茂名焦化裝置生產(chǎn)與技術(shù)改造

1、茂名焦化裝置生產(chǎn)與技術(shù)改造 張興永 周國平 莫?dú)W松茂名石油化工股份公司煉油廠（茂名市525011）摘要 介紹茂名延遲焦化裝置通過技術(shù)改造，消除了制約裝置的部分”瓶頸”，裝置加工能力得到了一定提高，同時在加工原料方面取得了一定的經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞 焦化 消泡濟(jì) 頂循環(huán) 新工藝1 前 言茂名石化公司煉油廠焦化裝置是1971年建成的老裝置，原設(shè)計(jì)能力為30萬噸，1986年又增設(shè)了”一爐兩塔”裝置加工能力達(dá)到了60萬噸，但隨著加工原料的劣質(zhì)化，加上設(shè)備老化，裝置存在很多問題，由于該裝置在全廠渣油平衡中，作用無法替代，裝置無法進(jìn)行大的改造 。因此如何在現(xiàn)有條件下進(jìn)行小的該造 ，消除制約裝置的瓶頸尤為重要，本文

2、主要對裝置技術(shù)方面的改造進(jìn)行技術(shù)介紹。2 焦炭塔增設(shè)消泡劑。茂名延遲焦化裝置生產(chǎn)任務(wù)重，經(jīng)常處于滿負(fù)荷生產(chǎn)狀態(tài)，而原料的性質(zhì)差，殘?zhí)看?，含硫高，焦炭收率高，而瓦斯的收率也很高，在這種情況下，焦炭塔中泡沫層過高，油氣中焦粉的攜帶甚至發(fā)生，再加上大處理量，焦炭塔氣體線速度較大，很容易導(dǎo)致焦炭塔沖塔的生產(chǎn)事故，影響裝置的安全生產(chǎn)。因此，降低生焦塔的泡沫層高度，防止沖塔事故的發(fā)生，就成了生產(chǎn)上的迫切要求。并且降低生焦塔泡沫層的高度，可以提高焦炭塔的利用率。為此，2001年增設(shè)了焦炭塔注消泡劑設(shè)施，我們采用的是在四通閥前注入消泡劑，其作用：(1) 減少油氣的焦粉攜帶，保護(hù)壓縮機(jī)、輻射泵和冷換設(shè)備的正常運(yùn)

3、轉(zhuǎn)。(2) 減少汽、柴油的焦粉攜帶，為后繼加工裝置創(chuàng)造良好的條件。(3) 減少揮發(fā)線和分餾塔底部焦粉沉積，以利裝置長周期安全生產(chǎn)。2.1 消泡劑的性能消泡劑由多種活性組份構(gòu)成，專用于消除石油裂化過程中延遲焦化工序原料中產(chǎn)生的泡沫，從2001年10月開始投用焦碳塔注消泡劑設(shè)施，到今年4月共使用過江蘇金馬、江蘇燁林、江西昌寧三個廠家提供的消泡劑。我們以江西南昌市昌寧化工廠提供的xwr9812型消泡劑為例進(jìn)行論述：其主要的物理性質(zhì)如表1：表1項(xiàng) 目質(zhì) 量 指 標(biāo)測 試 方 法外觀無色透明液體目 測密度 （20）（g/cm3）0.88gb/t254088閃點(diǎn) （開口）（）>70gb/t26788

4、運(yùn)動粘度 （mm2/s）2560gb/t26588活性含量（%）40*以上數(shù)據(jù)為廠家提供。2.2 劑料比的選擇xwr9812型消泡劑的推薦注劑量為20100ppm，結(jié)合外廠使用經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)本裝置加工的原料復(fù)雜，而且配煉約15的催化油漿和10的丙烷脫瀝青殘?jiān)?，密度較大的特點(diǎn)，為提高消泡的效果，并考慮到節(jié)約消泡劑，我們將消泡劑用柴油稀釋后按50ppm的濃度以35l/h的流量注入生焦塔。中子料位計(jì)焦高曲線中紅線顯示的是焦炭塔14米處的焦高情況，如果曲線開始上升，則表示焦炭塔生焦泡沫層高度已達(dá)到14米處。在保證處理量和原料不變時，在注消泡劑和不注消泡的情況下，采用焦炭塔生焦泡沫層到達(dá)14米時的時間和生焦

