延遲焦化裝置低負荷運行工藝分析

宋樹林

（中國石油大慶石化公司煉油廠，黑龍江大慶163711）

受“新冠肺炎”疫情影響，某石化公司煉油廠成品油出廠困難，庫存較高，需要煉油裝置降負荷生產(chǎn)。為確保各裝置在低負荷（低于設(shè)計最低負荷加10%負荷或結(jié)合實際情況確定）運行期間的平穩(wěn)運行，要求各單位持續(xù)做好低負荷運行裝置生產(chǎn)運行、工藝防腐、安全環(huán)保等方面存在的偏離設(shè)計問題或潛在隱患，評估風險、制定措施、落實責任，確保了實現(xiàn)各裝置低負荷平穩(wěn)運行［1]。

1 原料性質(zhì)變化對比

該延遲焦化裝置設(shè)計處理量3428 t/d，2019年9月～2020年1月裝置最低處理量2400 t/d，裝置負荷率70%以上，在設(shè)計范圍內(nèi)。裝置不同負荷原料性質(zhì)對比見表1。

表1 裝置不同負荷原料性質(zhì)對比

從表1 可以看出，不同處理量下，裝置原料性質(zhì)沒有明顯變化，與設(shè)計比較殘?zhí)恐瞪撸Y(jié)焦傾向增加，焦炭產(chǎn)率升高。

2 工藝防腐情況

2.1 空冷偏流

焦化裝置相關(guān)空冷有汽油空冷E1115A-F，柴油空冷E1119AB，混合富氣空冷E1206，穩(wěn)定塔頂空冷E1027。

（1）加強分餾汽油柴油空冷檢查，焦化裝置汽油空冷及柴油空冷正常投用，檢查未發(fā)生偏流情況。裝置汽油空冷東側(cè)1組增加假伴熱，在汽油空冷發(fā)生偏流時，可以將東側(cè)空冷切除。

（2）加強混合富氣空冷E1206 檢查，空冷出口溫度控制在38～48 ℃，未發(fā)生偏流，運行平穩(wěn)。

（3）加強穩(wěn)定塔頂空冷E1207 調(diào)整，關(guān)小旁路，增加空冷介質(zhì)流量，空冷出口溫度2～15 ℃，出現(xiàn)偏流時，崗位及時調(diào)整空冷介質(zhì)流量［2]。

2.2 銨鹽結(jié)晶

（1）加強分餾塔頂空冷壓降變化監(jiān)控，焦化裝置分餾塔塔頂及頂循系統(tǒng)運行平穩(wěn)，空冷壓降無增大趨勢，未出現(xiàn)結(jié)鹽加劇問題。

（2）車間對裝置小接管進行全面排查，無泄漏情況發(fā)生。

（3）車間對重點部位保溫全面排查，對缺少保溫部位進行全面梳理，上報保溫計劃，擇期整改。

2.3 低溫露點腐蝕

焦化裝置分餾塔頂核算露點溫度，裝置處理量2400～2700 t/d 之間調(diào)整時，分餾塔頂露點溫度82～91 ℃之間，分餾塔頂回流溫度最低時105 ℃，分餾塔頂溫度119 ℃，均高于露點14 ℃以上。

（1）處理量2700 t/h，分餾塔頂壓力100 kPa，換算絕壓為200 kPa；分餾塔頂油含量20 t/h，氣相10330 m3/h，水相5.9 t/h。汽油分子量按115 計算，計算出塔頂物料摩爾量，通過摩爾比計算塔頂氣相中水分壓所占的比例，然后結(jié)合塔壓計算水分壓為51 kPa，估算露點溫度為82 ℃，見表2。

表2 處理量2700 t/d時分餾塔頂物料量

（2）裝置處理量2400 t/h，塔頂壓力100 kPa，換算為絕壓為200 kPa；分餾塔頂油含量15 t/h，氣相9960 m3/h，水相6.0 t/h。汽油分子量按115 計算，計算出塔頂物料摩爾量，通過摩爾比計算塔頂氣相中水分壓所占的比例，然后結(jié)合塔壓計算水分壓為73 kPa，估算露點溫度為91 ℃，見表2。

表3 處理量2400 t/d時分餾塔頂物料量

（3）根據(jù)焦化裝置煙氣分析，由Müller 曲線法計算出SO3氣體濃度，再由該濃度得出煙氣露點腐蝕溫度。延遲焦化裝置SO2濃度最高為3 mg/m3，轉(zhuǎn)化率為20%，SO3濃度0.6 mg/m3。

氣體的體積濃度與質(zhì)量濃度換算關(guān)系為：V=22.4×m/M，其中V，m，M 分別表示體積濃度，質(zhì)量濃度及分子量。由此可以計算出，V=22.4×0.6/80=0.168×10-6。由體積濃度為0.168×10-6，可得露點溫度為103 ℃。

裝置加強加熱爐排煙溫度控制，加強加熱爐空氣預(yù)熱器檢查加熱爐排煙溫度120 ℃，高于露點溫度（103 ℃）。

2.4 爐管結(jié)焦

（1）焦化裝置加熱爐爐管易結(jié)焦，裝置低負荷生產(chǎn)時，車間提高各路注汽量，減緩結(jié)焦速度。同時，裝置調(diào)整阻焦劑使用量，減緩結(jié)焦速度。

