吳小平，姜立輝，李曉華，王興軍，路玉娟

（沈陽(yáng)石蠟化工有限公司， 遼寧 沈陽(yáng) 110141）

催化熱裂解（CPP）工藝技術(shù)是以常壓重油為原料，采用專門研制的酸性分子篩催化劑，應(yīng)用流化催化裂化技術(shù)，選擇適宜的溫度、短停留時(shí)間、在提升管反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，達(dá)到多產(chǎn)乙烯和丙烯的目的。CPP可以充分利用催化劑的催化作用，除多產(chǎn)乙烯外，還兼顧丙烯的生產(chǎn)，其乙烯和丙烯收率分別達(dá)到20、18%(wt)以上，三烯產(chǎn)率達(dá)45%(wt)以上。并可以根據(jù)市場(chǎng)的需要，通過(guò)催化劑配方和操作條件的調(diào)整，靈活地多產(chǎn)乙烯或多產(chǎn)丙烯。

沈陽(yáng)化工集團(tuán)沈陽(yáng)石蠟化工有限公司50萬(wàn)t/a催化熱裂解（CPP）制乙烯裝置于2009年7月建成投料試車，并一次開車成功。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的生產(chǎn)運(yùn)行和調(diào)整優(yōu)化，CPP制乙烯裝置運(yùn)行平穩(wěn)。

2013年3月10日出現(xiàn)再生系統(tǒng)跑劑，3月23日停工處理，4月8日再次開車噴油，開壓縮機(jī)出現(xiàn)兩器流化中斷，最終被迫停車檢查，提出整改方案，目前裝置運(yùn)行狀況良好。

1 CPP裝置運(yùn)行存在問(wèn)題

2013年2月10日再生系統(tǒng)出現(xiàn)跑劑，每班三旋到四旋，每天都卸劑，為維持系統(tǒng)催化劑藏量，每班都大量補(bǔ)催化劑，同時(shí)立即排查引發(fā)再生系統(tǒng)催化劑跑損的因素，外取熱器、催化劑強(qiáng)度、粒度等原因，補(bǔ)充平衡劑200多噸，3月23日裝置被迫停工搶修，檢查發(fā)現(xiàn)再生系統(tǒng)外取熱器氣相返回管脫落，砸在料腿拉筋，引發(fā)1#二級(jí)旋分器灰斗與料腿焊口脫開，串氣，引發(fā)催化劑跑損。恢復(fù)原設(shè)計(jì)焊口襯里重做。

4月8日，CPP裝置反再系統(tǒng)下午開始加劑升溫轉(zhuǎn)劑，分餾系統(tǒng)塔外三路循環(huán)改塔內(nèi)循環(huán)，兩器流化正常，沉降器頂部溫度升至450 ℃時(shí)噴油，反應(yīng)溫度控制600 ℃，解吸氣壓縮機(jī)由1 500 r/min沖轉(zhuǎn)至6 000 r/min時(shí)，沉降器頂壓力由80 kPa降至34 kPa，分布板壓差達(dá)到66 kPa，瞬間催化劑流化不正常，沉降器床層料位急劇上漲，而汽提段料位下降，待生斜管密度下降，提沉降器壓力，給事故汽仍然沒(méi)有恢復(fù)，被迫切斷進(jìn)料，催化劑轉(zhuǎn)回再生器燒焦，重新轉(zhuǎn)劑流化，重復(fù)幾次仍然如此，把沉降器壓力提至由0.08 MPa（G）提至 0.01 MPa（G），反應(yīng)出口分布板床層催化劑還是流不到汽提段，懷疑沉降器某處襯里脫落堵到人字板上與器壁之間，阻止催化劑下落，4月9日，退料停工處理。對(duì)沉降器詳細(xì)檢查，沉降器汽提段打開后檢查結(jié)果：

（1）汽提段內(nèi)提升管反應(yīng)器延長(zhǎng)約45 cm，致使反應(yīng)器分布板頂部側(cè)壁4個(gè)導(dǎo)流槽移出導(dǎo)軌，其中西側(cè)導(dǎo)流槽與導(dǎo)軌脫開且導(dǎo)軌偏移。

（2）汽提段喇叭口周圍外側(cè)襯里大面積脫落損壞。

（3）汽提段人字擋板檢查結(jié)果：

第10塊與第9塊擋板兩沿間距10～12 cm；

第9塊與第8塊擋板兩沿間距100～120 cm；

第8塊與第7塊擋板兩沿間距11～13 cm；

第6塊與第5塊擋板兩沿間距26～27 cm；

第4塊與第5塊擋板兩沿間距25～26 cm；

第2塊與第1塊擋板兩沿間距30 cm。

蒸汽第一個(gè)環(huán)管與第7塊擋板基本持平，間隙5 cm，并且有脫落襯里堵住。反應(yīng)器延長(zhǎng)致使反應(yīng)器側(cè)面人字板位置上移，而汽提段器壁人字板位置不動(dòng)，致使反應(yīng)器側(cè)壁人字板與汽提段人字板的間距變短。

