傳統(tǒng)延遲焦化工藝改造成調(diào)節(jié)循環(huán)比工藝可行性探討

＊張紅旭

（中海石油舟山石化有限公司 浙江 316015）

傳統(tǒng)延遲焦化工藝改造成調(diào)節(jié)循環(huán)比工藝可行性探討

＊張紅旭

（中海石油舟山石化有限公司 浙江 316015）

傳統(tǒng)延遲焦化工藝循環(huán)比比較固定，對改變產(chǎn)品的性質(zhì)、分布影響較小，如果采用調(diào)節(jié)循環(huán)比工藝，可以很好的解決這個問題。通過同行業(yè)同類裝置靈活循環(huán)相較于工藝改造效果上來看，大大提高了延遲焦化裝置上的實際操作的靈活性。本文對傳統(tǒng)延遲焦化裝置上的改造進行了可行性方面的分析。

傳統(tǒng)延遲焦化；工藝改造；循環(huán)比

1.裝置的現(xiàn)狀和存在問題

舟山石化2.4Mkt/a延遲焦化裝置，于2008年投產(chǎn)以來，經(jīng)過了摻煉重質(zhì)油流程改造和增加原料油預(yù)處理系統(tǒng)兩次比較大的改造，形成了目前以加工渣油為主，加工海洋重質(zhì)原油為輔的特色生產(chǎn)模式。

現(xiàn)有生產(chǎn)工藝流程見圖1。原料重油自罐區(qū)經(jīng)泵送入裝置，換熱后進焦化爐對流段，在分餾塔底與高溫油氣接觸。分餾塔底油經(jīng)泵入焦化爐輻射段，經(jīng)四通閥進入焦碳塔底部。裂解油氣在分餾塔內(nèi)自下而上分餾出重蠟油、重餾分油、粗柴油、粗汽油和富氣組分。重餾分油作為加氫改質(zhì)進料，粗柴油和粗汽油作為加氫精制進料，重蠟油作為產(chǎn)品銷售。

圖1 公司延遲焦化工藝流程

上述生產(chǎn)流程在實際操作中，存在以下問題：（1）不能根據(jù)實際生產(chǎn)的需求來調(diào)節(jié)循環(huán)比。循環(huán)比它主要是用來控制焦化蠟油的干點，對焦化裝置加工量、產(chǎn)量、產(chǎn)品分布和性質(zhì)都有影響。（2）循環(huán)比過高會造成焦化的加熱爐及焦炭塔、分餾系統(tǒng)的負荷升高，結(jié)果只能犧牲裝置加工量的生產(chǎn)。（3）加熱爐流程為對流段和輻射段分開，油品進對流段后入分餾塔，對流段和輻射段分別操作，由于受焦化周期性操作影響，對流段溫度波動較大，易造成對流段超溫現(xiàn)象，同時也會造成分餾塔底液位波動嚴重。

按照設(shè)計要求加工的原料為含硫低氮重油，而裝置投產(chǎn)以來，實際加工的原料為低硫高氮重油，在日常生產(chǎn)中調(diào)節(jié)循環(huán)比、多出重蠟油是主要的操作調(diào)整手段。對傳統(tǒng)延遲焦化工藝來說，實際的循環(huán)比比較固定，在操作中可調(diào)節(jié)的幅度較小，只能依靠調(diào)整原料的性質(zhì)來改變產(chǎn)品中的氮分布。

摻煉海洋重質(zhì)原油對產(chǎn)品收率有明顯影響，特別是粗汽油、粗柴油、重餾分油、重蠟油的產(chǎn)品分布尤為明顯，重餾分油中的氮含量從摻煉油開始有所降低。

2.調(diào)節(jié)循環(huán)比的兩種流程

循環(huán)比主要是指分餾塔內(nèi)焦化餾出油的循環(huán)量以及與新鮮原料油量的比值?，F(xiàn)在可調(diào)節(jié)循環(huán)比有兩種方法，第一種則是反應(yīng)油氣和原料在分餾塔進料段直接換熱的過程，主要靠改變分餾塔蒸發(fā)段溫度來調(diào)節(jié)循環(huán)油量，第二種則是從分餾塔抽出循環(huán)油或者是餾分油，并按照比例和新鮮進料進行混合，在這種情況下原料油會從油氣進料口上側(cè)、下側(cè)進塔，根據(jù)需要冷凝循環(huán)油量來調(diào)節(jié)原料的上、下進料量。

