優(yōu)化操作提高液體收率

1、 優(yōu)化操作提高焦化裝置液體產(chǎn)品收率優(yōu)化操作提高焦化裝置液體產(chǎn)品收率 加工溫度加工溫度 反應(yīng)壓力反應(yīng)壓力 循環(huán)比循環(huán)比 優(yōu)化操作優(yōu)化操作 液體收率液體收率焦化裝置生產(chǎn)的目的是盡量多產(chǎn)液體產(chǎn)品，少產(chǎn)焦炭，本焦化裝置生產(chǎn)的目的是盡量多產(chǎn)液體產(chǎn)品，少產(chǎn)焦炭，本次我們主要從焦化加工溫度、反應(yīng)壓力和循環(huán)比對(duì)焦化產(chǎn)品次我們主要從焦化加工溫度、反應(yīng)壓力和循環(huán)比對(duì)焦化產(chǎn)品液體收率的影響，通過(guò)采用新技術(shù)，優(yōu)化各種操作，實(shí)現(xiàn)裝液體收率的影響，通過(guò)采用新技術(shù)，優(yōu)化各種操作，實(shí)現(xiàn)裝置內(nèi)污油全部回?zé)?，?duì)提高焦化裝置液體收率十分有益。置內(nèi)污油全部回?zé)?，?duì)提高焦化裝置液體收率十分有益。摘摘 要：要：關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞： 延遲焦化

2、裝置是以減壓渣油為原料，在高溫下（約延遲焦化裝置是以減壓渣油為原料，在高溫下（約500左右）進(jìn)行深度的熱裂化和縮合反應(yīng)，生產(chǎn)干氣、液化氣、左右）進(jìn)行深度的熱裂化和縮合反應(yīng)，生產(chǎn)干氣、液化氣、汽油、柴油、蠟油和焦炭。我廠北焦化裝置處理渣油能力為汽油、柴油、蠟油和焦炭。我廠北焦化裝置處理渣油能力為100萬(wàn)噸萬(wàn)噸/年，采用安慶石化設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的可靈活調(diào)節(jié)循環(huán)比延年，采用安慶石化設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的可靈活調(diào)節(jié)循環(huán)比延遲焦化工藝，將焦化油（原料油和循環(huán)油）經(jīng)加熱爐加熱迅遲焦化工藝，將焦化油（原料油和循環(huán)油）經(jīng)加熱爐加熱迅速升溫至焦化反應(yīng)溫度（速升溫至焦化反應(yīng)溫度（495500），進(jìn)入焦炭塔進(jìn)行焦），進(jìn)入焦炭塔進(jìn)行

3、焦化反應(yīng)，生成的焦炭留于塔內(nèi)，油氣從塔頂出來(lái)進(jìn)入分餾塔化反應(yīng)，生成的焦炭留于塔內(nèi)，油氣從塔頂出來(lái)進(jìn)入分餾塔進(jìn)一步分離成富氣和各種餾分油。分離后塔頂氣體經(jīng)壓縮機(jī)進(jìn)一步分離成富氣和各種餾分油。分離后塔頂氣體經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)入吸收穩(wěn)定系統(tǒng)再次進(jìn)行氣體分離成干氣和液化氣。壓縮后進(jìn)入吸收穩(wěn)定系統(tǒng)再次進(jìn)行氣體分離成干氣和液化氣。裝置主要工藝流程如下圖所示：裝置主要工藝流程如下圖所示：延遲焦化裝置簡(jiǎn)介：延遲焦化裝置簡(jiǎn)介：裝裝置置主主要要工工藝藝流流程程如如圖圖所所示：示：焦化裝置工藝參數(shù)對(duì)液體產(chǎn)品收率的影響：焦化裝置工藝參數(shù)對(duì)液體產(chǎn)品收率的影響： 反應(yīng)壓力2 循環(huán)比3 優(yōu)化操作4 反應(yīng)溫度1一、反應(yīng)溫度一、

4、反應(yīng)溫度 焦化過(guò)程是熱裂解反應(yīng)和縮合反應(yīng)的綜合過(guò)程，既有吸熱反應(yīng)，又有放熱反應(yīng)，總的結(jié)果為吸熱過(guò)程。反應(yīng)的熱量由加熱爐提供，爐出口溫度是根據(jù)原料的臨界反應(yīng)溫度來(lái)確定，而臨界反應(yīng)溫度又是由油品性質(zhì)決定的。事實(shí)上爐出口溫度可調(diào)范圍很小，是焦化反應(yīng)的控制點(diǎn)，決定了裂解和縮合反應(yīng)的深度。 油品在不同溫度條件下，裂解和縮合反應(yīng)的進(jìn)程存在差異：爐管內(nèi)的油品在420以前裂解反應(yīng)起主導(dǎo)作用，420以后則縮合反應(yīng)更劇烈。在420以前的反應(yīng)階段盡可能采用較低的流速，保證相對(duì)較長(zhǎng)的裂解反應(yīng)時(shí)間，達(dá)到多產(chǎn)液體產(chǎn)品的目的；而在420以后的反應(yīng)階段應(yīng)提高流速，延緩高溫段爐管的結(jié)焦趨勢(shì)。本裝置加熱爐爐管采用三點(diǎn)注汽技術(shù)，改

