延遲焦化裝置長周期生產(chǎn)中存在的問題及解決措施

葛浩

摘要：延遲焦化是一種應(yīng)用廣泛的重油/渣油加工技術(shù)，隨著原油的日益變重，延遲焦化裝置在重油/渣油加工中的地位越顯重要，裝置能否長周期運(yùn)行直接影響著煉廠重油/渣油的加工。 在生產(chǎn)過程中，加熱爐爐管結(jié)焦、大油氣線結(jié)焦、分餾塔底結(jié)焦、分餾塔頂循結(jié)鹽和彈丸焦的生成是裝置長周期運(yùn)行的主要影響因素，對裝置長周期運(yùn)行的影響因素及所采取的技術(shù)措施進(jìn)行了綜述。 這些措施的采取有效延長了裝置的運(yùn)行周期，保證了裝置的長周期安全平穩(wěn)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：延遲焦化;長周期;結(jié)焦;技術(shù)措施

前言

延遲焦化工藝是一種應(yīng)用廣泛的重油/渣油加工技術(shù)，由于其技術(shù)簡單，投資及操作費(fèi)用低和經(jīng)濟(jì)效益好等特點(diǎn)，世界上 85 %以上的焦化處理裝置都采用延遲焦化工藝[1]。 近年來，原油逐漸變重劣質(zhì)化、輕質(zhì)油品需求量上升和重燃料油需求量下降，重油/渣油深度加工任務(wù)日益繁重，延遲焦化裝置在重油/渣油加工中的地位越顯突出，作為重質(zhì)油輕質(zhì)化重要手段的延遲焦化裝置面臨著新的挑戰(zhàn)， 開工率要求不斷提高，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)周期要求不斷延長，安全環(huán)保及節(jié)能減排要求日趨嚴(yán)格[2]。在延遲焦化裝置加工過程中，加熱爐爐管結(jié)焦、大油氣線結(jié)焦、分餾塔底結(jié)焦、分餾塔頂循結(jié)鹽和彈丸焦的生成等因素影響著延遲焦化裝置的長周期運(yùn)行，各石化企業(yè)針對這些影響因素采取了相應(yīng)的技術(shù)改進(jìn)措施， 有效地延長了裝置的運(yùn)行周期，本文對延遲焦化裝置長周期運(yùn)行的影響因素及所采取的技術(shù)措施進(jìn)行了綜述。

一、減緩加熱爐爐管結(jié)焦

加熱爐是延遲焦化裝置的核心設(shè)備，它的長周期運(yùn)行關(guān)系到延遲焦化裝置的安全生產(chǎn)，而加熱爐爐管結(jié)焦問題，成為影響延遲焦化裝置長周期運(yùn)行的最重要因素。 隨著原油的變重，焦化裝置加工高瀝青質(zhì)含量的劣質(zhì)渣油的比重逐漸增大，加熱爐爐管結(jié)焦問題顯得更為突出，嚴(yán)重時需停工進(jìn)行燒焦處理，這會導(dǎo)致裝置操作周期縮短，頻繁停工檢修，威脅裝置的安全生產(chǎn)，制約著裝置的生產(chǎn)能力。 為了解決加熱爐爐管的結(jié)焦問題，各石化企業(yè)的操作及技術(shù)人員在生產(chǎn)過程中總結(jié)出了一系列減緩加熱爐爐管結(jié)焦的有效方法。

