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摘 要：哈尔滨石化公司催化车间Ⅱ套重油催化裂化装置采用单器单段逆流完全再生技术。根据2005年装置扩能的具体要求，装置主风负荷成为主要“瓶颈”之一。为此，考虑改为不完全再生，实践证明经过技术改造再生器烧焦负荷提高，使装置处理量提高20t/h，实现了装置0.6Mt/a的加工负荷。
关键词：催化裂化装置；催化剂；完全再生；不完全再生；技术改造
1 前言
中石油哈尔滨石化分公司催化车间Ⅱ套重油FCC装置是1990年由中石化洛阳石化工程公司设计的。设计加工能力0.3Mt/a，采用单器两段逆流完全再生技术。2005年装置扩能改造，装置主风负荷成为主要“瓶颈”之一。为此，改为不完全再生。
2 改变再生方式的有利条件
Ⅱ套重油FCC装置有利于将完全再生改为不完全再生方式后继续保持理想的烧焦效果。
2.1 采用同轴式两器结构反再系统为同轴布置，待生催化剂径向分布均匀，同一水平面烧焦效果比较均匀。
2.2 再生压力由原来0.15-0.17MPa提高到0.22-0.25Mpa（abs）。改造主风机的转子和隔板，使其供风机出口压力得到提高，提高了烧焦速度。
2.3 采用新型单段逆流再生技术设计中从待生催化剂导入再生器的方式和空气分布器的结构入手，使待生催化剂在床层内均匀分布，提高气体和催化剂颗粒的接触效率，加上其它配套的技术措施，能够在单段再生条件下，取得理想的烧焦效果。主要体现在以下几个方面：
a.提高待生套筒高度并专门设计的催化剂分配器，使待生催化剂进入密相床上部后向下流，与主风形成气固逆流接触烧焦的良好条件，有利于提高总的烧焦强度。
b.主风分布器由原来的主风分布管改为现在的主风分布板，使主风在同一界面上分布更加均匀。
c.在密相床内设置两层隔栅以破坏烧焦过程中形成的较大气泡，营造更好的主风与催化剂接触环境。
3 难点
从Ⅱ套重油FCC装置再生器的结构和不完全再生的特点分析，再生方式改为不完全再生存在一些难点，主要体现在如何避免尾燃。
a.待生套筒流化风和待生催化剂分配器输送风（标准状态）为18.0m3/min左右，这部分风与催化剂短时间接触后就进入再生器稀相，如果和在密相没有完全燃烧的CO接触即会继续燃烧，发生尾燃。
b.外取热器流化风、提升风总量（标准状态）为120.0m3/min左右，也进入密相床上层容易造成尾燃。
4 不完全再生的实施
4.1 准备工作
针对上述难点，采取了相应的措施，为再生方式能够成功转换创造了条件。
（1）在主风机出口增加主风微调放空设施，保证能够及时有效地控制不完全再生后可能发生的“二次燃烧”和“炭堆积”。
（2）加入CO助燃剂，提高烧焦速度，确保主风在密相床层的利用效果。
（3）再生器催化剂藏量由38t补充到45t，增加床层高度，增加催化剂和主风的单程接触时间，使主风在床层中充分利用，保证密上层烟气处于贫氧状态。
（4）卸空三旋储罐中的废催化剂，确保在操作条件变化情况下三旋和烟机的正常运行。
4.2 不完全再生的实施和运行情况
本次不完全再生采用了定加工量降主风来实现的。完全再生时主风量（标准状态）为910.0m3/min左右，在处理量不变的情况下，参照常规再生的操作条件，改为不完全再生后主风量只需要（标准状态）750.0m3/min左右。
通过逐步降低主风机入口阀开度降低风量，进入贫氧后改用微调放空调节进入再生器的主风量。实施过程及改为不完全再生后，再生器运行平稳，流化始终正常，催化剂藏量能够正常维持，催化剂没有出现异常跑损现象，三旋出口烟气分析合格；温度控制正常，没有发生尾燃，但发生了轻微“炭堆积”，总体实现了贫氧再生。
5 不完全再生的运行效果和技术分析
完全再生改为不完全再生的效果显著，基本达到预期的目标。
5.1 尾燃的防范
