催化裂化再生器稀相密度异常分析与处置
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摘 要：针对某催化裂化装置再生器稀相密度出现异常升高、再生器藏量下降、三级旋风分离器出口烟气细粉变粗等现象，经过分析平衡催化剂上铁含量、平衡催化剂电镜扫描等方法确认，是平衡催化剂铁中毒导致。通过降低原料铁含量、提高新鲜催化剂加入速率、使用低磁剂置换、降低主风量等措施，使再生器稀相密度、再生器藏量等快速恢复正常工况。
关键词：催化裂化装置;稀相密度;铁中毒
1 再生器稀相密度异常现象
1.1 三级旋风分离器回收物数量增加
装置正常三级旋风分离器回收物每周回收1次，通过回收物储罐料位变化情况获取回收物数量。三级旋风分离器的回收物数量从正常的每周2t增加到每周8t。
1.2 再生器稀相密度上升
再生器稀相3个密度监测点测定的催化剂密度见图1。从图1可以看出，再生器稀相上部密度从正常值3～7kg上升到22kg，旋风分离器入口密度从正常值的不大于1kg上升到12kg，稀相中部密度同步上升了15kg。
1.3 三級旋风分离器出口烟气粉尘颗粒变粗
三级旋风分离器出口烟气粉尘正常的粒度分布为：0～3μm颗粒体积分数86.22%～98.58%，颗粒体积分数0.07%～2.37%，10μm以上颗粒体积分数不大于3%。3月16日，三级旋风分离器出口烟气粉尘粒度分布为：0～3μm颗粒体积分数56.82%，3～5μm颗粒体积分数30.48%，5～10μm颗粒体积分数8.93%，大于10μm颗粒体积分数3.77%，其中10μm以上颗粒体积分数超过了不大于3%的控制指标。3～5μm颗粒体积分数1.35%～11.41%，5～10μm。
2 原因分析及探讨
2.1 操作参数异常影响跑剂
再生器稀相密度上升前后，反应—再生的主要操作参数，如再生器压力、主风量、再生温度、再生器藏量等参数控制均相对稳定，基本排除操作参数异常引起跑剂的可能性。
2.2 再生器旋风分离器效率
再生器内一、二级旋风分离器可将大部分粒径大于40μm的催化剂细粉回收。三级旋风分离器回收物粒度分布没有发生大的变化，40μm以上粗颗粒没有明显增加。说明再生器一、二级旋风分离器效率没有发生明显下降。因此基本排除再生器一、二级旋风分离器发生故障的可能性。
2.3 分布板破损的影响
主风分布板和烧焦罐大孔分布板压降没有发生明显变化，基本排除分布板破损引起主风偏流后导致催化剂跑损的可能性。
2.4 催化剂铁中毒
有机铁沉积在催化剂颗粒外表面后会形成1～3μm的壳状堆积层，从而导致催化剂的堆密度下降、再生器床层膨胀。大量催化剂颗粒明显偏红且存在催化剂粘连，部分催化剂颗粒出现凹坑、破碎，少量催化剂表面呈现出透明状，符合催化剂铁中毒时外观发红、催化剂熔融的症状。
3 采取的措施及效果
针对上述问题，采取了以下措施：①降低原料中的铁含量。铁主要集中在渣油中，因此，通过降低再生器取热负荷来降低掺渣量，尽可能减少原料中的铁含量;②降低再生器床层膨胀。降低提升管进料负荷以降低主风量，并适当提高再生器顶部压力，减少床层膨胀量，降低再生器稀相密度以减少旋风分离器入口催化剂浓度;③置换中毒催化剂。提高新鲜催化剂加入量，加快低磁剂加入量，适当补充铁含量低的平衡催化剂以提高置换速率。
4 新鲜催化剂快速置换存在的问题
在通过提高新鲜催化剂加注量以加快中毒催化剂置换期间，烟机前后轴振动均出现不同程度上升，其中前轴振动最高升到78μm。分析原因主要是新鲜催化剂加入速率提高后，烟机入口烟气中超细粉含量增加，这些超细粉极易在轮盘表面粘附，从而导致烟机轮盘动平衡破坏引发振动。为此，采购了一批活性高、细粉含量和金属含量较低的低磁剂用来部分替代新鲜催化剂对活性的补充，另外操作上还通过调节烟机轮盘冷却蒸汽对烟气轮盘进行人为扰动，通过以上措施烟机振动情况得到明显缓解。
5 结束语
该装置再生器稀相密度异常的原因是再生催化剂铁中毒。催化裂化催化剂铁中毒不仅会引起催化剂裂化性能下降、产品分布变差，还会导致催化剂堆密度下降、细粉增加，从而影响流化性能，并导致再生器跑剂。通过降低原料铁含量、快速置换反应—再生系统催化剂、低生焦低主风操作等手段使再生器工况快速恢复正常。反应—再生系统中催化剂的置换使用低磁剂较为合适，如果通过大幅提高新鲜催化剂加剂速率来进行活性保持和置换，应对烟机运行状况加强关注，避免引发次生事故。
参考文献：
[1]陈俊武，曹汉昌.催化裂化工艺与工程[M].北京：中国石化出版社，1995.
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