延遲焦化傳統(tǒng)流程與可調(diào)循環(huán)比流程的工藝比較

1、延遲焦化傳統(tǒng)流程與延遲焦化傳統(tǒng)流程與可調(diào)循環(huán)比流程的可調(diào)循環(huán)比流程的工藝比較工藝比較顧承瑜中石化金陵分公司 前前 言言v延遲焦化裝置是重油加工的主要裝置之一，是將劣質(zhì)減壓渣油經(jīng)深度熱裂化轉(zhuǎn)化為氣體、輕質(zhì)、中質(zhì)餾份油及焦炭的加工過程，具有工藝技術(shù)成熟，投資和成本較其他渣油加工工藝相對(duì)較低，效益大，對(duì)原料要求低的特點(diǎn)，因此，延遲焦化裝置是目前煉油企業(yè)提高輕質(zhì)油收率和生產(chǎn)石油焦的主要手段。特別是在原油性質(zhì)越來越差的情況下，焦化在二次加工中的作用尤為重要。市場的不斷變化要求焦化裝置在安排生產(chǎn)方案時(shí)從增大處理量和提高輕質(zhì)油收率兩方面綜合考慮以達(dá)到效益最佳.調(diào)節(jié)循環(huán)比是改變焦化裝置的處理量和產(chǎn)品分布的主要

2、方法。 v金陵分公司1.2Mt/a延遲焦化裝置采用的是傳統(tǒng)的渣油經(jīng)加熱爐對(duì)流段加熱后進(jìn)入分餾塔下部，和焦炭塔頂過來的油氣傳質(zhì)傳熱后到分餾塔底部，再由輻射進(jìn)料泵送至加熱爐的輻射段后進(jìn)焦炭塔；1.60Mt/a延遲焦化裝置則采用了洛陽設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的可調(diào)循環(huán)比流程，減壓渣油進(jìn)裝置后經(jīng)焦化分餾塔各側(cè)線換熱器加熱后，再通過加熱爐進(jìn)料泵加壓進(jìn)加熱爐的對(duì)流段然后直接進(jìn)輻射段，輻射出口進(jìn)焦炭塔。v在實(shí)際生產(chǎn)中, 1.2Mt/a延遲焦化循環(huán)比是利用渣油上進(jìn)料和下進(jìn)料的比例控制，減少上進(jìn)料量，則循環(huán)比降低，當(dāng)上進(jìn)料量減少到渣油不能濕潤換熱板的表面積時(shí)，420左右的高溫油氣極易將換熱板上的減壓渣油烤干，并生成焦炭，造成

3、分餾塔塔下部容易結(jié)焦，影響輻射進(jìn)料泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并導(dǎo)致輻射爐管結(jié)焦而縮短裝置運(yùn)行周期，循環(huán)比調(diào)節(jié)不直觀，難以實(shí)現(xiàn)小循環(huán)比操作。1.60Mt/a延遲焦化裝置的可調(diào)循環(huán)比流程減壓渣油不進(jìn)分餾塔底，焦炭塔油氣依靠分餾塔底循環(huán)油降低溫度，循環(huán)油外取熱后同減壓渣油一起進(jìn)入加熱爐直接加熱到反應(yīng)溫度，解決了分餾塔底對(duì)換熱后終溫的制約，循環(huán)比調(diào)節(jié)靈活且易實(shí)現(xiàn)超低循環(huán)比操作。 1.2Mt/a工藝流程及特點(diǎn)工藝流程及特點(diǎn)l原料油緩沖罐；原料油緩沖罐；2原料油泵；原料油泵；3渣油一柴油換熱器；渣油一柴油換熱器；4渣油蠟渣油蠟油換熱器；油換熱器；5輻射進(jìn)料泵；輻射進(jìn)料泵；6加熱爐；加熱爐；7分餾塔；分餾塔；8蠟油泵蠟

4、油泵圖圖l 1.2Mt/a焦化工藝流程焦化工藝流程1.2Mt/a工藝流程及特點(diǎn)工藝流程及特點(diǎn)v金陵分公司1.2Mt/a延遲焦化裝置為對(duì)流段出口渣油進(jìn)分餾塔的流程：減壓渣油進(jìn)裝置后進(jìn)入原料油緩沖罐(容-1)，然后由原料油泵(P-1B/1C)送至加熱爐的對(duì)流段加熱至330左右后進(jìn)入分餾塔的一層和三層，在和焦炭塔頂來的油氣直接接觸傳質(zhì)傳熱后，原料中的輕組份蒸發(fā)，與焦化油氣一起上升至分餾塔的上段；焦炭塔來的油氣與原料油傳質(zhì)傳熱后，油氣溫度降低，油氣中的循環(huán)油組份冷凝，與原料油一起，流到分餾塔底，通過輻射進(jìn)料泵(P-6/6A)抽出進(jìn)入加熱爐輻射段，加熱到500后，進(jìn)入焦炭塔。1.2Mt/a工藝流程及特點(diǎn)

