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《化學(xué)工業(yè)與工程》2014年第三期
1KH-4型噴嘴的長周期工業(yè)應(yīng)用
揚(yáng)子石化煉油廠催化裂化裝置自1999年以來一直采用KH-3噴嘴,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。隨著重油深度加工技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)品多樣性的要求,其反應(yīng)條件更加苛刻,對進(jìn)料噴嘴的霧化效果要求更高。催化裂化裝置于2006年10月安裝了4臺KH-4型高效噴嘴,替換了原來KH-3型噴嘴,自提升管中部進(jìn)料,原料為減三線、減四線蠟油,適量摻煉渣油,自更換噴嘴后裝置連續(xù)運(yùn)行1380天。2010年8月后停工,檢修時取出噴嘴,發(fā)現(xiàn)噴嘴喉道處完好不磨損,噴頭無堵塞,僅有輕微結(jié)焦現(xiàn)象。由于噴嘴的使用壽命一般為一個運(yùn)行周期(即3年左右),基于KH-4型噴嘴的成功運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),新運(yùn)行周期(2010年9月至今)仍然選擇使用KH-4型噴嘴。為分析改造效果,以2003年1—6月(KH-3型噴嘴)數(shù)據(jù)作為空白對比樣,分別在2006年12月(運(yùn)行初期,標(biāo)定一)、2007年12月(運(yùn)行中期,標(biāo)定二)、2009年12月(運(yùn)行末期,標(biāo)定三)進(jìn)行了KH-4型噴嘴的標(biāo)定,具體標(biāo)定時間選擇在12月1日至12月7日;于2013年3月1日至3月7日(新運(yùn)行周期,標(biāo)定四)進(jìn)行了新運(yùn)行周期KH-4型噴嘴的標(biāo)定作為驗(yàn)證。
1.1原料性質(zhì)變化表1為采用KH-4型噴嘴前后原料性質(zhì)的比較。由表1可見:采用KH-4型噴嘴后(標(biāo)定一)原料密度增加了0.5%,<500℃組分減少了2百分點(diǎn),殘?zhí)柯杂性黾?標(biāo)定二和標(biāo)定四的硫和瀝青質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)比空白時期高??傮w而言,標(biāo)定一的原料性質(zhì)比空白時期略差,標(biāo)定二、三、四的原料性質(zhì)略優(yōu)于空白時期。
1.2操作條件變化采用KH-4型噴嘴前后工藝操作條件變化見表2。由表2可見:四次標(biāo)定期間裝置生產(chǎn)正常,操作條件變動不大,能真實(shí)反映出噴嘴運(yùn)行中的使用效果。采用KH-4型噴嘴后,再生溫度和二密相溫度降低,3.9MPa蒸汽產(chǎn)汽量減少,這和焦炭產(chǎn)率降低有關(guān)。另外,盡管汽提蒸汽用量降低,但依然有效降低了待生劑的氫碳比(H/C),提高了催化劑活性,降低了再生劑定炭,表明噴嘴霧化效果較好,原料不易生焦。噴嘴霧化蒸汽壓力降減小,充分利用蒸汽的能量和壓力,使每一步都將蒸汽的能量轉(zhuǎn)化應(yīng)用到霧化油滴上,能降低原料油噴嘴進(jìn)料壓力,在管路上避免壓力損失。標(biāo)定二、三處于運(yùn)行中后期,反應(yīng)器汽提蒸汽分布板產(chǎn)生偏流導(dǎo)致汽提效果不好,生焦量增大,燒焦溫度升高。考慮到噴嘴可能會結(jié)焦,適當(dāng)提高了霧化蒸汽量,各項(xiàng)數(shù)據(jù)表明噴嘴的運(yùn)行工況仍然正常。
1.3采用KH-4型噴嘴前后產(chǎn)品分布采用KH-4型噴嘴前后產(chǎn)品分布見表3。由表3可見:采用KH-4型噴嘴后(標(biāo)定一)產(chǎn)品中干氣收率降低2.07百分點(diǎn),焦炭收率降低1.47百分點(diǎn),輕質(zhì)油收率提高1.04百分點(diǎn),液收提高2.30百分點(diǎn),改造后輕油收率明顯提高。標(biāo)定二和標(biāo)定三的輕油收率略有下降,這是由于運(yùn)行中后期反應(yīng)器汽提效果差,焦炭收率增加,影響輕油收率。標(biāo)定四期間原料硫較高,為了控制汽油的硫含量,汽油干點(diǎn)略低,導(dǎo)致汽油收率低于標(biāo)定一,但柴油收率有所升高,輕質(zhì)油收率反而高于標(biāo)定一。標(biāo)定四的數(shù)據(jù)可以很好的驗(yàn)證KH-4噴嘴優(yōu)異的使用效果。
2經(jīng)濟(jì)效益分析
更換噴嘴費(fèi)用共計(jì)40萬元,采用KH-4型噴嘴未增加人工費(fèi)和操作費(fèi)。采用KH-4型噴嘴后總液收提高2.30百分點(diǎn)(其中液態(tài)烴收率提高1.26百分點(diǎn),汽油收率提高3.24百分點(diǎn),柴油收率降低2.20百分點(diǎn),干氣收率降低2.07百分點(diǎn),油漿收率增加1.29百分點(diǎn)),霧化蒸汽和汽提蒸汽用量共減少0.8t/h。年加工時間8000h,加工量80萬t,按照干氣價格3692元/t、液態(tài)烴價格4266元/t、汽油價格5607元/t、柴油價格4406元/t、油漿價格2846元/t、1.0MPa蒸汽價格110元/t計(jì)算,年經(jīng)濟(jì)效益為:
3結(jié)論
1)使用KH-4高效噴嘴后,自2006年10月投用以來運(yùn)行至2010年8月裝置大修,連續(xù)運(yùn)行1380d,噴嘴未出現(xiàn)明顯結(jié)焦,產(chǎn)品質(zhì)量合格,霧化蒸汽和汽提蒸汽用量有所減少。目前新運(yùn)行周期(2010年9月至今)仍在使用KH-4噴嘴,2013年標(biāo)定數(shù)據(jù)顯示:裝置運(yùn)行平穩(wěn),產(chǎn)品分布較好,能很好的驗(yàn)證KH-4噴嘴優(yōu)異的使用效果。2)使用KH-4高效噴嘴后產(chǎn)品中干氣收率降低2.07百分點(diǎn),焦炭收率降低1.47百分點(diǎn),輕質(zhì)油收率提高1.04百分點(diǎn),液收提高2.30百分點(diǎn)。3)使用KH-4高效噴嘴后,可年增效益7043萬元,經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
作者:田原單位:中國石化揚(yáng)子石油化工有限公司煉油廠