5、變油品在加熱爐管內(nèi)的流動(dòng)形式，防止?fàn)t管結(jié)焦，延長(zhǎng)開(kāi)工周期，從而達(dá)到提高液體產(chǎn)品收率的目的。 反應(yīng)溫度是延遲焦化裝置的重要操作指標(biāo)，它的變化直接影響到爐管內(nèi)和焦炭塔內(nèi)的反應(yīng)深度，從而影響到焦化產(chǎn)物的產(chǎn)率和性質(zhì)。當(dāng)操作壓力和循環(huán)比固定后，提高焦炭塔溫度將使液體產(chǎn)品收率增加，焦炭產(chǎn)率將下降，并使焦炭塔中揮發(fā)份下降。資料表明：焦炭塔內(nèi)溫度每升高5-6，將使液體收率增加1.1%。加熱爐出口溫度對(duì)焦化產(chǎn)品產(chǎn)率的影響如表1所示：加熱爐出口溫度，493495497500干氣，%5.85.75.75.5液態(tài)烴，%2.11.82.11.1汽油，%15.916.817.017.0柴油，%26.228.830.130

6、.6蠟油，%23.220.920.721.2焦炭，%26.425.624.924.1損失，%0.40.40.50.5總液收，%65.366.567.968.8一、反應(yīng)溫度一、反應(yīng)溫度 但是，溫度太高，使焦化汽、柴油餾分繼續(xù)裂化而降低收率，同時(shí)增加氣體收率和使焦炭變硬，也會(huì)使除焦困難。另外，溫度過(guò)高，爐管容易結(jié)焦，還會(huì)縮短開(kāi)工周期，反而會(huì)影響裝置的液體收率，因此，綜合考慮能耗等各方面因素，焦化裝置的操作溫度一般控制在495500。在實(shí)際操作中，還應(yīng)做好爐出口至焦炭塔底進(jìn)料線的保溫，防止熱量損失；控制好四通閥及進(jìn)料隔斷閥的保護(hù)蒸汽量，盡量保證渣油進(jìn)入焦炭塔的反應(yīng)溫度。一、反應(yīng)溫度一、反應(yīng)溫度 在反

7、應(yīng)溫度及循環(huán)比不變的條件下，提高焦炭塔操作壓力會(huì)使較高的重質(zhì)烴類(lèi)殘留在塔內(nèi)，使得焦炭產(chǎn)率上升，蠟油收率降低，同時(shí)由于反應(yīng)壓力增加，烴類(lèi)停留時(shí)間延長(zhǎng)，加劇了二次裂化反應(yīng)，使氣體收率上升，液體收率降低，焦炭的揮發(fā)份也會(huì)有所增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，焦炭塔壓力每降低0.05 MPa，液體產(chǎn)品收率增加1.3%，焦炭產(chǎn)率將下降1%。壓力太低，不能克服分餾塔及后路系統(tǒng)的阻力，由于受壓縮機(jī)入口壓力和系統(tǒng)壓力降的限制，降低反應(yīng)壓力，增加液收的操作彈性很小，一般保持焦炭塔操作壓力維持在0.16MPa0.18MPa之間。表2列出了操作壓力對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)率分布的影響。二、反應(yīng)壓力二、反應(yīng)壓力焦炭塔壓力，MPa0.1080.1450.