與傳統(tǒng)延遲焦化流程相比較的話，調(diào)節(jié)循環(huán)比工藝流程有其本身的優(yōu)點，其優(yōu)點在加熱后的原料油不進分餾塔，而是直接進入焦炭塔中。分餾塔內(nèi)的反應(yīng)油氣熱量由塔底的循環(huán)油回流帶走。進焦化加熱爐的循環(huán)油量可以根據(jù)需要來進行調(diào)節(jié)，下面介紹兩種不同的可調(diào)循環(huán)比流程。

(1)可調(diào)循環(huán)比流程。裝置外原料油進入原料緩沖罐，經(jīng)原料泵加壓后分別與分餾塔各側(cè)線換熱后進入加熱爐進料緩沖罐，與循環(huán)油一起經(jīng)加熱爐進料泵送至加熱爐對流段、輻射段后進焦炭塔，如圖2。

(2)靈活循環(huán)比流程。分餾塔底油（循環(huán)油）經(jīng)泵抽出與對流油混合后進入緩沖罐，調(diào)節(jié)循環(huán)油泵出口重蠟油的流量，使進入緩沖罐油量的大小來改變循環(huán)比，該工藝具有靈活調(diào)節(jié)循環(huán)比的功能，可根據(jù)生產(chǎn)要求來調(diào)整生產(chǎn)方案和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，最關(guān)鍵的使該工藝可實現(xiàn)超低循環(huán)比的要求，對流出口油不進分餾塔，調(diào)節(jié)循環(huán)油泵出口到緩沖罐的油量來實現(xiàn)數(shù)據(jù)為零的操作模式，使輻射油中不含循環(huán)油組分，實現(xiàn)超低循環(huán)比的操作，如圖3。

上面兩種流程有以下特點：

(1)操作靈活，適應(yīng)性強。裝置主要設(shè)備富氣壓縮機、分餾塔、輻射泵等運行環(huán)境狀態(tài)均較好。根據(jù)實際情況、裝置加工量和產(chǎn)品分布的最佳組合，采用調(diào)節(jié)循環(huán)比工藝改造會進一步改善目前的生產(chǎn)狀況和操作條件。(2)反應(yīng)油氣的熱量用循環(huán)油回流來取走，使分餾塔的蒸發(fā)層與塔底溫度根據(jù)實際生產(chǎn)需要進行調(diào)節(jié)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，流程中的循環(huán)油也可以是重蠟油、重餾分油或粗柴油。(3)分餾塔底的循環(huán)油的溫度一般可以控制到350℃左右，這樣就可以減輕塔底結(jié)焦的情況。(4)重質(zhì)的原料油不需要再進入分餾塔，與油氣也不混合，對于穩(wěn)定、提高分餾塔上部產(chǎn)品的性質(zhì)與質(zhì)量是有很大好處的。(5)加熱爐進料溫度最高為330℃進對流室。這樣可能降低焦化裝置主要設(shè)備輻射泵在操作方面的苛刻度，也有利于操作，分餾塔塔底溫度下降到350℃左右，減緩了焦粉在分餾塔底部的積聚，更加有效地減輕了分餾塔底結(jié)焦和輻射泵入口帶焦粉的現(xiàn)象，解除了分餾塔塔底結(jié)焦對長周期運行的制約。

圖2 可調(diào)循環(huán)比焦化工藝流程

圖3 靈活循環(huán)比焦化工藝流程

據(jù)報道，廣州石化、勝利油田石化總廠、武漢石化均進行了可調(diào)循環(huán)比流程改造，焦化循環(huán)比的變化對裝置處理能力、產(chǎn)品收率、加熱爐進料的性質(zhì)、焦化蠟油餾程和康氏殘?zhí)康挠绊懕容^大；但是對粗汽以及柴油產(chǎn)品的質(zhì)量影響則不大，所以裝置可以根據(jù)具體的情況來改變循環(huán)比，使裝置的操作更具有靈活性，結(jié)果證明該裝置的改造取得了成功。