影響加熱爐爐管結(jié)焦的因素主要有原料性質(zhì)、爐管壁溫度、渣油在爐管內(nèi)的流動狀態(tài)等，減緩爐管結(jié)焦就要從這幾方面考慮。 王玉章[3]對延遲焦化加熱爐輻射進(jìn)料結(jié)焦性能進(jìn)行了研究，通過向輻射進(jìn)料中加入富含芳烴的催化裂化澄清油，即增加循環(huán)比，不僅可以降低輻射進(jìn)料的瀝青質(zhì)含量，提高輻射進(jìn)料的芳烴與瀝青質(zhì)比，改善原料性質(zhì)，而且還可以提高輻射進(jìn)料的臨界分解溫度，抑制瀝青質(zhì)和甲苯不溶物的生成，縮短輻射進(jìn)料分解后在低溫高壓爐管范圍內(nèi)的流動距離和停留時間，有利于進(jìn)一步減輕焦化爐管的結(jié)焦。 在裝置正常生產(chǎn)過程中，要嚴(yán)格監(jiān)控，保持合理的爐膛溫度， 出現(xiàn)緊急情況時要及時提高注水或注汽量，保證爐管溫度不超標(biāo)，同時還要嚴(yán)格控制火焰高度，保持火焰高度在爐膛高度的 1/3 左右，嚴(yán)禁火焰直接燃燒爐管，防止?fàn)t管壁溫度太高。 洛陽石油化工工程公司研究了一種輻射室爐管“雙點(diǎn)二級”注水技術(shù)，該技術(shù)以占全部注水量 10 %的軟化水由輻射進(jìn)料口注入爐管，用于降低裂化產(chǎn)物的分壓，促使渣油中的重組分進(jìn)一步發(fā)生裂化反應(yīng);占全部注水量 90 %的軟化水由轉(zhuǎn)油管道入口注入爐管，用于提高渣油縮合反應(yīng)加熱階段的流速。該技術(shù)在石家莊煉油廠、高橋石化煉油廠和錦西石化分公司煉油廠的延遲焦化裝置上得到成功應(yīng)用，有效地延長了加熱爐的運(yùn)轉(zhuǎn)周期和提高了加熱爐的處理能力。

二、減緩大油氣線結(jié)焦

焦炭塔大油氣管線結(jié)焦是延遲焦化裝置普遍存在的一個問題，解決大油氣管線結(jié)焦是延長焦化裝置開工周期，確保高負(fù)荷加工渣油的關(guān)鍵之一。 大油氣管線結(jié)焦會導(dǎo)致管線壓降過大，焦炭塔頂操作壓力增大，甚至接近安全閥的定壓值，嚴(yán)重影響了裝置的正常運(yùn)行，有時還會被迫停工清焦。 因此，解決大油氣管線結(jié)焦是延長延遲焦化裝置生產(chǎn)周期的一個關(guān)鍵問題。

大油氣線結(jié)焦的影響因素主要有急冷油注入點(diǎn)位置、加熱爐出口溫度、冷焦吹汽量、泡沫層高度、生焦高度、焦炭塔塔頂溫度、切塔時的平穩(wěn)操作等。 上海石化將急冷油注入由原來的一個噴嘴在焦炭塔頂垂直油氣出口向下打入改為三點(diǎn)對稱式注急冷油;鎮(zhèn)海煉化在改造前急冷油是用側(cè)線泵打到焦炭塔頂油氣管線，4 個噴嘴呈 30°角對稱地順油氣流向打入，改造后將急冷油注入點(diǎn)前移到除焦口并逆向打入;錦州石化改造前將急冷油注在大油氣線的出口水平管上，是一點(diǎn)注入，改造后將急冷油通過一個 6 分管的圓環(huán)注在焦炭塔除焦口內(nèi)， 圓環(huán)上開了 8 個向內(nèi)45°的開孔;蘭州石化將焦炭塔頂部急冷油由直接三點(diǎn)式注入改為在大油氣線內(nèi)增設(shè)環(huán)形分配器注入。經(jīng)過實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，原結(jié)焦嚴(yán)重部分的大油氣線無明顯結(jié)焦現(xiàn)象，說明這些方法有效地減緩了大油氣線的結(jié)焦。 另外，在操作過程中要控制好加熱爐出口溫度、焦炭塔塔頂?shù)臏囟?、泡沫層高度和生焦高度，切塔時保證平穩(wěn)操作，切塔后嚴(yán)格控制小吹汽量，防止將泡沫層帶入大油氣線。

