(yīng):環(huán)已烷脫氫生成芳香烴，烯烴環(huán)化脫氫生成芳烴。
4.氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)多環(huán)芳烴逐漸縮合成大分子直至焦炭，同時一種氫原子轉(zhuǎn)移到烯烴分子中，使烯烴飽和成烷烴。
催化裂化裝置的規(guī)模近三十年來逐步發(fā)展到350萬噸/年(加工1000萬噸/年原油)。
催化裂化裝置原料
1.直餾減壓餾分油:常減壓裝置減壓塔側(cè)線350-550℃餾分油（減壓柴油），石蠟基原油的VGO較好，環(huán)烷基原油的VGO較差。
2.延遲焦化餾出油:焦化裝置分餾塔側(cè)線320-500℃餾出油(CGO)也叫焦化蠟油。這種原料氮含量和芳烴含量都很高不是理想的原料通常摻煉比為5-15%。
3.常壓渣油:常減壓裝置常壓塔底油(AR)，硫含量、重金屬、殘?zhí)康偷目梢灾苯幼鳛榇呋希绱髴c和中原原油等常壓渣油。
4.減壓渣油:除某些原油外減壓塔底渣油(VR)一般不單獨作為原料，而是進行摻煉:摻煉的多少視減壓渣油的性質(zhì)。
催化裂化裝置分餾系統(tǒng)（結(jié)垢的位置主要是分餾系統(tǒng)塔底的油漿循環(huán)系統(tǒng)）
分餾系統(tǒng)的主要作用是把反應(yīng)器(沉降器)頂?shù)臍鈶B(tài)產(chǎn)物，按沸點范圍分割成富氣、汽油、輕柴油、重柴油、回煉油和油漿等產(chǎn)品。由反應(yīng)器來的460~510℃的反應(yīng)產(chǎn)物油氣從底部進入分餾塔，經(jīng)底部的脫過熱段后在分餾段分割成幾個中間產(chǎn)品:塔頂為汽油及富氣，側(cè)線有輕柴油、重柴油和回煉油，塔底產(chǎn)品為油漿。塔頂?shù)钠秃透粴膺M入吸收-穩(wěn)定系統(tǒng);柴油經(jīng)汽提、換熱、冷卻后出裝置;油漿用泵從脫過熱段底部抽出后分兩路:一路直接送進提升管反應(yīng)器回煉，若不回煉，可經(jīng)冷卻送出裝置。另一路與原料油換熱，再進入油漿蒸汽發(fā)生器，大部分作循環(huán)回流返回分餾塔脫過熱段上部，小部分返回分餾塔底，以便于調(diào)節(jié)油漿取熱量和塔底溫度。
分餾系統(tǒng)面臨的問題
伴隨著原油加工深度的不斷提高，原料中金屬污染物、硫、氮等雜原子化合物總量明顯增加，由稠環(huán)芳烴組成的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等難裂解易生焦物質(zhì)含量也顯著增多，造成催化裂化裝置油漿系統(tǒng)結(jié)垢，影響裝置的平穩(wěn)運行。
油漿系統(tǒng)結(jié)垢的主要原因
無機物結(jié)垢：無機物中含有大量反應(yīng)油氣攜帶進入油漿系統(tǒng)的催化劑粉末，經(jīng)分餾塔底油漿沖洗后，這些催化劑粉末會在分餾塔底或隨油漿循環(huán)到換熱器沉積，剩余部分則是催化原料和腐蝕產(chǎn)物中金屬的貢獻。
有機物結(jié)垢：有機物結(jié)垢主要有兩種方式，第一種是冷凝結(jié)垢，油漿中的高沸點組分在露點溫度以下冷凝，不穩(wěn)定的稠環(huán)芳烴更易發(fā)生液相氧化縮合反應(yīng)，生成極性較強的稠環(huán)芳烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)，進而縮合提供垢的前身物，為結(jié)垢創(chuàng)造了條件。第二種則是反應(yīng)結(jié)垢，烴類熱裂化反應(yīng)生成的烯烴、二烯烴等不飽和烴通過自由基鏈反應(yīng)，形成重芳烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等，在一定條件下發(fā)生側(cè)鏈斷裂、縮合反應(yīng)。烴的生焦能力：芳烴＞烯烴＞環(huán)烷烴＞烷烴。
油漿系統(tǒng)結(jié)垢的危害
1、能耗增加，裝置處理能力降低。
2、造成油漿換熱器壓降增大，換熱器進出口溫差減小，換熱效果降低。
3、造成油漿循環(huán)泵電流不穩(wěn)定，油漿循環(huán)泵流量波動等。
4、造成蒸汽發(fā)生器產(chǎn)氣量降低，油漿多余熱量無法取走。
5、造成油漿返塔溫度升高，致使塔底溫度也相應(yīng)升高，影響裝置的正常生產(chǎn)。
6、結(jié)垢嚴重時甚至會造成油漿輸送系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)堵塞，迫使裝置停車清垢，即縮短了裝置的運行周期，還給裝置的安全生產(chǎn)帶來很大隱患。
盤錦和大油漿阻垢劑作用機理
催化裂化中油漿阻垢劑的活性組分有分散劑、阻聚劑、鈍化劑、抗氧劑等組成。
分散劑：能阻止油料中的腐蝕產(chǎn)物、鹽類和雜質(zhì)顆粒聚集沉積，減少無機垢的生成。
阻聚劑：阻止烴分子的聚合，減少有機垢的生成。
鈍化劑：使設(shè)備和管道的材質(zhì)在高溫下不能對脫氫生焦起催化作用。
抗氧化劑：與被氧化的烴自由基形成惰性分子，使鏈反應(yīng)中止，不能形成大分子聚合物，減少有機垢的生成。
加劑位置、加劑量計算
加注在油漿循環(huán)泵入口或者出口，根據(jù)現(xiàn)場實際情況可以原劑加注也可稀釋后加注，加劑量可根據(jù)新鮮進料量或者油漿循環(huán)量，具體以現(xiàn)場為準。
如何判斷油漿阻垢劑的使用效果
油漿系統(tǒng)加注油漿阻垢劑后需保證換熱器溫差不能降低、返塔溫度不能升高、蒸汽發(fā)生器產(chǎn)汽量不能減少等。日常需重點關(guān)注以下參數(shù)：塔底溫度、各換熱器溫差、油漿返塔溫度、油漿上、下返塔循環(huán)量、蒸汽發(fā)生器產(chǎn)氣量，在工藝操作平穩(wěn)情況下 ，以上工藝指標出現(xiàn)變化需警惕油漿系統(tǒng)出現(xiàn)問題。