5、高度來計(jì)算在注消泡后泡沫層的下降高度。收集的數(shù)據(jù)如表2：表2日期(2002年)塔號注消泡劑情況紅線上升時間紅線上升時所用生焦時間(小時)當(dāng)日焦層實(shí)際高度(米)30日1/1不注12:4016.6714.11/3不注20:4520.7512.331日1/2注14:3018.50141/4注22:5222.8712.35、數(shù)據(jù)分析從收集的數(shù)據(jù)可以看出，在原料和處理量不變的情況下，焦層高度不變，但注消泡劑后，每個焦炭塔的生焦速度為：注劑前塔-1/1： 14÷16.67=0.840米/小時注劑前塔-1/3： 14÷20.75=0.675米/小時注劑后塔-1/2： 14÷18

6、.50=0.757米/小時注劑后塔-1/4： 14÷22.87=0.612米/小時塔-1/1、2在注劑前后的生焦速度差為：0.840-0.757=0.083米/小時塔-1/3、4在注劑前后的生焦速度差為：0.675-0.612=0.063米/小時則注消泡劑后泡沫層降低的高度為：塔-1/1、2為： 0.083×24=1.992米塔-1/3、4為： 0.063×24=1.512米由此可以看出，焦炭塔注入消泡劑后，泡沫層下降高度為1.512米1.992米。參考實(shí)用過程中收集的大量數(shù)據(jù)可以看出，焦炭塔在注消泡劑后，泡沫層的高度可以下降1.52米。也就是說，在目前裝置設(shè)備條

7、件不變的情況下，焦炭塔注消泡劑后，每個塔可以增加生產(chǎn)1.5米焦高的渣油的處理量，以裝置雙爐生產(chǎn)計(jì)算，則有兩個塔進(jìn)行生焦，也就是焦炭塔注消泡劑后，可以增加生產(chǎn)3米焦高的渣油的處理量。按目前的生產(chǎn)情況計(jì)算，產(chǎn)生1米焦要處理65噸的渣油，則3米焦要處理195噸的渣油，也就是說，焦炭塔注消泡劑后，每天可以多處理195噸的渣油。從2001年10月17日焦炭塔消泡劑系統(tǒng)投用以來，焦炭塔的操作相對平穩(wěn)，到目前為止還沒有發(fā)生焦炭塔沖塔的生產(chǎn)事件，冷-1從2001年初大修后一直正常使用至今，這些為裝置的安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)運(yùn)行創(chuàng)造了條件。3 分餾塔增設(shè)塔頂循環(huán)回流和注氨設(shè)施3.1 分餾塔頂注氨 隨著加工進(jìn)口高含硫

8、原油是趨增多，焦化裝置加工的渣油含硫量在2.5以上，裝置空冷管束含硫腐蝕非常嚴(yán)重，1993年、1994年多次發(fā)生空冷管束穿孔，裝置多次停工處理。1995年底裝置大修增設(shè)了分餾塔頂注氨設(shè)施，即裝置引入20的氨水，后稀釋至1.0，控制流量500升/小時注入分餾塔頂。同時定期測試裝置酸性水的ph值來調(diào)整注氨量，以確保酸性水ph值在7左右。通過近幾年的生產(chǎn)來看，裝置空冷管束含硫腐蝕明顯降低，沒有出現(xiàn)裝置生產(chǎn)情況下因管束腐蝕而停工搶修。3.2 分餾塔頂循環(huán)回流 由于中東渣油通過焦化反應(yīng)后，產(chǎn)品中瓦斯量比較高，從而使裝置空冷負(fù)荷增大，裝置系統(tǒng)壓力增高，尤其是在茂名的炎熱天氣，裝置只能降量生產(chǎn)，為了降低空冷

9、負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)裝置滿負(fù)荷生產(chǎn)，1999年底裝置增設(shè)了分餾塔頂循環(huán)回流，即從分餾塔頂23層抽出，經(jīng)冷卻后打回25層，其工藝流程見圖1。圖1 分餾塔頂回流流程示意圖2000年投用后，效果非常明顯，分餾塔頂循環(huán)回流投用前后有關(guān)數(shù)據(jù)見表3。表3 分餾塔頂循環(huán)回流投用前后有關(guān)數(shù)據(jù)項(xiàng)目時間焦炭塔頂壓力mpa分餾塔頂壓力mpa空冷進(jìn)口mpa處理量t改前0.280.230.211980改后0.240.200.1920504 拓寬裝置原料來源茂名延遲焦化裝置近幾年不但加工了密度大、殘?zhí)扛?、含硫高的中東渣油，而且先后配煉加工了減粘渣油、丙烷脫瀝青常脫油、催化油漿等原料，在加工原料方面取得了一定的經(jīng)驗(yàn)。4.1 減粘-焦

