揚(yáng)子延遲焦化裝置80萬噸改造1

1、延遲焦化裝置萬噸年負(fù)荷完善改造洪先榮（揚(yáng)子石化公司煉油廠）摘要：介紹了延遲焦化裝置改造前存在的主要問題并分析其原因，裝置改造的主要內(nèi)容，改 造后裝置在80萬噸年負(fù)荷下的運(yùn)行情況。關(guān)鍵詞：延遲焦化裝置 問題 改造 煉油廠延遲焦化裝置于93年6月份建成，95年6月80萬噸年負(fù)荷擴(kuò)建。由于裝置當(dāng)初設(shè)計(jì)存在不足，加之原料品種變化較大，裝置無法適應(yīng)80萬噸年負(fù)荷的生產(chǎn)，即使裝置按70萬噸年負(fù)荷標(biāo)定，都因產(chǎn)品質(zhì)量、壓力平衡、物料平衡、熱平衡等方面問題較多無法進(jìn)行。為此煉油廠于98年成立了焦化完善改造小組，對(duì)各個(gè)系統(tǒng)問題逐項(xiàng)分析，并與揚(yáng)子石化公司設(shè)計(jì)院一道提出了完善改造的措施。98年11月對(duì)分餾塔內(nèi)部進(jìn)行改

2、造，99年8月進(jìn)行了完善改造，并一次開車成功。1.改造前的主要問題分析1.1分餾塔內(nèi)塔盤結(jié)焦焦化分餾塔下部的換熱段的塔盤原設(shè)計(jì)為五層固定徑流舌形塔盤，開孔率為14.7%，如圖1所示。舌型塔盤由于其操作彈性較小，塔盤的最低氣速約6.5m/s左右。當(dāng)焦化裝置單系列生產(chǎn)日處理量為1200噸時(shí)，實(shí)際氣速約為5.15.4m/s（數(shù)值變化由油種變化引起），塔盤漏液現(xiàn)象發(fā)生，降液管內(nèi)液體流速降低，溫度在390左右渣油將發(fā)生裂解與縮合反應(yīng)，渣油中瀝青質(zhì)含量越高反應(yīng)越劇烈，（如阿拉斯加油中瀝青質(zhì)含量達(dá)6.0（wt），瀝青質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的溫度約在3201，反應(yīng)生產(chǎn)的焦炭加上從反應(yīng)器夾帶過來的焦粉逐步堵塞降液管并向塔盤

3、蔓延。一段時(shí)間以后，塔盤只有中部氣液流通，氣速增大，發(fā)生液沫夾帶、液泛，塔盤上渣油夾帶進(jìn)蠟油系統(tǒng)，引起蠟油質(zhì)量不合格。98年7月發(fā)生的輕蠟油夾帶渣油的現(xiàn)象就為此原因引起。因此，對(duì)負(fù)荷變化大，且夾帶焦粉的焦化分餾塔換熱段塔盤選用固定舌型不合理。1.2系統(tǒng)壓力平衡問題焦化裝置反應(yīng)器、分餾塔及壓縮機(jī)之間流程如圖2:原設(shè)計(jì)按魯寧管輸油焦化富氣收率7.8（wt）計(jì)算。由于油種變化較大，實(shí)際焦化富氣收率約在9.5-10.5（wt）之間，阿拉斯加油高達(dá)12.3（wt）。分餾塔頂至塔頂油氣分液罐v102及v102至壓縮機(jī)入口管及e108abc三臺(tái)的流通能力明顯偏小。70萬噸年負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)表現(xiàn)為管線及e108內(nèi)氣

4、流速度增加，管道阻力降增加，e108abc本體過阻振動(dòng)且發(fā)出嘯叫聲，分餾塔頂壓力上升導(dǎo)致焦炭塔頂壓力上升，焦炭塔頂壓力達(dá)0.230.25mpa,最高時(shí)達(dá)0.27mpa,而安全閥的定壓為0.25mpa，安全閥頻繁起跳，安全生產(chǎn)受到嚴(yán)重威脅。1.3熱量平衡熱量平衡主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面：(1)分餾塔中上部熱量無法取出，導(dǎo)致頂回流量超出設(shè)計(jì)指標(biāo)而頂溫仍控制不住，(2)200300溫位的熱源無法有效利用，導(dǎo)致空冷，水冷器負(fù)荷較大，油品溫度超出控制指標(biāo)。全國(guó)大部分焦化裝置及焦化典型流程中都考慮在分餾塔的中上部設(shè)立中段回流取熱2，發(fā)生蒸氣取出分餾塔中上部熱量，降低分餾塔頂循回流量，降低分餾塔頂部的氣液相負(fù)荷。