由于前期的藏量适合，主风中的氧基本耗净在密相中，稀相虽然存在一定浓度的CO但没有发生尾燃，多次在贫氧和富氧状态下的转变也没有尾燃的发生，这说明床层藏量的提高是适合的，同时证明套筒和外取热筒体流化风量控制是适合的。
5.2 碳堆积的防范
在具体操作中采取了降低外取热取热量维持密相温度在695-705℃控制，但催化剂仍存在一定程度的碳堆积，特别是随着CO浓度的增加碳堆积迹象越加明显（CO浓度超过2.0%），严重情况下影响产品分布、操作恶化。不得已将CO浓度控制在1.5-2.0%间控制。
5.3 外取热发汽降低
为了提高烧焦效果需要维持较高的密相床温（695-705℃），不得已降低了外取热的取热量。
5.4 电量消耗增加
由于采取的是降低主风来实现贫氧操作，在实际运行中为了控制适当的两器差压不得已靠关闭烟机入口蝶阀来实现再生压力的控制，造成了烟机入口压力降低了近0.06Mpa影响了烟机回收功率，增加了电机电能消耗，装置用电增加了近1.2万度/天，相当程度上增加了装置能耗。
5.5 催化剂活性的降低、产品分布的变差
在采用贫氧后催化剂定碳增加，降低了催化剂的整体活性，单纯靠增加反应温度来满足对回炼油、分馏塔底液面的控制，而催化剂活性的贡献值降低相当程度上增加了热裂化反应程度，产品分布变差，干气、柴油、回炼油产出率增加。
5.6 操作弹性的降低
由于贫氧状态的操作下苛刻度增加，装置的的操作弹性降低，再生滑阀开度达到70%、两器压差刚好满足催化剂循环的需求。
6 结论
6.1 此状态下贫氧处理量可以达到1800吨/天，但进一步提量存在一定困难，操作苛刻度增加，没有一定调节余地。
6.2 装置能耗没有得到有效改善，反而有所增加。
6.3 整体反应前期提高床层藏量、降低流化风（套筒、外取热筒体）的措施是得当的。
6.4 系统催化剂活性偏低，对装置的贡献值较差。
7 经验分析
7.1 催化剂的活性必须得到有效的提高，才能保证合适的产品分布，为分馏塔操作创造适合的条件。
7.2 在当前原料不很重的条件下运行贫氧操作整体效益较差。
7.3 装置进入贫氧状态在原料比较重的条件下较为适合。
关键词：催化裂化装置；催化剂；完全再生；不完全再生；技术改造
1 前言
中石油哈尔滨石化分公司催化车间Ⅱ套重油FCC装置是1990年由中石化洛阳石化工程公司设计的。设计加工能力0.3Mt/a，采用单器两段逆流完全再生技术。2005年装置扩能改造，装置主风负荷成为主要“瓶颈”之一。为此，改为不完全再生。
2 改变再生方式的有利条件
Ⅱ套重油FCC装置有利于将完全再生改为不完全再生方式后继续保持理想的烧焦效果。
2.1 采用同轴式两器结构反再系统为同轴布置，待生催化剂径向分布均匀，同一水平面烧焦效果比较均匀。
2.2 再生压力由原来0.15-0.17MPa提高到0.22-0.25Mpa（abs）。改造主风机的转子和隔板，使其供风机出口压力得到提高，提高了烧焦速度。
2.3 采用新型单段逆流再生技术设计中从待生催化剂导入再生器的方式和空气分布器的结构入手，使待生催化剂在床层内均匀分布，提高气体和催化剂颗粒的接触效率，加上其它配套的技术措施，能够在单段再生条件下，取得理想的烧焦效果。主要体现在以下几个方面：
a.提高待生套筒高度并专门设计的催化剂分配器，使待生催化剂进入密相床上部后向下流，与主风形成气固逆流接触烧焦的良好条件，有利于提高总的烧焦强度。
b.主风分布器由原来的主风分布管改为现在的主风分布板，使主风在同一界面上分布更加均匀。
c.在密相床内设置两层隔栅以破坏烧焦过程中形成的较大气泡，营造更好的主风与催化剂接触环境。
3 难点
从Ⅱ套重油FCC装置再生器的结构和不完全再生的特点分析，再生方式改为不完全再生存在一些难点，主要体现在如何避免尾燃。