（2）車間每月使用紅外成像儀監(jiān)測爐管壁溫變化趨勢，及時調(diào)整加熱爐火焰及熱負荷分布，保證加熱爐運行平穩(wěn)。

2.5 水冷器運行

（1）延遲焦化裝置水冷器多為1 組2 臺，可以根據(jù)實際情況進行切除其中1臺，以保證循環(huán)水流速。其中分餾塔頂水冷器E1116ABCD，共4 臺，冬季溫度較低，裝置停用切除E1116B 循環(huán)水，保證其它3臺換熱器循環(huán)水流速。

（2）裝置循環(huán)水換熱器通過調(diào)整換熱器熱源副線控制溫度，循環(huán)水出入口不進行大幅度調(diào)整，保證循環(huán)水流速大于0.9 m/s。

2.6 保溫層下腐蝕

（1）車間建立小接管臺賬，全面排查，防止出現(xiàn)腐蝕泄漏問題。

（2）車間對高溫部位及低溫部位進行排查，增加保溫棉，降低腐蝕風險。

2.7 特殊工況

（1）焦化裝置輻射進料泵P1102 切削葉輪，機泵出口壓力由4.0 MPa降低至3.0 MPa，減少介質(zhì)對管線、閥門、控制閥等的沖刷腐蝕。

（2）裝置低處理量時，急冷油量控制平穩(wěn)，減少焦粉攜帶，防止油氣線結(jié)焦。

（3）裝置通過提高注汽，提高汽提蒸汽保證分餾塔頂含硫污水鐵離子合格［3]。

3 工藝管控

3.1 工藝卡片執(zhí)行情況

延遲焦化裝置低負荷運行時，以下指標出現(xiàn)超標現(xiàn)象：

（1）焦炭塔頂溫度，由于裝置低負荷生產(chǎn)時，熱量不足，相同預(yù)熱時間內(nèi)，預(yù)熱不充分，焦炭塔內(nèi)溫度偏低，造成焦炭塔切換時塔頂溫度波動超指標。

（2）加熱爐出口溫度，由于裝置自2018年9月10日開工以來連續(xù)運行500多天，加熱爐爐管壁溫較高，車間為保證加熱爐安全平穩(wěn)運行，加強了加熱爐管控，在火焰調(diào)整過程中，加熱爐出口溫度易出現(xiàn)波動超指標現(xiàn)象。

（3）加熱爐氧含量，裝置調(diào)火過程及管網(wǎng)瓦斯壓力波動時，氧含量容易出現(xiàn)超標現(xiàn)象。

（4）重蠟集油箱溫度，低負荷生產(chǎn)下焦炭塔預(yù)熱時，分餾系統(tǒng)熱源不足，導(dǎo)致重蠟油抽出溫度低于指標［4～6]。

針對以上低負荷造成超指標的關(guān)鍵點，車間加大管理力度，要求崗位精心操作，緩慢調(diào)整，盡可能充分預(yù)熱，同時，各崗位加強協(xié)調(diào)，盡量延長預(yù)熱時間，減少預(yù)熱波動［7～9]。

3.2 冬防檢查情況

（1）盲腸死角及閑置管線檢查。延遲焦化裝置盲腸死角3 處，閑置管線及設(shè)備17 處，崗位、班長、車間三級管理，保證重點部位不出問題。

（2）高空防化凍排查。車間組織工藝、設(shè)備、安全，分組對全裝置高空進行重點排查，對存在泄漏問題及時處理，同時檢查高空儀表保溫情況，保證裝置平穩(wěn)運行。

（3）低點排凝檢查。車間工藝組將汽油流程上低點放空分別打開，檢查是否存水凍凝，共計檢查汽油部分3 處；加強液態(tài)烴脫水，實行液態(tài)烴脫水車間監(jiān)管制度，保證脫水安全受控。

（4）裝置存在的重大隱患。焦化裝置仍然存在3 處較為重大隱患，分別為焦炭塔底蓋泄漏，汽輪機結(jié)垢，T1101B 鉆桿焊口存在泄漏風險。無新增重大隱患［10]。

4 采取的措施

（1）加強原料監(jiān)控，延遲焦化裝置設(shè)計處理量3428 t/d，2019年9月～2020年1月裝置最低處理量2400 t/d，裝置負荷率70%以上，在設(shè)計范圍內(nèi)。原料硫含量設(shè)防值0～0.3%，原料硫含量均在設(shè)防值內(nèi)，無超標現(xiàn)象。2020年2月起裝置處理量調(diào)整至2700 t/d，裝置運行平穩(wěn)。

（2）加強工藝數(shù)據(jù)監(jiān)控，焦化裝置低負荷下，工藝參數(shù)及防腐參數(shù)若發(fā)生變化，需進行變更，走相關(guān)審批程序。

（3）加強腐蝕數(shù)據(jù)分析監(jiān)控，在裝置低負荷運轉(zhuǎn)期間，裝置加強各防腐關(guān)鍵點監(jiān)控，分餾塔頂水，壓縮機組級間及出口排凝水數(shù)據(jù)均在指標范圍內(nèi)。

（4）加強易腐蝕部位外觀檢查，對重點部位進行超聲測厚。

（5）加強崗位巡檢，加強防凍防凝檢查，同時，密切關(guān)注設(shè)備運行情況。

5 結(jié)束語

根據(jù)延遲焦化裝置排查的低負荷生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對照裝置目前生產(chǎn)情況，在工藝、設(shè)備、防腐等方面無較大變化，裝置目前運行平穩(wěn)。