5、而本裝置設(shè)計(jì)原想利用側(cè)線柴油抽出帶出熱量，而柴油部分的抽出能力小，柴油抽出帶出的熱量也就少，根本無法有效地取出分餾塔中上部熱量。且抽出的250270溫位的柴油熱量無法有效取出，導(dǎo)致后路的空冷、水冷器的負(fù)荷較大，設(shè)備超溫，油品輸出超溫。表1.改造前柴油、頂循系統(tǒng)操作情況序號(hào)指示名稱單位實(shí)際值設(shè)計(jì)值頂部油氣溫度130115125頂循環(huán)流量t/h82853545頂循回流溫度704050柴油回流流量t/h402535柴油回流溫度110110柴油進(jìn)空冷溫度190120柴油出裝置溫度708050601.4物料平衡改造前，焦化裝置物料主要表現(xiàn)為富氣壓縮機(jī)能力不夠，焦化富氣大量放火炬而難以平衡。焦化裝置按80

6、萬噸年負(fù)荷組織生產(chǎn)，富氣收率按10計(jì)，則富氣產(chǎn)量10000kg/h；按70萬噸年負(fù)荷組織生產(chǎn)，富氣產(chǎn)量8750kg/h。焦化裝置原設(shè)計(jì)有兩臺(tái)往復(fù)式富氣壓縮機(jī)，單臺(tái)輸送氣體能力為4080 kg/h，即使兩臺(tái)壓縮機(jī)并聯(lián)輸送氣體其能力也達(dá)不到70萬噸/年負(fù)荷生產(chǎn)的需要。98年焦化裝置組織的72萬噸年負(fù)荷的標(biāo)定，壓縮機(jī)入口每小時(shí)約有1000kg左右的富氣放火炬，造成浪費(fèi)。1.5酸性氣中烴含量超標(biāo)改造前焦化富氣經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后，進(jìn)柴油吸收塔，利用柴油作吸收劑，吸收其中的c3、c4、c5組份，柴油吸收后的氣體含有hs和so等氣體，再根據(jù)氣液相平衡原理，利用胺作為吸收劑，脫除掉富氣中的hs和so。去除掉hs和

7、so的富氣入燃料氣管網(wǎng)。吸收hs和so的富胺液經(jīng)加熱減壓，解析出其中的hs和so作為酸性氣送硫磺回收裝置。流程如圖3。由于柴油吸收c3、c4、c5組分是放熱反應(yīng)，原方案中t201中部無回流取熱，導(dǎo)致柴油吸收塔t201內(nèi)溫度上升，最高達(dá)75（設(shè)計(jì)要求40）。塔內(nèi)的c3、c4及c5以上組分大量以氣相隨富氣進(jìn)入胺吸收塔t202，以液態(tài)形式隨胺液進(jìn)入胺解析塔，在0.05mpa和120左右的溫度下，隨hs、so氣體解析出胺液，進(jìn)入酸性氣，導(dǎo)致酸性氣中烴類含量超標(biāo)。2.完善改造針對(duì)上述問題，焦化完善改造小組與設(shè)計(jì)院一道充分探討，本著節(jié)約投資重實(shí)效的原則，提出了相應(yīng)的完善改造方案，并增加了冷渣回?zé)?，具體如下

8、：2.1分餾塔下部換熱塔盤改造對(duì)于焦化裝置分餾塔，由于其不可避免地從反應(yīng)器隨油氣夾帶進(jìn)焦粉，且塔底下部高溫油氣易反應(yīng)結(jié)焦，換熱塔盤選擇固定舌型不合理，應(yīng)選擇焦粉不易沉積以及反應(yīng)產(chǎn)物焦塊不易積聚且操作彈性相對(duì)大一些的塔盤，如人字擋板。98年11月，停工消缺期間，將分餾塔下部的五層固定舌型塔盤更換為7層人字擋板。人字擋板結(jié)構(gòu)如圖4。2.2分餾塔至壓縮機(jī)入口管線及設(shè)備擴(kuò)容在工藝流程不變的情況下，降低阻力降的方法通過降低管道內(nèi)介質(zhì)流速，降低管件、設(shè)備損失來實(shí)現(xiàn)。分餾塔頂至塔頂油氣分液罐v102、v102至壓縮機(jī)入口管線全部由377×10擴(kuò)至480×11，e108abc再并聯(lián)一臺(tái)e1