經(jīng)多次分析，認(rèn)為環(huán)形擋板間距變小的根本原因是提升管被拉長(zhǎng)，通過(guò)對(duì)汽提段環(huán)形擋板間距、蘑菇頭處導(dǎo)向槽的測(cè)量得出提升管比 2009年設(shè)備原始狀態(tài)被拉長(zhǎng)45 cm左右；而提升管器壁厚度由10 cm減薄到9.4 cm。以往每次停工檢查，感覺人字板間距在縮短，間隙不足以造成流化中斷，沒(méi)有得到足夠重視。

2 分析引發(fā)汽提段內(nèi)提升管拉長(zhǎng)原因

設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)立即對(duì)反應(yīng)器、汽提段進(jìn)行檢查，告知當(dāng)初設(shè)備專業(yè)只接到工藝專業(yè)提供分布板正常工況時(shí)壓差設(shè)計(jì)10 kPa，而沒(méi)有提供開車工況及事故工況的差壓，所以按照正常工況進(jìn)行設(shè)計(jì)，沒(méi)有考慮開車工況及事故工況，因此計(jì)算出來(lái)的反應(yīng)器器壁厚度10 mm，本企業(yè) DCC裝置40萬(wàn)t/a，反應(yīng)器內(nèi)提升管壁厚度16 mm,反應(yīng)溫度545 ℃，CPP反應(yīng)溫度600 ℃，器壁薄于DCC裝置，顯然是設(shè)計(jì)原因。

按照設(shè)計(jì)分布板開孔率開車工況時(shí)，轉(zhuǎn)劑勢(shì)必分布板差壓超過(guò)10 kPa（設(shè)計(jì)盲板力為13 t）；最高達(dá)到60 kPa（盲板力為98 t）；事故狀態(tài)或停電，沉降器床層催化劑堆積為恢復(fù)催化劑流化采用加大蒸汽流量，造成提升管分布板壓差達(dá)加大，正常生產(chǎn)時(shí)差壓在15 kPa，有時(shí)30～40 kPa，分布板盲板力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)值，引發(fā)汽提段提升管在高溫狀態(tài)下瞬間內(nèi)外壓差過(guò)大，盲板力超過(guò)其設(shè)計(jì)負(fù)荷，同時(shí)溫度過(guò)高，逐次、逐年累計(jì)導(dǎo)致發(fā)生提升管壁蠕變?cè)鲩L(zhǎng)。

3 沉降器臨時(shí)處理措施

3.1 結(jié)構(gòu)處理

按照檢查結(jié)果，在不更換內(nèi)部提升管的情況下，為保證裝置下次能夠繼續(xù)開車催化劑流化正常，人字板間距加大，經(jīng)與設(shè)計(jì)溝通同意采取割除10、7、6、3、2塊板，留有5塊汽提擋板。為降低分布板壓差，采取增加分布板開孔率，增加66個(gè)噴嘴的方法，開孔面積增加0.2 m2，開孔率由8.46%增加值9.99%。

3.2 操作注意事項(xiàng)

為此，在今后的開停工、正常生產(chǎn)或是事故狀態(tài)下，反應(yīng)崗位都需將提升管壓差做為重要監(jiān)控指標(biāo)，確保其在設(shè)計(jì)指標(biāo)范圍內(nèi)，其他崗位要無(wú)條件給予配合（提升管設(shè)計(jì)壓差不大于15 kPa）。

3.2 開工過(guò)程提升管壓差控制方案

將提升管總壓降 PDI-41212和分布板壓降PDI-41213組態(tài)至反應(yīng)主操作2#畫面上，方便隨時(shí)監(jiān)控。

（1）兩器升溫，放空先開到位的情況下：主風(fēng)引進(jìn)反應(yīng)部分時(shí)要先緩慢開待生滑閥，開到一定后，再緩慢打開再生滑閥將主風(fēng)引進(jìn)提升管，同時(shí)觀察分布板前后壓差變化，按照壓差的大小控制滑閥開度。

（2）趕空氣拆盲前，主風(fēng)退回再生器大部分撤出后，給蒸汽趕空氣時(shí)，適當(dāng)關(guān)小沉降器頂放空和油氣管線放空，然后看分布板差壓緩慢打開與提升蒸汽及霧化汽（壓差不要超）。撤蒸汽時(shí)不會(huì)影響壓差。

