催化裂化装置对CS-Ⅱ型新型喷嘴的应用分析

郭 祥，蒋小亮，冯李杨

（1.中国石油玉门油田分公司炼油化工总厂催化车间，甘肃酒泉 735200；2.中国石油玉门油田分公司炼油化工总厂气分MTBE车间，甘肃酒泉 735200）

催化裂化装置对CS-Ⅱ型新型喷嘴的应用分析

郭 祥1，蒋小亮1，冯李杨2

（1.中国石油玉门油田分公司炼油化工总厂催化车间，甘肃酒泉 735200；2.中国石油玉门油田分公司炼油化工总厂气分MTBE车间，甘肃酒泉 735200）

催化裂化进料喷嘴，特别是重油催化裂化进料喷嘴，是催化裂化关键设备之一。进料喷嘴性能的优劣对裂化反应产品分布起着重要作用，性能优越的喷嘴可以改善进料喷嘴的雾化性能，减轻设备结焦，延长装置运行周期。随着原油趋于重质化，催化裂化原料油趋于劣质化，增加了原料油在反应时的裂化难度，可能造成设备结焦。

催化裂化装置；CS-Ⅱ型新型喷嘴；应用

1 装置喷嘴使用过程

玉门炼化二套重油催化裂化装置建成投产于1994年11月，加工负荷为80万t/a[1]。2004年9月装置进行了重油催化裂化改造工程，改造后采用石油大学两段提升管反应技术（TSRFCC），第一提升管为4组BWJ-III型原料油雾化喷嘴；第二提升管为4组BWJ-II型循环油雾化喷嘴。2010年9月装置对第一提升管进料方式进行改造，将分段进料方式改为环形进料方式，同时更换BWJ-III型喷嘴为KH-5型喷嘴。KH喷嘴使用过程中发现存在偏流状况，在2015年4月将装置的KH-5型喷嘴更换为CS-Ⅱ型喷嘴。由于应用效果较好，2016年7月大检修时，提升管10个喷嘴全部更换为CS-Ⅱ型喷嘴。目前装置运行平稳，各项经济技术指标改善，装置的运行水平得到较大幅度的提升。

2 CS喷嘴性能特点

2.1 KH喷嘴存在的不足

重油催化裂化装置在更换喷嘴前使用的是KH-5喷嘴，KH喷嘴的设计是采用双喉道，充分利用蒸汽能量来物化油料；采用高流速雾化，射流速度在90m/s左右，压降在0.6MPa。

2.2 CS喷嘴性能特点

CS喷嘴属于低速喷嘴，采用二次雾化工艺，改善液雾区状况，隔离液雾，喷嘴内不同方向多级蒸汽流股冲击雾化，喷射流覆盖面积大而薄，增加喷嘴周边长度。CS喷嘴射流速度50～60m/s，压力降小于0.4MPa，不出现油气抢量，运行平稳，适应性强，不振动。

CS喷嘴的性能特点主要表现在：

（1）改善液雾区状况。CS喷嘴采用两段雾化，使原料油平均粒度小于60μm，可达到50μm。出口为扇形，覆盖面更宽，更薄，使油剂接触更加均匀充分。

（2）低线速进料。该喷嘴属于低线速喷嘴，不会在喷嘴上方产生负压区，减少了边壁效应及对喷嘴、提升管壁、催化剂的磨损。低线速进料，料端基本在提升管的中心线，与催化剂接触更加充分，不会对喷嘴对面冲蚀。进料后在喷嘴上方1m左右，与催化剂形成共同的活塞流，不影响流化。

（3）安装简单，CS喷嘴的安装不严格要求对中检测。

总之，CS喷嘴采用二次雾化工艺，覆盖面积大，可提高原料雾化效果，其低流速特性，可有效降低线速，确保原料油与催化剂的充分接触，减少对催化剂的破坏，减小喷嘴的振动，促进催化裂化反应的进行。

3 CS喷嘴应用效果

3.1 装置操作参数变化情况

喷嘴更换前后装置的操作参数没有进行较大的调整，原料雾化蒸汽控制在5%左右，一提一次蒸汽控制在3.6t/h，一提二次蒸汽控制在0.6t/h，二提的雾化蒸汽控制在2.8t/h。通过雾化蒸汽的用量可以看出，更换CS喷嘴后，蒸汽用量有所上升。

3.2 装置产品分布变化情况

重油催化裂化装置的原料较改造前原料性质有一定改善，原料残炭下降0.313 %（w）、密度下降17.3 kg/m3，但原料盐含量，终馏点都较改造前有所提高，总体上原料性质改善，为CS喷嘴良好运行打下了基础，也为降低装置结焦营造了良好条件。

使用CS-Ⅱ型喷嘴后，汽油收率上升4.08%，柴油收率下降3.1%，液态烃收率下降0.65%，干气+烧焦下降3.89%，油浆收率上升3.58%，总液收上升0.33%。汽油、柴油收率变化大主要是由于装置加工方案发生变化，由柴油方案变为汽油方案。

3.3 平衡催化剂变化情况

装置使用CS-Ⅱ型喷嘴后，平衡剂细粉含量降低，20～40μm粒径分布减少25%，40～110μm的有效组分增加了46%，111μm以上含量下降60%，催化剂细粉含量和大颗粒含量明显下降。同时我们从催化剂跑损情况可以看出，装置的催化剂跑损单耗在逐步降低。从烟机入口催化剂颗粒浓度可以知道，烟机入口催化剂颗粒浓度下降了30%～50%。这充分说明反再系统的催化剂破损情况较以前有了很大改观，烟气中携带催化剂细粉含量减少。装置催化剂单耗在持续下降，催化剂活性在持续上升，从侧面可以反映出CS-CS-Ⅱ型喷对保护催化剂性能起到了很大的作用。

4 结束语

重油催化裂化装置在更换为CS喷嘴运行后，在当前原料性质情况下，喷嘴对原料的适应性强，目的产品分布得到改善，促进了装置的安全平稳运行。主要表现在：原料性质改善的基础上，装置干气+烧焦量下降3.89%，液收上升0.33%，同时喷嘴的压降变小，催化剂破碎状况得到改善，能够在维持催化剂性能、控制油浆固含量等方面发挥一定的促进作用。

[1] 王雷.重油催化裂化技术的研究进展[J].广东化工，2011，（4）.

Application of Catalytic Cracking Unit to CS-Ⅱ New Type Nozzle

Guo Xiang，Jiang Xiao-liang，Feng Li-yang

Catalytic cracking feed nozzles，especially heavy oil catalytic cracking feed nozzles，are one of the key equipment for catalytic cracking.The performance of the feed nozzle plays an important role in the distribution of the cracking reaction product.The superior performance of the nozzle can improve the atomization performance of the feed nozzle，reduce the coking of the equipment and prolong the operation cycle of the device.As the crude oil tends to be heavy，the catalytic cracking feedstock tends to be inferior，increasing the diff i culty of cracking of the feedstock in the reaction，which may cause the equipment to coke.

catalytic cracking unit；CS-Ⅱ new type nozzle；application

TE624.4

：B

：1003–6490（2017）04–0075–01

2017–03–28

郭祥（1992—），男，甘肃酒泉人，助理工程师，主要从事炼油化工工作。