9、08d，型號(hào)bes1100-4.0-325-6/25-4，管道上的調(diào)節(jié)閥pic-1180由阻力降大的籠式調(diào)節(jié)閥改造為阻力降小的重型蝶式調(diào)節(jié)閥，降低了整個(gè)系統(tǒng)的氣體流速和阻力降。2.3加大柴油回流，以柴油回流代替中段回流，取出分餾塔中上部熱量。若焦化分餾塔重新設(shè)計(jì)中段回流，工作量大，投資也大。經(jīng)過充分考慮，決定以加大柴油回流的方式代替中段回流，取出分餾塔中上部熱量。柴油抽出泵p105ab由100ay-120×2c改為150ay-150×2b，相應(yīng)的管道全部由159×6、108×4擴(kuò)徑為219×6。抽出的250270溫位的柴油作為0.8mpa蒸氣發(fā)

10、生器的熱源發(fā)生蒸氣取出熱量。再經(jīng)換熱至80回分餾塔作回流。相應(yīng)對(duì)整個(gè)分餾系統(tǒng)的換熱流程作了相應(yīng)調(diào)整，并利用200左右的柴油加熱冷渣油進(jìn)料。2.4增設(shè)一臺(tái)離心式富氣壓縮機(jī)，解決兩臺(tái)往復(fù)式壓縮機(jī)負(fù)荷不足的矛盾。新上一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的輸送氣體能力為10000nm3/h（12198 kg/h）離心式富氣壓縮機(jī)，型號(hào)為2mcl407。由沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)。目前，離心式富氣壓縮機(jī)的基礎(chǔ)正在施工，預(yù)計(jì)2000年1月可投入使用。2.5氣體處理系統(tǒng)改造改造對(duì)此系統(tǒng)流程改動(dòng)較大，首先改柴油吸收為汽油吸收，粗汽油進(jìn)汽油吸收塔t201的23層，吸收后的汽油經(jīng)穩(wěn)定后，一部分穩(wěn)定汽油進(jìn)汽油吸收塔t201的25層再吸收，盡可能降

11、低t201頂出來的富氣中c3、c4、c5以上組分。第二，汽油吸收塔t201增設(shè)了中段回流，取出t201吸收放出的熱量，保證了吸收條件。第三，汽油吸收塔t201頂出來的富氣經(jīng)水冷器e2005冷卻后再進(jìn)分液罐v204，分離掉其中夾帶的c3、c4、c5以上組分。第三，胺液系統(tǒng)增加了胺液閃蒸罐，即使有些烴類夾帶進(jìn)胺液，通過胺液閃蒸也能除去。以上措施充分保證了改造后的酸性氣中烴的含量小于2指標(biāo)。改造后系統(tǒng)如圖5：3.改造后運(yùn)行情況經(jīng)過99年大修期間的完善改造，裝置于8月9日投油生產(chǎn)，13日組織起雙系統(tǒng)滿負(fù)荷生產(chǎn)，并于9月1416日進(jìn)行了裝置80萬噸年負(fù)荷的72小時(shí)標(biāo)定。標(biāo)定及運(yùn)行情況說明裝置完善改造很成

12、功：3.1分餾塔結(jié)焦情況從98年11月人字擋板改造至99年7月停車期間也曾組織了31天的72萬噸年負(fù)荷的生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量合格，分餾塔打開檢查塔盤上無結(jié)焦現(xiàn)象。經(jīng)過改造，換熱段的換熱效果也得到改善，降低了加熱爐的運(yùn)行負(fù)荷。表2.分餾塔塔盤改造前后換熱效果及輕蠟油質(zhì)量對(duì)比時(shí)間換熱段上部氣相溫度塔底油溫度輕蠟油干點(diǎn)改造前395401370378490495(嚴(yán)重時(shí)出黑油)改造后3873953803904804923.2反應(yīng)、分餾系統(tǒng)壓力大幅下降分餾塔頂至壓縮機(jī)入口擴(kuò)徑之后,分餾塔頂至塔頂分液罐v102、v102至壓縮機(jī)入口段的壓力降明顯下降，保證了焦炭塔的安全運(yùn)行。表3.改造前后反應(yīng)及分餾主要壓力點(diǎn)值