5、工藝流程及特點(diǎn)v從流程(圖1)中可看出, 1.2Mt/a延遲焦化裝置操作時(shí)根據(jù)所需冷凝的循環(huán)油量來調(diào)節(jié)原料上下進(jìn)料量，即調(diào)節(jié)循環(huán)比。在分餾塔蒸發(fā)段，當(dāng)油氣進(jìn)分餾塔溫度組成一定時(shí)，循環(huán)比增大，蒸發(fā)段溫度降低,塔底溫度升高；當(dāng)循環(huán)比減小時(shí)，蒸發(fā)段溫度升高,塔底溫度降低。即大循環(huán)比時(shí)，需降低蒸發(fā)段溫度；小循環(huán)比時(shí)，需提高蒸發(fā)段溫度。在較小循環(huán)比(低于O2)操作時(shí)，由于原料和反應(yīng)油氣接觸溫度高，易引起渣油在分餾塔塔底和加熱爐輻射爐管結(jié)焦，加熱爐進(jìn)料泵的焦粉含量大，影響泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，縮短裝置運(yùn)轉(zhuǎn)周期，因此這種流程的焦化裝置難以實(shí)現(xiàn)小循環(huán)比操作。1.2Mt/a工藝流程及特點(diǎn)工藝流程及特點(diǎn)v通過1.2Mt/

6、a延遲焦化裝置的長期運(yùn)行,我們發(fā)現(xiàn)這種流程存在如下缺點(diǎn): 循環(huán)比不直觀。循環(huán)比是通過控制對(duì)流油進(jìn)分餾塔的上、下部進(jìn)料的流量來調(diào)節(jié)，只能通過輻射油量去推算。分餾塔底易結(jié)焦。分餾塔底溫度通常在380左右，且隨著循環(huán)比升高，塔底溫度升高，造成分餾塔底結(jié)焦。難以實(shí)現(xiàn)超低循環(huán)比。1.6Mt/a工藝流程及特點(diǎn)工藝流程及特點(diǎn)1.6Mt/a工藝流程及特點(diǎn)工藝流程及特點(diǎn)v1.60Mt/a延遲焦化裝置對(duì)流渣油不進(jìn)分餾塔的流程(見圖2)與采用傳統(tǒng)工藝的1.2Mt/a延遲焦化裝置對(duì)流渣油進(jìn)分餾塔的流程相比，區(qū)別在于新鮮原料進(jìn)裝置后進(jìn)原料緩沖罐(V-3101)后，再通過原料油泵(P-3101/A,B)輸送與分餾塔側(cè)線餾

7、分經(jīng)五級(jí)換熱至295左右。換熱后不進(jìn)入分餾塔底部，而是先與自分餾塔底的循環(huán)油混合后進(jìn)入加熱爐進(jìn)料緩沖罐(V-3102)，然后再用加熱爐進(jìn)料泵(P-3102/A,B)把爐加熱介質(zhì)（原料加循環(huán)油）加壓后，先后流經(jīng)加熱爐對(duì)流段和輻射段，升溫到所需焦化溫度，再快速進(jìn)入焦炭塔。來自焦炭塔頂?shù)母邷赜蜌馊赃M(jìn)入分餾塔底部，其高溫反應(yīng)油氣的熱量由分餾塔底抽出的循環(huán)油經(jīng)塔外換熱器循環(huán)油渣油換熱器取走。此種焦化流程為可調(diào)循環(huán)比焦化工藝流程，而該“可調(diào)循環(huán)比焦化工藝流程”的循環(huán)比是通過循環(huán)油泵抽出分餾塔底循環(huán)油，在流量控制下與新鮮渣油混入加熱爐進(jìn)料緩沖罐(v-3102)后實(shí)現(xiàn)的。 1.6Mt/a工藝流程及特點(diǎn)工藝流程

