煤制油行業(yè)產(chǎn)品提質(zhì)項(xiàng)目創(chuàng)新探索

武 錚

（山西潞安煤基清潔能源有限責(zé)任公司，山西 長治 046200）

0 引言

此煤制油尾油處理設(shè)備，包括減壓塔和產(chǎn)品調(diào)整管線，減壓塔具有輸入口、柴油抽出管線、重柴抽出管線和減壓塔底油管線，減壓塔通過輸入口與前端設(shè)備連通，前端設(shè)備將油品通過輸入口輸送到減壓塔內(nèi)，柴油抽出管線的輸入端與減壓塔的上部連通，重柴抽出管線的輸入端與減壓塔的中部連通，減壓塔底油管線的輸入端與減壓塔的底部連通，調(diào)節(jié)管將重柴抽出管線與底油管線連通，調(diào)節(jié)管上具有調(diào)節(jié)閥組。通過探索研究煤制油尾油處理方法，可快速調(diào)整抽出油蠟的凝點(diǎn)，便于調(diào)節(jié)和控制，這樣保證減壓塔底部產(chǎn)品油蠟品質(zhì)的安全和穩(wěn)定性更好。

1 減壓塔尾油產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定分析

1）尾油產(chǎn)品質(zhì)量檢測涉及的技術(shù)環(huán)節(jié)較多，每個(gè)環(huán)節(jié)都是環(huán)環(huán)相扣、密不可分的。技術(shù)環(huán)節(jié)作為化工產(chǎn)品質(zhì)量檢測的關(guān)鍵性影響因素，有油品的回收率、裝置的單耗以及產(chǎn)品的指標(biāo)，這些技術(shù)環(huán)節(jié)的條件，充分影響油品的凝點(diǎn)以及品質(zhì)[1]。因此，要求人能夠正確掌握好塔的平穩(wěn)操作，而平穩(wěn)操作的關(guān)鍵就是要掌握好三個(gè)平衡，即物料平衡、汽液相平衡和熱量平衡。

2）通過對(duì)減壓塔尾油進(jìn)行分析監(jiān)控，尾油的組分主要由減壓塔各側(cè)線的抽出情況及進(jìn)入減壓塔的產(chǎn)品組分兩部分決定，由于工況的不穩(wěn)定性，對(duì)于減壓塔尾油的變化調(diào)整也較為困難。

2 減壓塔尾油指標(biāo)調(diào)整時(shí)影響因素

減壓塔以分餾塔底油為進(jìn)料，按工藝及產(chǎn)品質(zhì)量要求調(diào)節(jié)塔底蒸汽量、真空度等指標(biāo)，產(chǎn)出合格的產(chǎn)品（見圖1）。

圖1 減壓塔流程圖

2.1 減壓塔閃蒸段溫度

在塔的操作壓力一定時(shí)，進(jìn)料在閃蒸段的汽化量決定于閃蒸段的溫度。提高閃蒸段溫度可增加餾出物產(chǎn)率，即增加了過汽化量。減壓塔的目的是產(chǎn)出減壓重柴油主要用于外送及調(diào)整塔底出口尾油的指標(biāo)，而減壓塔閃蒸段溫度是受分餾塔底油的溫度決定的，從而間接受分餾塔進(jìn)料加熱爐調(diào)節(jié)，由設(shè)于加熱爐出口的溫控（調(diào)節(jié)燒嘴燃料氣量）控制出口溫度?？捎蒙僭S變化閃蒸段溫度來調(diào)節(jié)過汽化量。過汽化量決定減壓塔的側(cè)線抽出和塔底油分離的清晰度。