13、對(duì)比表（mpa）反應(yīng)器頂分餾塔頂102頂壓縮機(jī)入口改造前0.230.250.150.170.100.04改造后0.190.210.120.130.080.05最高時(shí)達(dá)0.273.3加大柴油回流，有效地取出了分餾塔中上部熱量，保證了頂循平衡運(yùn)行。表4.改造前后柴油、頂回流情況對(duì)比表序號(hào)指示名稱單位改造前改造后頂部油氣溫度130105125頂循環(huán)流量t/h82853045頂循回流溫度704045柴油回流流量t/h408590柴油回流溫度11080柴油進(jìn)空冷溫度190120130柴油出裝置溫度70805060改造前后柴油回流量，頂循量對(duì)照見表4：同時(shí)柴油每小時(shí)發(fā)生4噸左右的0.8mpa蒸汽送入0.6

14、mpa蒸汽管網(wǎng)供油品罐區(qū)使用。3.4冷渣油摻煉在15噸小時(shí)的摻煉情況下被加熱至140進(jìn)入原料緩沖罐，保證了加熱爐的運(yùn)行平衡。冷渣油摻煉工作順利實(shí)施。3.5酸性氣改造后，氣體處理系統(tǒng)運(yùn)行平衡，酸性氣中烴含量大幅下降，合格率大幅提高。表5.改造前后酸性氣質(zhì)量對(duì)比表酸性氣質(zhì)量指標(biāo)合格率最大值最小值99199.7烴2（vol）72%25.320.899.9烴2（vol）1001.00.199.10烴2（vol）1001.00.14.經(jīng)濟(jì)效益焦化裝置由于其低能耗、高液收、液體產(chǎn)品質(zhì)量分布好，一直被視為重油加工的首選措施。4.1煉油廠的兩套重油加工裝置焦化與蒸汽裂解相比：（） 加工費(fèi)用低。煉油廠曾測(cè)算過，

15、焦化加工1噸渣油比蒸汽裂解裝置加工1噸渣油的加工成本少40元左右。（） 液體收率高。焦化裝置液體收率近66%，蒸汽裂解液體收率64%。若每噸油按照1200元來計(jì)，則加工1噸渣油，焦化裝置可多創(chuàng)效1×(66%-64%)×1200=24元。且焦化液體產(chǎn)品質(zhì)量好于蒸汽裂解裝置。若焦化裝置由原來的50萬噸年負(fù)荷擴(kuò)大至80萬噸年負(fù)荷組織生產(chǎn)，一年多加工重油30萬噸，蒸汽裂解裝置一年少加工30萬噸，則可為公司創(chuàng)效：300000×(40+24)=19,200,000元。4.2摻煉冷渣措施的實(shí)施，不僅保證了公司重油的平衡，效益也顯著。一噸渣油外買或作燃料價(jià)格為833元左右，進(jìn)焦化

16、裝置加工可產(chǎn)0.66噸液體油品，0.22噸左右石油焦，0.1噸左右焦化燃料氣，若按公司內(nèi)部結(jié)算價(jià)1噸油品1200元，1噸燃料氣850元，1噸石油焦208元裝置加工噸渣油費(fèi)用60元，則1噸冷渣可創(chuàng)效：(0.66×12000.1×8500.22×208)-833-60=29.76元，一年摻煉冷渣油50000噸，則可創(chuàng)效：29.76×50000=1,488,000元。5.遺留問題5.1離心式富氣壓縮機(jī)項(xiàng)目未完工，投用后運(yùn)行情況有待考查。5.2循環(huán)水系統(tǒng)改造時(shí)計(jì)算缺250噸左右，由于涉及公用工程總能力，當(dāng)時(shí)無法考慮。雙系統(tǒng)生產(chǎn)時(shí)已暴露出循環(huán)水供應(yīng)不足的問題。夏季尤為突出。此部分仍需改造。5.3汽油脫吸塔集汽油脫吸與穩(wěn)定于一塔，汽油吸收塔過吸收的c2組份無法在進(jìn)脫吸塔之前脫除，進(jìn)入液態(tài)烴系