10、化聯(lián)合工藝 1998年3月焦化裝置首次引減粘渣油作原料，比例為裝置處理量的50%。由于減粘裂化是一個輕度熱裂化的過程，轉(zhuǎn)化率不高，主要是使非瀝青質(zhì)的重質(zhì)烴首先裂解，轉(zhuǎn)變成低沸點(diǎn)的輕質(zhì)烴，輕質(zhì)烴能部分地溶解瀝青質(zhì)，從而達(dá)到降低渣油粘度。同樣的原料在經(jīng)過減粘后粘度下降了79%，油品流動性大大增加。油品性質(zhì)見表4。表4 原料：馬希拉：伊朗=2：1減壓渣油減粘渣油減壓渣油減粘渣油色譜模擬蒸餾溫度范圍收率 %收率 %飽和烴%19.4323.02ibp20000芳烴%47.2039.9520035001.0膠質(zhì)%26.7026.993505000.73.3瀝青質(zhì)%6.6710.04ibp5000.74.3

11、含硫%2.2932.278ibp5381.15.4殘?zhí)?5.1624.1953898.994.6密度1.02451.0121ibp5651.16.2粘度100mm2/s2065.42434.6456598.993.84.1.1 減粘渣油對產(chǎn)品收率的影響。原料先進(jìn)減粘裂化后，渣油中易裂解的飽和烴組份增加，渣油的殘?zhí)枷陆?，有助于裂解反?yīng)，從模擬蒸餾中也可以看出ibp538餾份增加4%，這有助于輕油收率及液體收率提高，實(shí)際上從表5可清楚看出汽、柴、蠟油收率分別提高了2.88%，0.64%，2.25%。輕油收率提高3.32%，焦碳收率下降了6.19%。表5 減粘-焦化聯(lián)合工藝與單獨(dú)進(jìn)焦化收率對比 項(xiàng)目

12、名稱流量 t/h收率 %減粘-焦化單獨(dú)焦化對比減粘-焦化單獨(dú)焦化對比進(jìn)料：渣油43.3140.622.691001000出料：瓦斯2.702.74-0.046.236.75-0.52 汽油6.585.001.5815.1912.312.88 柴油13.5312.431.1031.2330.590.64 蠟油6.625.291.3315.2813.032.25 拿油2.452.120.335.655.200.45 焦碳11.0112.84-1.8325.4331.62-6.19 損失0.430.200.060.990.500.494.1.2 減粘渣油對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。從表6中分析結(jié)果可清楚看出焦

13、碳含硫在進(jìn)減粘后增加0.5%，增加的情況非常明顯，但焦碳中多種金屬含量卻減少。其余產(chǎn)品如汽油、柴油、蠟油質(zhì)量基本上無大的變化。表6 焦碳質(zhì)量分析結(jié)果對比s(%)揮發(fā)份%灰份%fe(ppm)ni(ppm)cu(ppm)v(ppm)ca(ppm)na(ppm)減壓渣油2.586.520.1267.1109.54.2258.612.218.1減粘渣油3.117.500.0821.0105.73.5184.99.210.44.1.3 減粘渣油對生產(chǎn)操作的影響。 由于渣油在進(jìn)減粘之后，油品粘度下降，油品流動性增加。在操作上，有利于降低爐管的壓力降，爐膛溫度降低。減粘后金屬含量減少，延緩了爐管結(jié)焦，有助于

14、加熱爐的長周期生產(chǎn)。原料進(jìn)裝置溫度比減壓渣油及罐區(qū)冷渣均要高30左右，有利于渣油泵的運(yùn)行，同時可降低裝置能耗。裝置用減粘渣油作原料在同等條件可增加5%處理量。4.2 配煉丙烷脫瀝青殘脫油為了解決丙烷脫瀝青殘脫油的出路，優(yōu)化焦化原料，在2001年12月4日首次引入丙烷脫瀝青殘脫油進(jìn)行配煉，配煉量約為裝置處理量的10%，其性質(zhì)為：表7丙烷脫瀝青殘脫油性質(zhì)油 種項(xiàng) 目密度(g/cm3)殘?zhí)浚?）含硫（%）運(yùn)動粘度(100)阿曼油0.9247.01.4564伊朗、拉萬油1.00018.02.12伊朗重、沙特輕、阿曼混油0.99715.03.5628為了分析配煉丙烷脫瀝青殘脫油后對產(chǎn)品收率的影響，對配煉