2.2 減壓塔真空度

塔的操作壓力是由減壓抽真空系統(tǒng)來維持。目前塔頂抽真空系統(tǒng)分為兩級(jí)，其中一級(jí)為2 個(gè)，二級(jí)為2 個(gè)，正常投用時(shí)一級(jí)和二級(jí)各投用1 個(gè)，投用時(shí)先投用二級(jí)蒸汽、再投用一級(jí)蒸汽，這樣投用后抽真空效果較好，并且在對(duì)減壓塔壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)要緩慢，不要過猛，不要隨便改變設(shè)定值，防止大幅波動(dòng)造成沖塔事故。負(fù)壓操作降低了油品的沸點(diǎn)，使沸點(diǎn)較高的油品在較低溫度下氣化，從而將其相互分離，避免在高溫下操作時(shí)結(jié)焦及熱裂化等。這還可以避免減壓系統(tǒng)設(shè)備在高溫下操作。影響減壓真空度的主要原因有：

1）投用抽真空系統(tǒng)前，微開抽真空系統(tǒng)1.0 MPa蒸汽閥，對(duì)蒸汽管道暖管（暖管約20 min），暖管時(shí)打開導(dǎo)淋，當(dāng)抽真空器分水罐前溫度達(dá)到操作溫度（達(dá)到160 ℃以上），壓力達(dá)到操作壓力（達(dá)到0.8 MPa 以上），且發(fā)現(xiàn)導(dǎo)淋排蒸汽都是氣不是水的時(shí)候關(guān)閉導(dǎo)淋閥，投用減壓抽真空分水罐，這樣可有效放置蒸汽帶液，導(dǎo)致壓力低達(dá)不到操作。

2）抽真空在運(yùn)行的過程中，會(huì)有一部分能量以熱能的形式散發(fā)，但是它必須通過一些外界因素將其散熱出去，散熱的過程就被稱為冷卻的過程，當(dāng)然，如果產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散發(fā)的話，就會(huì)影響抽真空零部件的性能，甚至造成真空系統(tǒng)的損壞。真空系統(tǒng)發(fā)熱方式存在差異，目前系統(tǒng)運(yùn)行主要靠水冷器對(duì)其進(jìn)行降溫，水冷器并聯(lián)三臺(tái)，其中一臺(tái)降溫后可以再一臺(tái)進(jìn)行降溫，從而達(dá)到所需要的溫度指標(biāo)，如果水冷器后溫度達(dá)不到快速降溫，這樣也會(huì)影響抽真空系統(tǒng)[2]。

2.3 減壓塔頂取熱

減壓塔頂溫度是減壓塔控制熱平衡的一個(gè)重要手段，也是對(duì)側(cè)線指標(biāo)產(chǎn)品有重要的影響的一個(gè)指標(biāo)。

1）塔頂回流取熱系統(tǒng)：減壓塔頂設(shè)有取熱的蒸汽發(fā)生器和空冷器，用以冷凝部分減一線產(chǎn)物。所冷凝的餾分作為塔頂回流送回塔頂?shù)谝淮矊右钥刂扑敎囟?。該塔頂回流決定減一線和減二線之間的切割點(diǎn)。并影響減壓塔頂抽真空系統(tǒng)和減壓塔的真空度。

2）冷回流：回流液的溫度低于泡點(diǎn)溫度，稱為冷回流。

3）熱回流：回流液的溫度處于泡點(diǎn)溫度，稱為熱回流。

4）精餾塔回流既可保證提餾段工作狀態(tài)穩(wěn)定，又可增加理論回流比，因?yàn)榛亓饕哼M(jìn)入提餾段后會(huì)使提餾段上升的蒸汽大量冷凝，提高塔頂產(chǎn)品純度的同時(shí)又可以保證塔頂產(chǎn)品的數(shù)量，但可能會(huì)增加塔釜的熱負(fù)荷，熱量消耗較大。如果產(chǎn)品的附加值高，那么經(jīng)濟(jì)上還是比較合理的，比飽和液體回流劃算的多。

2.4 側(cè)線產(chǎn)品的抽出

柴油側(cè)線的抽出是液位和柴油產(chǎn)品流量串級(jí)調(diào)節(jié)?？梢酝ㄟ^對(duì)流量調(diào)節(jié)器的適當(dāng)重定來改變側(cè)線產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。改變?nèi)我粋?cè)線餾分流率，會(huì)使一個(gè)或更多的其他分餾塔工藝參數(shù)平衡變動(dòng)：