a.待生套筒流化风和待生催化剂分配器输送风（标准状态）为18.0m3/min左右，这部分风与催化剂短时间接触后就进入再生器稀相，如果和在密相没有完全燃烧的CO接触即会继续燃烧，发生尾燃。
b.外取热器流化风、提升风总量（标准状态）为120.0m3/min左右，也进入密相床上层容易造成尾燃。
4 不完全再生的实施
4.1 准备工作
针对上述难点，采取了相应的措施，为再生方式能够成功转换创造了条件。
（1）在主风机出口增加主风微调放空设施，保证能够及时有效地控制不完全再生后可能发生的“二次燃烧”和“炭堆积”。
（2）加入CO助燃剂，提高烧焦速度，确保主风在密相床层的利用效果。
（3）再生器催化剂藏量由38t补充到45t，增加床层高度，增加催化剂和主风的单程接触时间，使主风在床层中充分利用，保证密上层烟气处于贫氧状态。
（4）卸空三旋储罐中的废催化剂，确保在操作条件变化情况下三旋和烟机的正常运行。
4.2 不完全再生的实施和运行情况
本次不完全再生采用了定加工量降主风来实现的。完全再生时主风量（标准状态）为910.0m3/min左右，在处理量不变的情况下，参照常规再生的操作条件，改为不完全再生后主风量只需要（标准状态）750.0m3/min左右。
通过逐步降低主风机入口阀开度降低风量，进入贫氧后改用微调放空调节进入再生器的主风量。实施过程及改为不完全再生后，再生器运行平稳，流化始终正常，催化剂藏量能够正常维持，催化剂没有出现异常跑损现象，三旋出口烟气分析合格；温度控制正常，没有发生尾燃，但发生了轻微“炭堆积”，总体实现了贫氧再生。
5 不完全再生的运行效果和技术分析
完全再生改为不完全再生的效果显著，基本达到预期的目标。
5.1 尾燃的防范
由于前期的藏量适合，主风中的氧基本耗净在密相中，稀相虽然存在一定浓度的CO但没有发生尾燃，多次在贫氧和富氧状态下的转变也没有尾燃的发生，这说明床层藏量的提高是适合的，同时证明套筒和外取热筒体流化风量控制是适合的。
5.2 碳堆积的防范
在具体操作中采取了降低外取热取热量维持密相温度在695-705℃控制，但催化剂仍存在一定程度的碳堆积，特别是随着CO浓度的增加碳堆积迹象越加明显（CO浓度超过2.0%），严重情况下影响产品分布、操作恶化。不得已将CO浓度控制在1.5-2.0%间控制。
5.3 外取热发汽降低
为了提高烧焦效果需要维持较高的密相床温（695-705℃），不得已降低了外取热的取热量。
5.4 电量消耗增加
由于采取的是降低主风来实现贫氧操作，在实际运行中为了控制适当的两器差压不得已靠关闭烟机入口蝶阀来实现再生压力的控制，造成了烟机入口压力降低了近0.06Mpa影响了烟机回收功率，增加了电机电能消耗，装置用电增加了近1.2万度/天，相当程度上增加了装置能耗。
5.5 催化剂活性的降低、产品分布的变差
在采用贫氧后催化剂定碳增加，降低了催化剂的整体活性，单纯靠增加反应温度来满足对回炼油、分馏塔底液面的控制，而催化剂活性的贡献值降低相当程度上增加了热裂化反应程度，产品分布变差，干气、柴油、回炼油产出率增加。
5.6 操作弹性的降低
由于贫氧状态的操作下苛刻度增加，装置的的操作弹性降低，再生滑阀开度达到70%、两器压差刚好满足催化剂循环的需求。
6 结论
6.1 此状态下贫氧处理量可以达到1800吨/天，但进一步提量存在一定困难，操作苛刻度增加，没有一定调节余地。
6.2 装置能耗没有得到有效改善，反而有所增加。
6.3 整体反应前期提高床层藏量、降低流化风（套筒、外取热筒体）的措施是得当的。
6.4 系统催化剂活性偏低，对装置的贡献值较差。
7 经验分析
7.1 催化剂的活性必须得到有效的提高，才能保证合适的产品分布，为分馏塔操作创造适合的条件。
7.2 在当前原料不很重的条件下运行贫氧操作整体效益较差。
7.3 装置进入贫氧状态在原料比较重的条件下较为适合。