15、進(jìn)行了標(biāo)定，收率的數(shù)據(jù)如表8和表9。表8 配煉丙烷脫瀝青殘脫油的物料平衡 原料：冷渣、丙烷脫瀝青殘脫油、三蒸餾伊朗重渣、四蒸餾拉曼渣 項(xiàng) 目物料 流 量收率t/dt/h入方：冷渣等200280.750100出方瓦斯183.777.4869.18汽油162.007.4758.09柴油611.0029.03630.52蠟油471.1415.24523.53拿油51.051.9732.55焦炭512.8219.16725.62損失10.220.4040.500表9 不配煉丙烷脫瀝青殘脫油的物料平衡 原料：冷渣、三蒸餾伊朗重渣、四蒸餾拉曼渣 項(xiàng) 目物料 流 量收率t/dt/h入方：丙烷殘脫油等2065

16、86.04100出方瓦斯200.298.359.70汽油152.446.357.38柴油620.8925.8730.07蠟油472.3719.6822.88拿油52.042.172.52焦炭556.6423.1926.96損失10.330.430.500從以上分析及各種表格數(shù)據(jù)可以看出，裝置在配煉丙烷脫瀝青殘脫油后，輕油收率提高了0.5%。4.3 配煉催化油漿裝置在年月中旬開始配煉催化油漿。雖然催化油漿含硫低，但原料比重大，殘?zhí)几摺Ｆ湫再|(zhì)與減壓渣油性質(zhì)對比如表10。表10 原料性質(zhì)油種密度含硫殘?zhí)硷柡蜔N芳烴膠質(zhì)瀝青質(zhì)巴士拉渣油1.01424.8820.718.1455.9721.84.09沙輕

17、渣油1.03054.422.4130.7348.3513.787.14阿曼渣油0.97082.3614.530.3544.520.207.14催化油漿1.03420.986.230.5352.5316.620.324.3.1 催化油漿對產(chǎn)品收率的影響催化油漿的配煉比例一般為裝置處理量的，即噸天。從表11對比，可以清楚的看到，配煉催化油后，輕油有明顯下降，下降了約8，而焦碳收率則上升4.4，瓦斯收率也上升了2.3，這說明縮合反應(yīng)加劇，有利于焦碳生成。而柴油收率明顯下降，因此油漿對柴油收率影響較大。2001年因2-5月份煉催化油漿影響到4-5輕油收率。同時，瓦斯收率上升較大，甚至瓦斯收率超過了汽油

18、收率。表11 產(chǎn)品收率對比表2000年2001年2-5月收率對比產(chǎn)量(t)收率(%)產(chǎn)量(t)收率(%)入方：處理量652081192916出方瓦斯459127.041179969.3282.287汽油6612410.140167848.700-1.440柴油23974236.7665669629.389-7.377蠟油13241320.3064478623.2152.909拿油315364.83677204.002-0.834焦炭13309520.4114797024.8664.455損失32590.59640.50合計(jì)652081192916輕油收率46.90638.089-8.8174.

19、3.2 催化油漿對產(chǎn)品質(zhì)量的影響雖然催化油漿本身含硫較低，但由于配煉比例較低，對降低焦碳含硫意義不大。催化油漿殘?zhí)恐蹈撸斐上炗蜌執(zhí)恐蹈?，如果按不配催化油漿來考慮，要保證蠟油殘?zhí)恐恍鑼⑺膶踊亓骺刂圃?m3/h就可滿足質(zhì)量指標(biāo)。而實(shí)際上在配煉油漿后，要保證蠟油殘?zhí)克膶踊亓骺刂圃?0m3/h以上。這樣明顯造成裝置循環(huán)比大，不利于裝置大處理量。其它產(chǎn)品汽油、柴油質(zhì)量沒有明顯改變。4.3.3 催化油漿對生產(chǎn)的影響在配煉催化油漿后，油漿裂解溫度低，容易在泵體內(nèi)結(jié)焦。因此對備用輻射泵投用時，由于有部分的焦粉及催化劑粉沫容易存在泵體內(nèi)，在備用泵啟動時容易造成四路輻射調(diào)節(jié)閥因焦粉而卡住，引起輻射量大的大幅波動。同時長期使用催化油漿已造成調(diào)節(jié)閥的閥心磨損嚴(yán)重，2001年2月份新投用的兩