1）影響別的側(cè)線餾分產(chǎn)量和產(chǎn)品性質(zhì)變化。

2）影響減壓塔的取熱，改變了塔內(nèi)蒸汽和液體的流通量，將會(huì)改變產(chǎn)品之間的分餾質(zhì)量。

3）影響減壓塔過汽化流量。

為此，需要進(jìn)行操作上的重新調(diào)整來達(dá)到目的，針對(duì)以上的幾個(gè)方面，在操作情況不變的情況下，減壓塔進(jìn)料溫度、真空度、減壓塔取熱的影響均為一定量的波動(dòng)范圍，對(duì)側(cè)線抽出的調(diào)整方面，成為決定減壓塔的尾油品質(zhì)的一個(gè)重要的手段[3]。

要保持穩(wěn)定的操作必須穩(wěn)定進(jìn)料量和進(jìn)料溫度，其次才是側(cè)線及塔底抽出量。只要密切注意塔的側(cè)線抽出，并及時(shí)加以調(diào)節(jié)，就能掌握塔的指標(biāo)調(diào)整，因?yàn)槌槌隽康亩嗌儆绊懰乃兄笜?biāo)，如果指標(biāo)變化，減壓塔產(chǎn)品就會(huì)跟隨變化，導(dǎo)致產(chǎn)品不合格。如果調(diào)節(jié)不及時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響塔的混亂。在這種情況下，通常是先控制塔的穩(wěn)定以及側(cè)線抽出，確保產(chǎn)品質(zhì)量合格。

3 此項(xiàng)工藝優(yōu)化對(duì)減壓塔尾油的指標(biāo)調(diào)整的優(yōu)勢

此項(xiàng)技改通過對(duì)減壓塔尾油外送流程及重柴油外送流程進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整（見圖2），通過重柴油并入減底的尾油流量及減壓塔各側(cè)線的外送量調(diào)整輔助調(diào)整，可將柴油抽出管線、重柴抽出管線和底油管線的抽出進(jìn)行充分利用，根據(jù)尾油指標(biāo)變化調(diào)整重柴油的流量，從而在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)尾油指標(biāo)的調(diào)整，且外送管線上具有調(diào)節(jié)閥組，閥組后增加空冷器及過濾器等裝置，穩(wěn)定尾油抽出后對(duì)裝置的影響程度，保證尾油組分調(diào)整時(shí)系統(tǒng)安全穩(wěn)定，且便于控制，更加安全，且可保證減壓塔底抽出的蠟油品質(zhì)的穩(wěn)定。

圖2 減壓塔尾油技改管線照片

4 結(jié)語

1）減壓塔操作中熱量平衡是比較重要的，需要控制進(jìn)料的量和溫度的比例，為此在進(jìn)料時(shí)控制加熱爐的運(yùn)行比較關(guān)鍵；目前對(duì)于減壓塔的操作主要有減壓塔的進(jìn)料量、減壓塔塔頂壓力、減壓塔塔頂和塔底溫度；目前這四個(gè)量已經(jīng)達(dá)到最優(yōu)的效果，為此需要提高產(chǎn)品的品質(zhì)，只能靠側(cè)線的抽出，抽出的溫度會(huì)直接影響產(chǎn)品的指標(biāo)，這樣就要對(duì)側(cè)線的抽出有足夠的操控，抽出時(shí)不僅要觀察減壓塔的整體平衡，更要控制抽出后的處理，將抽出后并至減壓塔底，這樣來增加產(chǎn)品的指標(biāo)以及需求量。

2）根據(jù)以上可以看出，在未技改前，將塔的操作已經(jīng)達(dá)到最佳，通過在減壓塔尾油外送管線上增加調(diào)節(jié)閥及改善外送方式的方法后，減壓塔的尾油指標(biāo)可控，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、多元化產(chǎn)品，同時(shí)此方法也較為簡便，操作方面更加安全[4]。