02-汽提器

催化裂化高效汽提器1近年来，催化裂化技术的发展主要集中在渣油的深加工上，汽提段性能的研究近年来非常活跃，特别是国外一些公司专利层出不穷。好的汽提设备可减少生焦量及汽提蒸汽用量，使焦炭上的H/C比下降。在催化裂化沉降器内，催化剂的颗粒之间和颗粒的微孔内部充满着油气，这部分油气约占产品总量的2～4%，若不除去相当于增加了2～4%的焦炭，减少了轻质油收率。一.技术概要国内使用的汽提段主要有三种形式：即人字型档板、盘环档板和无构件（空筒）三种。其中无构件汽提段由SW公司引进的RFCC装置采用，但汽提效率不理想，目前已改用有档板结构。目前国内大多数FCC装置汽提蒸汽用量在23～50kg/t原料（或3～6kg/t剂），焦碳中氢含量多数在8%左右，有的甚至高达10%左右，尚没有一套装置能够长期保持焦碳氢含量在6%以下的报道。2普通盘环形挡板汽提器3内外环形挡板下方催化剂基本无填充，气固接触效率很差，因此，在挡板结构上大有文章可做。◆提高汽提段汽提效率的有效途径(1)结构因素a.增加催化剂的停留时间，可通过改变汽提段直径或增加汽提段高度来实现。这对于旧装置改造几乎不可能，而对于新装置设计、则要以牺牲沉降器的空间或总高度为代价。b.提高气固接触效率，即提高传质系数，通过改变汽提段挡板结构（及汽提蒸汽分布器）及相应的操作条件来实现，这种方法受限制较少，对装置本身要求不高，既可用于新装置的设计，也可用于旧装置的改造。4(2)工艺条件a.提高汽提段温度，增加油气的脱附速度。如提高水蒸汽温度；向汽提段内引入高温再生催化剂。b.采用多级汽提，使水蒸汽分段进入汽提段，加大汽固相传质浓度梯度，提高传质速率。•开发方案：首先在汽提器内件结构上做文章，融合结构因素及工艺条件两方面的优点，开发具有自主知识产权的催化裂化新型汽提工艺技术。5二、冷模试验结果与讨论Fig.5LPECPatentNo.ZL98250779.8SecondarystrippingsteamPrimarystrippingsteamFig.7LPECcoldmodelexperimentOldFCCstripperNewFCCstripperPatentNo.ZL98250779.86Twostagesstripping表1汽提段内催化剂填充率（流化状态）挡板下方填充率汽提段总填充率新开发结构＞95%＞95%国外专利结构50%～70%80.6%～88%传统结构0%55%～58%70.050.100.150.200.250.300.3560708090100OpenVesselStripperConventionalStripperLPECNewFCCStripperStrippingEfficiency(%)StrippingRate(m/s)Fig.8ThecomparisonofstrippingefficiencyofthreedifferentStripperincoldmodelexperiment8该技术着眼于提高气固接触效率，对内外环挡板结构做了较大改进，设置了催化剂导流结构，汽提段内固相催化剂的填充率由普通盘环型挡板的58%提高到95%～98%，加大了气固接触面积；提高了油气置换率，减轻了再生器负荷。两段汽提工艺则注重汽提蒸汽在汽提段内上、下区域的流向及分配，汽提蒸汽有效利用率提高15%以上。冷态实验表明，该新型汽提器的汽提效率比普通盘环型挡板提高15%，达到97%。该汽提器已获得国家专利，专利号为ZL98250779.8。并于2001年9月23日通过了由中国石化股份有限公司科技开发部主持的技术鉴定。9三.适用范围本发明的FCC汽提器具有结构简单、汽提效率高及节能降耗等显著特点。从气固接触机理出发，充分利用汽提器内的有效空间，使固相催化剂的填充率大大提高，并可提高装置的处理量。因此，既可用于新FCC装置的设计，又可用于旧FCC装置的改造。10此项技术已先后在吉林油田炼油厂、荆门分公司及南充炼油厂等RFCC装置上推广应用；该技术已经用于吉林油田炼油厂催化裂化装置；使用结果表明，在全渣油进料条件下：(99.7)蒸汽用量由1.6t/h降到1.3t/h以下；焦炭氢含量降低50％，为6％左右；降低蒸汽用量、焦炭产率和提高油品收率，及多汽提出的油气和油。每年增加效益237.6万元以上。四.应用情况11该技术已经用于南充炼油厂催化裂化装置；使用结果表明：（2000.10）蒸汽用量下降25％；焦炭氢含量降低43.7％，为6％左右；降低蒸汽用量、焦炭产率和提高油品收率，及多汽提出的油气和油。每年增加效益199.6万元以上。12应用情况该技术已经用于荆门分公司0.8Mt/a重油催化裂化装置；（2001.4）使用结果表明：蒸汽用量下降20％；焦炭氢含量降低43.8％，为6-7％；降低蒸汽用量、焦炭产率和提高油品收率，每年增加效益1024万元以上。13应用情况该技术已经用于荆门分公司0.8Mt/aDCC-Ⅱ催化裂解装置；（2002.4）使用结果表明：焦炭氢含量降低48％，为6.7％；降焦炭产率和提高油品收率，每年增加效益700万元以上。14应用情况该技术已经用于武汉分公司0.8Mt/a重油催化裂化装置：（2003.1）使用结果表明：焦炭氢含量降低30％，为6.1％；降焦炭产率和提高油品收率，每年增加效益400万元以上。