另據(jù)報道，長嶺石化進行了新增緩沖罐和對靈活循環(huán)比流程的改造，在裝置開工之后，投用成功的同時，建立塔底重蠟油循環(huán)，控制分餾塔塔底溫度在340～350℃之間，并控制塔底液位在10%～30%之間，從而減少塔底蠟油在塔內(nèi)的停留時間，防止了塔底的結(jié)焦，控制緩沖罐液位在40%～70%間，并加強對緩沖罐差壓液位計的檢查力度，防止因為緩沖罐液面不準確而出現(xiàn)輻射泵抽空的問題，渣油進緩沖罐的溫度在340～350℃左右。使用到現(xiàn)在，輻射泵和重蠟油泵運行良好，重蠟油過濾器也不需要清理，循環(huán)油泵也沒有出現(xiàn)抽空現(xiàn)象，循環(huán)比大，粗汽、柴油收率增加，重蠟油收率的降低，焦炭與氣體收率增加，裝置加工能力下降；降低循環(huán)比，粗汽、柴油收率降低，重蠟油收率高。

3.調(diào)循環(huán)比改造的可行性

(1)工藝改造比較

如果采用可調(diào)節(jié)循環(huán)比工藝對流程上的改動，是把原料油與高溫油氣在塔內(nèi)換熱更改為原料油和循環(huán)油通過換熱器在塔外部進行換熱，對于這個改造過程，裝置可通過增加幾組換熱器完成改造。配合流程改造，將輻射段和對流段連為一體，同時取消了對流出口管線及對流放空管線，裝置改動大，投資也較大。

采用靈活調(diào)節(jié)循環(huán)比，只需在現(xiàn)有工藝流程中添加一個緩沖罐和相應(yīng)的連接管線即可，所需改動以及增加的部分只限于分餾塔，而加熱爐和焦炭塔等其它部分一般不做變動,其他現(xiàn)有流程不會有較大的改動，投資較小，經(jīng)濟效益明顯。

(2)兩種調(diào)節(jié)循環(huán)比工藝改造的優(yōu)缺點

可調(diào)節(jié)循環(huán)比工藝流程從焦粉平衡的角度看，塔底循環(huán)油容易產(chǎn)生塔底焦粉沉積，同時塔底循環(huán)油作為分餾塔洗滌換熱段換熱洗滌油使用，會產(chǎn)生瀝青態(tài)及焦態(tài)固體物的積聚，從而影響到分餾塔與塔底過濾器的正常運行，所以在同樣的操作條件下會增加焦粉隨油氣上升進入粗柴油和蠟油餾份中的量。裝置采用定期外甩分餾塔循環(huán)油來保證塔底循環(huán)量，通過這種措施應(yīng)對含有的大量焦粉，但是循環(huán)油處理困難。

采用靈活循環(huán)比工藝流程可以有效防止分餾塔底結(jié)焦，改善輻射泵的運行環(huán)境。在傳統(tǒng)的焦化流程中，對流油與高溫油氣換熱，一方面是油氣中的焦粉從焦炭塔進入到了分餾塔，另一方面則是分餾塔底油易結(jié)焦。雖然經(jīng)過過濾器過濾，仍有一部分焦粉帶入輻射泵內(nèi)，很有可能造成泵出入口管線阻塞，影響輻射泵的平穩(wěn)運行。當采用靈活循環(huán)比工藝時，對流油不進分餾塔，并且分餾塔底油溫可靈活控制在340～350℃左右，有效的防止了分餾塔塔底結(jié)焦，避免了重蠟油帶焦粉到緩沖罐嚴重的問題，更好的防止輻射泵入口帶焦粉方面的問題，從而實現(xiàn)各種不同循環(huán)比下的生產(chǎn)方案。

4.結(jié)論

經(jīng)過同類裝置改造比較經(jīng)驗，得出舟山石化進行靈活循環(huán)比工藝改造具有一定的可行性。

張紅旭（1983～），男，中海石油舟山石化有限公司，研究方向：石化工藝方向。

(責任編輯 王恒)

Feasibility Discussion of the Improvement of Traditional Delayed Coking Technology to Adjustment Recycle Ration Technology

Zhang Hongxu

（Cnooc Zhoushan Petrochemical co., LTD, Zhejiang, 316015）

The traditional delayed coking process recycle ratio is relatively fixed, which has less influence on changing the nature and distribution of product, if we adopt the adjustment recycle ratio technology, we can solve this problem very well. Compared with the technology improvement effect, the flexible circulation of the same type of equipment in same industry greatly improves the flexibility of the actual operation of the delayed coking device. In this paper, it takes feasibility analysis of the improvement of the traditional delayed coking device.

traditional delayed coking；technology improvement；recycle ratio

T

A