8、1810.217干氣產(chǎn)率增加值，%（v）-0.25-0.12基準(zhǔn)+0.11液態(tài)烴產(chǎn)率增加值，%（v）-0.38-0.14基準(zhǔn)+0.11液體產(chǎn)品產(chǎn)率增加值，%（v）+0.12+0.53基準(zhǔn)-0.49焦炭產(chǎn)率增加值，%（m）-0.99-0.46基準(zhǔn)+0.41二、反應(yīng)壓力二、反應(yīng)壓力 平時(shí)操作中主要是優(yōu)化壓縮機(jī)操作，盡可能將機(jī)入口壓力按平時(shí)操作中主要是優(yōu)化壓縮機(jī)操作，盡可能將機(jī)入口壓力按下限控制，控制指標(biāo)降低為下限控制，控制指標(biāo)降低為 0.040MPa，同時(shí)做好對(duì)分餾塔頂空，同時(shí)做好對(duì)分餾塔頂空冷、水冷的壓降變化監(jiān)控，及時(shí)做好焦炭塔油氣線結(jié)焦的清除工冷、水冷的壓降變化監(jiān)控，及時(shí)做好焦炭塔油氣線結(jié)焦的

9、清除工作；在焦炭塔預(yù)熱、換塔、小吹汽過(guò)程中保證壓力平穩(wěn)，因?yàn)橄底?；在焦炭塔預(yù)熱、換塔、小吹汽過(guò)程中保證壓力平穩(wěn)，因?yàn)橄到y(tǒng)壓降的變化引起油氣線速的改變，油氣線速頻繁變化，會(huì)造成統(tǒng)壓降的變化引起油氣線速的改變，油氣線速頻繁變化，會(huì)造成焦炭塔頂油氣夾帶焦粉。焦炭塔頂油氣夾帶焦粉。 與此同時(shí)，對(duì)吸收穩(wěn)系統(tǒng)操作參數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化，系統(tǒng)進(jìn)行提與此同時(shí)，對(duì)吸收穩(wěn)系統(tǒng)操作參數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化，系統(tǒng)進(jìn)行提壓操作，在保證氣壓機(jī)安全運(yùn)行的前提下，提高再吸收塔操作壓壓操作，在保證氣壓機(jī)安全運(yùn)行的前提下，提高再吸收塔操作壓力，可以提高吸收效果，降低干氣中力，可以提高吸收效果，降低干氣中C5含量，也可以提高液體產(chǎn)含量，也可以提高液

10、體產(chǎn)品收率。品收率。二、反應(yīng)壓力二、反應(yīng)壓力循環(huán)比定義（1）循環(huán)比循環(huán)油量/新鮮原料油量。（2）聯(lián)合循環(huán)比（CFR）=（新鮮原料油量+循環(huán)油量）/新 鮮原料油量=（1+循環(huán)比）。（3）通量循環(huán)比（TPR），和聯(lián)合循環(huán)比（CFR）相同。（4）通量循環(huán)比（TPR）= 輻射油量 /新鮮原料油量。循環(huán)比是對(duì)裝置處理能力、產(chǎn)品性質(zhì)及其分布都有影響的重要操作參數(shù)。三、循環(huán)比三、循環(huán)比注入的急冷油（通常是焦化蠟油），可減少焦炭塔頂大油氣管線內(nèi)結(jié)焦。 焦炭塔頂大油氣管線熱量損失產(chǎn)生的冷凝液。 分餾塔下部?jī)?nèi)回流，最好是焦化蠟油返塔的洗滌油。 輻射泵等熱油泵注入的封油（蠟油或柴油）。裝置內(nèi)部分未送出裝置的蠟油（直

11、接進(jìn)入渣油進(jìn)料線）三、循環(huán)比三、循環(huán)比循環(huán)油的來(lái)源：循環(huán)油的來(lái)源： 循環(huán)比是焦化工藝的一個(gè)很重要操作參數(shù)，是影響產(chǎn)品分布、操作費(fèi)用的主要因素，在固定的加熱爐流量下，降低循環(huán)比會(huì)明顯提高裝置的處理能力。循環(huán)比變小，從分餾塔分離出的蠟油終餾點(diǎn)提高，返回焦炭塔內(nèi)進(jìn)行二次裂化的重質(zhì)烴類(lèi)減少，相應(yīng)降低了小分子烴類(lèi)的產(chǎn)量和焦炭的產(chǎn)量，增加了中間餾分的產(chǎn)率。 循環(huán)比越小，氣體和焦炭收率就越小。因此，為了提高液體產(chǎn)品收率，就必須采用低循環(huán)比操作。在降低循環(huán)比增加液收的同時(shí)，還應(yīng)考慮到： （1）焦化重蠟油的終餾點(diǎn)、殘C、S、不溶物增加，對(duì)下游裝置存在不利影響； （2）當(dāng)循環(huán)比降的太低，加熱爐進(jìn)料接近原料性質(zhì)，易