15应用情况序号生产厂装置特点装置规模汽提段尺寸投产年限1吉林油田炼油厂RFCC0.45Mt/a160060001999．72南充炼油厂RFCC0.15Mt/a140059002000．103荆门石化分公司RFCC0.8Mt/a250068002001．44荆门石化分公司DCC-Ⅱ0.8Mt/a336088002002．45济南石化分公司RFCC0.8Mt/a240090602002．66武汉石化分公司RFCC0.8Mt/a250068002003．17辽河石化分公司两段提升管催化裂化0.6Mt/a改0.8Mt/a200080002003．58锦西石化分公司两段提升管催化裂化0.8Mt/a改1.0Mt/a260075002003．10FCC高效汽提器工业应用一览表16新型FCC高效汽提器自1993年开发出Ⅰ型产品，至今已发展到Ⅱ型、Ⅲ型换代产品（多级串联式FCC汽提器）。工业应用效果表明，既节省汽提蒸汽用量，又提高了汽提效率，以焦炭氢含量6%左右的水平来看，已经形成了处于国内领先水平的FCC汽提工艺新技术。新型FCC汽提器具有结构简单、汽提效率高、工艺操作简便、设备造价低等特点。投入使用后，当月收回全部投资。因此，适合于在国内各种类型的催化裂化装置上推广应用。17五.总结工业应用汽提器内件布局1819表1.再生器烟气分析计算焦炭H/C比━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━新汽提器原汽提器项目2001年5月标定2000年10月标定━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━烟气分析:CO214.814.9014.5011.711.7011.5CO5.204.504.806.206.736.39O20.020.020.010.020.020.02焦炭计算氢碳比:6.487.417.9313.1612.0413.36平均值7.2712.85下降值43.44%━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━工业数据：1.荆门兴化公司0.8Mt/aRFCC装置20表2.改造前后再生器烧焦率━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━新汽提器原汽提器项目2001年5月标定2000年10月标定━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━装置处理量t/d24792451掺炼减渣率%34.2534.60产品分布:%干气+损失5.155.28液态烃11.4612.38汽油49.4548.51柴油21.1221.21油浆5.073.84烧焦7.758.78∑:100100烧焦下降-1.03%━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━21表3.改造前后汽提蒸汽量的比较━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━新汽提器原汽提器项目2001年5月标定2000年10月标定━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━汽提用汽量t/h4.14.90减少用汽量t/h0.80━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━22表499、98年部分月份焦炭中氢炭比时间H/C%时间H/C%99、112.2899、213.4399、313.3499、411.9299、510.5099、612.2699、86.5698、813.1399、96.8898、912.5999、107.4598、1012.0699、116.2498、1110.941-6月平均值12.298-11月平均值6.788-11月平均值12.182.吉林油田炼油厂0.45Mt/aRFCC装置23表5产品分布(单位：%)项目汽油柴油液化气油浆干气烧焦+损失轻油收率改造前50.9118.9611.83.543.827.1569.9150.8920.1713.22.33.915.671.1250.0921.1212.82.314.64.4671.2改造后349.3520.0214.02.74.524.8469.4二套催化装置汽提段改造后，已连续运行了3年，运行状况良好，装置操作正常。24表6处理量及产品分布项目时间处理量汽油柴油液化气油浆干气焦炭+损失轻油收率改造前61047.220.212.45.854.2310.1267.4643.747.320.112.75.754.579.5867.4641.948.120.712.85.884.498.4368.4650.249.319.613.45.234.497.9868.9改造后644.347.820.513.25.124.179.2167.83.南充炼油厂0.15Mt/aRFCC装置25