（3）拆盲板階段，縮短調(diào)油氣大盲板時(shí)間，避免反應(yīng)器整體溫度下降過(guò)低，以減少兩器沒(méi)進(jìn)料情況下吹汽時(shí)間，減少因系統(tǒng)含微量水引起的提升管壓差波動(dòng)過(guò)大。在調(diào)盲板前，請(qǐng)施工人員將前期工作準(zhǔn)備好，力爭(zhēng)在1～1.5 h將油氣大盲板、急冷器6塊小盲板調(diào)通。

（4）拆盲之后，開始兩器升溫，蒸汽進(jìn)反應(yīng)部分同樣注意上訴問(wèn)題，同時(shí)壓力采用分餾塔蝶閥控制沉降器壓力，決不能出現(xiàn)瞬間失壓；

（5）加轉(zhuǎn)劑階段，系統(tǒng)裝劑過(guò)程中系統(tǒng)裝至120 t開始再生器噴燃燒油升溫，系統(tǒng)藏量達(dá)到190 t，再生溫度達(dá)到700～730 ℃開始轉(zhuǎn)劑。轉(zhuǎn)劑時(shí)，因熱劑過(guò)來(lái)與蒸汽接觸，蒸汽體積迅速膨脹，所以轉(zhuǎn)劑要緩慢，觀察分布板差壓及沉降器壓力，調(diào)整流化正常，如波動(dòng)較大需適當(dāng)關(guān)小再生滑閥。待兩器溫度達(dá)到噴油條件。

（6）噴油時(shí)要緩慢，逐漸提高進(jìn)料量至正常，在此過(guò)程中注意兩器差壓的穩(wěn)定，分布板差壓恒定在裂解氣壓縮機(jī)2 000轉(zhuǎn)暖機(jī)時(shí)，將反應(yīng)進(jìn)料量提至60～65 t/h、反應(yīng)溫度控制在600 ℃、反應(yīng)壓力控制在(90±5)kPa；同時(shí)，乙丙烷裂解爐最大量回?zé)扗CC丙烷，將COT調(diào)整到正常操作指標(biāo)。反應(yīng)崗位未調(diào)整到位前，壓縮機(jī)崗位嚴(yán)禁升速。

（7）準(zhǔn)備就緒后，裂解氣壓縮機(jī)沖轉(zhuǎn)，由2 200轉(zhuǎn)升至5 100 r/min，待提升管壓差正常后再升至可調(diào)轉(zhuǎn)數(shù)5 632 r/min以上；隨著壓縮機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的升高，壓縮機(jī)升速過(guò)程中更要注意沉降器壓力的變化，不能突然失壓，造成分布板壓差瞬間增大，反應(yīng)及壓縮機(jī)崗位要協(xié)調(diào)控制好放火炬，控制好反應(yīng)壓力。

（8）正常生產(chǎn)階段注意觀察提升管壓差情況如果過(guò)大及時(shí)對(duì)蒸汽注入量、進(jìn)料量等進(jìn)行調(diào)整。

4 整改后運(yùn)行情況

CPP裝置于4月22日重新開車，11:30轉(zhuǎn)劑，兩器流化正常，12:50進(jìn)料，乙丙烷裂解爐同時(shí)開車，壓縮機(jī)升速反應(yīng)崗位控制放火炬及時(shí)沉降器壓力沒(méi)有波動(dòng)。提升管分布板壓差4 kPa。由于人字板減少至5塊，汽提段的密度高達(dá)700 kg/m3,再生斜管催化劑密度350～400 kg/m3波動(dòng)，待生斜管出現(xiàn)擺動(dòng)，幅度達(dá)1.5 cm, 頻率每分鐘為3次，經(jīng)分析原因是汽提段催化劑密度過(guò)大，斜管出現(xiàn)架橋，到一定密度出現(xiàn)振幅性塌方，引發(fā)待生斜管立管振動(dòng)，經(jīng)過(guò)3 d調(diào)整，減少汽提段藏量，增加汽提段底部蒸汽量，加大待生斜管拐彎處松動(dòng)氣量，汽提段的密度降至550 kg/m3,待生斜管密度降至300 kg/m3，振動(dòng)狀況得到解決，生產(chǎn)運(yùn)行正常。

5 遺留問(wèn)題

因汽提段反應(yīng)器器壁已拉伸減薄，目前還不具備整改條件，只能維持繼續(xù)開車，雖然采取些措施，但還存在風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)提出一旦反應(yīng)器被拉斷時(shí)的現(xiàn)象及處理手段，防止事故擴(kuò)大等方案。

待下次停車檢修對(duì)汽提段內(nèi)提升管進(jìn)行更換,壁厚加至16 mm。