12、造成加熱爐結(jié)焦，分餾塔蒸發(fā)段超溫等問(wèn)題，從而影響裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行。因此確定一個(gè)合適的循環(huán)比，不僅要考慮焦化裝置的經(jīng)濟(jì)效益，而且更應(yīng)考慮下游加工裝置的加工能力，所以，根據(jù)原料性質(zhì)和目前的操作，循環(huán)比控制在0.20.3左右。改變循環(huán)比對(duì)焦化產(chǎn)品分布的影響如表3所示：三、循環(huán)比三、循環(huán)比循環(huán)比00.100.200.30干氣，4.715.365.425.89液態(tài)烴，1.812.072.382.57汽油，13.4114.3014.8115.86柴油，24.2526.2327.3630.12蠟油，35.6629.5926.1820.85焦炭，19.1220.9422.6423.75損失，1.041.421

13、.210.96合計(jì)，100100100100總液收，73.3270.5768.3566.83 表表3 循環(huán)比對(duì)焦化產(chǎn)品分布的影響循環(huán)比對(duì)焦化產(chǎn)品分布的影響 據(jù)上表計(jì)算，循環(huán)比由0.3降到0.20，焦化裝置液體收率可提高1.52%。三、循環(huán)比三、循環(huán)比四、優(yōu)化操作四、優(yōu)化操作焦炭塔及時(shí)加注消泡劑焦炭塔及時(shí)加注消泡劑 消泡劑的消泡劑的表面張力和溶解度都很低表面張力和溶解度都很低，加入消泡劑的，加入消泡劑的目的是為了降低泡沫層目的是為了降低泡沫層，增大有效生焦空間，提高焦炭塔的利，增大有效生焦空間，提高焦炭塔的利用率，從而提高因焦炭塔容積制約造成用率，從而提高因焦炭塔容積制約造成的裝置處理量小的裝置

14、處理量小, ,同時(shí)可減緩油氣中的同時(shí)可減緩油氣中的焦粉夾帶，焦粉夾帶，顯著地減少焦炭塔油氣攜帶顯著地減少焦炭塔油氣攜帶焦粉進(jìn)入分餾塔及加熱爐管，焦粉進(jìn)入分餾塔及加熱爐管，延長(zhǎng)裝置延長(zhǎng)裝置的運(yùn)行周期；的運(yùn)行周期；8另一方面由于泡沫層的石油焦揮發(fā)分高另一方面由于泡沫層的石油焦揮發(fā)分高達(dá)達(dá)30%左右，通過(guò)注入消泡劑降低了焦炭左右，通過(guò)注入消泡劑降低了焦炭塔的泡沫層高度（約塔的泡沫層高度（約2米，從除焦時(shí)軟焦層米，從除焦時(shí)軟焦層的高度反映的情況推測(cè)），減小了放空時(shí)的高度反映的情況推測(cè)），減小了放空時(shí)的輕質(zhì)油損失，提高了液體收率。表的輕質(zhì)油損失，提高了液體收率。表4為消為消泡劑注入前后焦炭塔泡沫層高度對(duì)

15、比。泡劑注入前后焦炭塔泡沫層高度對(duì)比。3項(xiàng) 目至A點(diǎn)報(bào)警時(shí)生產(chǎn)時(shí)間，h實(shí)測(cè)焦高，m泡沫層高度，m不注入消泡劑23.317.94.5注入消泡劑25.519.92.5產(chǎn) 品汽油，%柴油，%蠟油，%不注入消泡劑0.40.10.6注入消泡劑0.200.4表表4 消泡劑注入焦炭塔前后泡沫層高度對(duì)比消泡劑注入焦炭塔前后泡沫層高度對(duì)比焦化裝置生產(chǎn)中加入消泡劑后，可明顯降低后續(xù)產(chǎn)品的固溶物含量數(shù)據(jù)如表5所示：表表5 加入消泡劑前后產(chǎn)品固溶物含量對(duì)比加入消泡劑前后產(chǎn)品固溶物含量對(duì)比四、優(yōu)化操作四、優(yōu)化操作四、優(yōu)化操作四、優(yōu)化操作 降低石油焦的揮發(fā)分u 石油焦中的揮發(fā)分，主要成分為輕質(zhì)油，加工溫度和吹汽時(shí)間是影響

16、石油焦中揮發(fā)分的主要因素。因此，要降低石油焦的揮發(fā)分采取以下措施：（1）爐出口溫度按工藝指標(biāo)上限控制，同時(shí)加熱爐采取變溫操作，在焦炭塔切換前2小時(shí)將爐出口溫度提高12。 (2)在不影響焦炭塔操作的前提下，將小吹汽的時(shí)間由1h延長(zhǎng)到1.5h，通過(guò)此項(xiàng)措施，最大限度地將焦炭塔內(nèi)的較輕組份及熱量帶入分餾塔系統(tǒng)，降低了輕油損失，提高液體收率。u 石油焦揮發(fā)分的控制指標(biāo)為812，操作彈性較大。我廠北焦化裝置年加工能力為100萬(wàn)噸，設(shè)計(jì)焦炭收率30，石油焦的揮發(fā)分每降低1，則裝置液體收率增加0.3。四、優(yōu)化操作四、優(yōu)化操作 裝置污油回?zé)?延遲焦化裝置是既連續(xù)又間斷的生產(chǎn)過(guò)程，生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的污油，這