三、防止分餾塔底結(jié)焦

分餾塔底部溫度一般在 345～365 ℃范圍內(nèi)波動，屬于高溫、易結(jié)焦的部位，結(jié)焦傾向與原料性質(zhì)、焦炭塔暖塔、甩油回?zé)?、切塔及油氣攜帶焦粉等因素有關(guān)。由于分餾塔底結(jié)焦，經(jīng)常造成底部抽出線過濾器和底循環(huán)泵入口過濾器堵塞，清焦處理頻繁，還會造成輻射泵上量困難甚至出現(xiàn)抽空，不利于裝置的安全長周期運(yùn)行。

四、防止分餾塔頂循結(jié)鹽

由于焦化原料中含有較多的氮化物和氯鹽，以及采油過程中添加的采油助劑和常減壓裝置脫鹽效果不穩(wěn)定等因素影響， 分餾塔頂塔盤易出現(xiàn)結(jié)鹽現(xiàn)象，頂循系統(tǒng)結(jié)鹽常導(dǎo)致汽油干點(diǎn)偏高， 分餾塔沖塔;頂循泵經(jīng)常抽空，泵密封極易呲開，嚴(yán)重影響裝置的長周期安全平穩(wěn)運(yùn)行。

五、防止彈丸焦的生成

彈丸焦是焦化生產(chǎn)過程中不希望得到的產(chǎn)品，彈丸焦的生成具有許多危害， 在焦炭塔給水冷焦時，生焦孔容易堵塞，造成給水困難;放水時彈丸焦堵塞平衡管，水放不下來，焦炭塔自動底蓋機(jī)由于上部壓力大，不能打開，打亂生焦周期;拆卸底蓋過程中焦炭塌方嚴(yán)重影響操作人員的人身安全;在鉆孔和除焦階段焦炭易塌陷損壞鉆頭及鉆桿，嚴(yán)重時無法除焦。 彈丸焦的生成受焦化原料性質(zhì)和操作條件的影響，在原料粘度較大，重金屬含量、殘?zhí)恐?、瀝青質(zhì)含量高，焦炭塔反應(yīng)溫度高、反應(yīng)壓力低，循環(huán)比較小時易生成彈丸焦，也有文獻(xiàn)報道較低的循環(huán)比可抑制彈丸焦的生成。

六、結(jié)語

在原油逐漸變重劣質(zhì)化，輕質(zhì)油品需求量不斷上升，重燃料油需求量不斷下降，重油/渣油深度加工任務(wù)日益繁重的今天，延遲焦化裝置在煉油生產(chǎn)中的地位顯得日益重要， 裝置是否能長周期安全平穩(wěn)運(yùn)行，決定著煉油廠重油/渣油加工任務(wù)能否完成。通過采取相應(yīng)的技術(shù)措施， 可以有效地減緩加熱爐爐管結(jié)焦、大油氣線結(jié)焦、分餾塔底結(jié)焦、分餾塔頂循結(jié)鹽和彈丸焦的生成，延長了裝置的運(yùn)行周期。 在裝置的實(shí)際生產(chǎn)過程中， 要抓住裝置長周期生產(chǎn)的瓶頸問題，找出影響裝置長周期運(yùn)行的主要因素，并制定有效的技術(shù)措施進(jìn)行解決，從而保證延遲焦化裝置長周期安全平穩(wěn)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王雪松，袁志祥，尹魯江，等. 延遲焦化工藝的技術(shù)進(jìn)展[J].工業(yè)催化，2006，14（4）：22-25.

[2] 謝崇亮，畢治國，李小娜. 提高延遲焦化裝置生產(chǎn)技術(shù)水平的對策[J]. 煉油技術(shù)與工程，2009，39（4）：1-5.

[3] 王玉章. 延遲焦化加熱爐輻射進(jìn)料結(jié)焦性能的研究 [J]. 煉油技術(shù)與工程，2004，34（12）：9-14.