[发明专利]一种抑制重油催化沉降器结焦的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，涉及炼油化工工艺及其设备，具体为一种抑制重油催化裂化沉降器内结焦的油气高效快速引出方法及设备。

背景技术

催化裂化(FCC)是我国炼油工业中最重要的二次加工过程，其目的是提高原油加工深度和产品质量，增加轻质油产量。随着催化裂化工艺和催化剂技术的不断发展，催化裂化原料油拓展到了常压渣油、减压渣油。原料油的重质化导致重油催化裂化装置反应沉降器系统、油气管线及分馏塔底、油浆系统中设备表面上的结焦问题日益严重且普遍，并已成为影响催化装置长周期平稳运行的重要隐患之一。如果装置操作压力或温度发生异常波动(如进料突然中断、失流化、再生器闷床等)，沉降器内结焦块一旦发生脱落，堵塞催化剂循环通道，导致循环不畅或中断、催化剂跑损，直至装置被迫停车清焦，给企业造成巨大的经济损失。

油气结焦是复杂的物理、化学过程。一般认为油气中的湿、重组分是造成结焦的根源，原料雾化，沉降器内流动状况、温度分布、油气停留时间及操作方式等对结焦有重要影响。由于沉降器内的空间比较大，油气流动速度比较小，油气在沉降空间的停留时间比较长，且存在油气流动死区，这不仅会增加油气的二次过裂化反应，同时也会增加油气中重组分的冷凝，使得油气中油液滴的比例上升，油气结焦的可能性增加。生成的结焦物黏附在沉降器内壁及设备外表面并不断增加厚度，久而久之便形成了严重危害装置长周期运行的隐患。

为了解决沉降器系统的结焦问题，研究人员已提出了不少相关的专利。中国专利ZL92112441.4、ZL96103419.X，美国专利US5158669、欧洲专利EP0593827A1等在提升管反应器末端粗旋下部直接连接了一个预汽提段，减少从粗旋料腿向下喷出的油气量，缩短反应油气在沉降器内的停留时间。中国专利ZL98102166.2、ZL98204681.2还将预汽提段的内部挡板改为环流套筒，粗旋升气管与顶旋入口用承插式导气管连接。中国专利ZL96103478.5、ZL96103420.3、ZL01228805.5则在提升管末端采用了几根向下倾斜一定角度的圆弧弯管作为气固快速分离器，并在其外面加了一个封闭罩以实现油气的快速引出。中国专利ZL 01100418.5提出了一种用于提升管流化反应系统多级串联紧凑型气固快速分离及沉降系统，用于反应后油气与催化剂的快速分离，使油气在沉降器内的平均停留时间可降低到3～4秒，从而改善产品分布，减少沉降器内的结焦现象。但这些专利重点都在于提升管末端油气与催化剂的快速分离、降低下排入沉降器底部汽提段的油气量及粗旋升气管上升的油气快速导出沉降器，对于被催化剂颗粒夹带和颗粒内孔吸附的油气没有处理方案。在汽提段这部分油气被汽提出来，虽然量不多，但多是较重馏分，需要经过整个沉降器空间才能进入顶旋离开沉降器，停留时间较长，可达几十秒，容易产生结焦；随着装置开工时间的加长，沉降器内仍然会发生结焦。

针对汽提段的油气，中国专利ZL200310121301.1和ZL200510017707.4提出引入再生催化剂或高温高活性的待生剂到汽提段，提高汽提段温度和催化剂活性，创造环境使催化剂颗粒间和颗粒内夹带或吸附的油气(常常是容易生焦的重组分)在汽提段内反应转化为轻质油气，从而消除沉降器内结焦的内在因素，同时还可减少后续系统的结焦。显然，这一措施对现有的沉降器反应工艺和设备系统结构变动较大，不易实施且风险较大。