17、些污油來(lái)源主要有三個(gè)方面：（1）焦炭塔在預(yù)熱過(guò)程中，從常溫開(kāi)始，由蒸汽預(yù)熱，到油氣預(yù)熱，溫度逐步上升到320以上。高溫油氣冷凝，沉積于焦炭塔底部，形成冷凝油，也稱焦炭塔預(yù)熱油，其主要成分為蠟油，約占裝置處理量的2%左右。（2）焦炭塔切換之后，老塔在大吹汽階段，大量的油氣隨著蒸汽到達(dá)密閉放空系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)冷卻、分離，形成放空污油。（3）焦炭塔在冷焦過(guò)程中，殘留在塔內(nèi)的油氣隨冷焦水溢流到冷焦水罐，分離后送到灌區(qū)沉降脫水，形成污油。四、優(yōu)化操作四、優(yōu)化操作 裝置污油回?zé)捨塾突責(zé)捰袃煞N途徑：一、是作為焦炭塔急冷油，二、是甩油直接進(jìn)分餾塔。當(dāng)甩油溫度低于150時(shí)，先往放空系統(tǒng)頂油，除去預(yù)熱油和管線中的存水，

18、減少甩油帶水對(duì)分餾塔操作的影響，這部分污油和放空、冷焦產(chǎn)生的污油經(jīng)沉降后可以用做急冷油。當(dāng)甩油溫度高于150時(shí)，甩油直接進(jìn)分餾塔。污油回?zé)捈冉档土搜b置能耗，又增加了液體產(chǎn)品收率，有著良好的經(jīng)濟(jì)效益。四、優(yōu)化操作四、優(yōu)化操作 焦炭塔頂加注急冷油焦炭塔頂加注急冷油，對(duì)提高液體產(chǎn)品收率的影響有以下兩個(gè)方面：（1）焦炭塔頂油氣溫度過(guò)高會(huì)發(fā)生二次裂化反應(yīng)，生成分子量較小的氣體產(chǎn)物，影響液體產(chǎn)品收率，因此在塔頂加注急冷油，嚴(yán)格控制焦炭塔頂溫 420。（2）急冷油為本裝置自產(chǎn)蠟油，設(shè)計(jì)用量為20噸/小時(shí)，急冷油注入焦炭塔后，在高溫條件下，發(fā)生裂解反應(yīng)生成大量的低分子氣體產(chǎn)物；因此應(yīng)根據(jù)裝置的具體運(yùn)行情況，調(diào)

19、整急冷油的性質(zhì)，控制急冷油溫度在8090，以減少急冷油的用量，從而降低急冷油的二次裂化反應(yīng)，避免造成液體收率的損失。四、優(yōu)化操作四、優(yōu)化操作 加熱爐管注入防結(jié)焦劑防結(jié)焦劑一般具有如下功能（1）金屬表面改性功能：能在設(shè)備表面形成一層耐高溫的化學(xué)保護(hù)膜；一方面使瀝青質(zhì)、有機(jī)高分子聚合物和小焦粉不易在其表面聚結(jié)和沉積；另一方面也阻止了金屬表面對(duì)聚合反應(yīng)的催化作用。（2）增溶、分散作用：對(duì)原料中形成的大分子有機(jī)聚合物能起到增溶作用，防止其在設(shè)備表面析出；對(duì)原料中夾帶的小焦垢顆粒有分散作用，防止其聚結(jié)、沉積在設(shè)備表面。（3）清凈作用：對(duì)設(shè)備表面形成的焦垢有清除作用，延緩焦化裝置加熱爐結(jié)焦是焦化裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行的先決條件，增加防結(jié)焦劑注入系統(tǒng)，加熱爐管壁溫度上升緩慢，爐管壓降沒(méi)有變化，延長(zhǎng)了開(kāi)工周期，年增加處理量約2%5%,為裝置提高液體收率奠定了基礎(chǔ)。四、優(yōu)化操作四、優(yōu)化操作 加強(qiáng)焦炭塔油氣管線清焦根據(jù)焦炭塔頂及其進(jìn)料段的壓力變化情況，定期做好對(duì)