8、及特點(diǎn)v我們發(fā)現(xiàn),新工藝具有以下優(yōu)點(diǎn):v(1).降低裝置能耗:分餾塔除增設(shè)四個(gè)內(nèi)回流：頂循、柴油、輕蠟、重蠟外，還增設(shè)中段循環(huán)油回流，通過換熱流程優(yōu)化設(shè)計(jì)取出了分餾塔內(nèi)多余熱量，提高分餾操作精度，同時(shí)降低了裝置能耗。另外,1.2Mt/a延遲焦化裝置換熱網(wǎng)絡(luò)為了避免分餾塔底溫度過高，分餾系統(tǒng)低溫?zé)嵛从谐浞掷?，減壓渣油換后終溫只有280;1.60Mt/a延遲焦化裝置，采用可調(diào)循環(huán)比流程, 可充分利用熱源與原料換熱，消除對(duì)換熱后終溫的限制，減壓渣油換熱后終溫達(dá)到330，對(duì)流轉(zhuǎn)輻射溫度提高了1020，減少加熱爐燃料用量,節(jié)約燃料消耗。1.6Mt/a工藝流程及特點(diǎn)工藝流程及特點(diǎn)v(2).操作靈活，適應(yīng)

9、性強(qiáng):降低循環(huán)比提高裝置處理量，適于減渣過剩的情況。處理量富裕時(shí)，可提高循環(huán)比多產(chǎn)輕質(zhì)油品，提高柴汽比，改善焦化蠟油的質(zhì)量。因此該流程可根據(jù)原料和市場情況進(jìn)行調(diào)整，提高工廠的整體經(jīng)濟(jì)效益?？烧{(diào)循環(huán)比流程的投用，使焦化裝置可按生產(chǎn)任務(wù)在不同循環(huán)比的生產(chǎn)方案下安排生產(chǎn)，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或處理量，裝置更加安全平穩(wěn)運(yùn)行，為煉廠創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。裝置采用可調(diào)循環(huán)比流程后，裝置采用較小循環(huán)比操作，能有效地提高裝置加工量;當(dāng)需要提高輕質(zhì)油收率時(shí)，裝置采用較大循環(huán)比操作?？烧{(diào)循環(huán)比技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了裝置加工量和產(chǎn)品分布的最佳組合，從而使裝置效益最大化。1.6Mt/a工藝流程及特點(diǎn)工藝流程及特點(diǎn)v(3).提高產(chǎn)品

10、質(zhì)量:由于反應(yīng)油氣與循環(huán)油換質(zhì)換熱，且循環(huán)油回油量大，使輕蠟殘?zhí)即蠓冉档?，為下游提供很好的原料。重質(zhì)原料不進(jìn)焦化分餾塔，不和高溫高速油氣混合，對(duì)穩(wěn)定和提高分餾塔蠟油質(zhì)量很有好處。v(4). 延長了裝置操作周期：加熱爐進(jìn)料溫度為330進(jìn)對(duì)流室，這樣不僅降低了延遲焦化裝置中核心設(shè)備輻射進(jìn)料泵操作條件的苛刻度，而且使加熱爐進(jìn)料從對(duì)流段直接轉(zhuǎn)輻射段連續(xù)而自成一體，有利于操作;分餾塔蒸發(fā)段溫度控制在380395時(shí)，分餾底溫度下降到370以下，減少了焦粉在分餾塔底部的積結(jié)硬度，有效地減緩了分餾塔底結(jié)焦，防止了分餾塔底結(jié)焦也避免了輻射泵入口帶焦,消除了分餾塔底結(jié)焦對(duì)長周期運(yùn)行的制約。 1.6Mt/a工藝流

11、程及特點(diǎn)工藝流程及特點(diǎn)v同時(shí)在生產(chǎn)中我們也發(fā)現(xiàn)存在以下問題：v（1）焦炭塔振動(dòng)問題：在裝置投用初期階段，焦炭塔吹汽放空操作時(shí)振動(dòng)幅度較大，車間適當(dāng)提高了吹汽放空壓力（0.15MPa），焦炭塔振動(dòng)幅度明顯減小，經(jīng)專家測算對(duì)焦炭塔安全不會(huì)造成大的影響。v（2）含有大量焦粉的塔底循環(huán)油外送沒有出路，難以實(shí)現(xiàn)更低的循環(huán)比操作，若不外送，從焦粉平衡的角度看，會(huì)增加塔底焦粉的沉積速率，并且會(huì)造成瀝青態(tài)和焦態(tài)固體物的積聚，影響分餾塔和過濾器的正常運(yùn)行。同時(shí)循環(huán)油作為分餾塔洗滌換熱段換熱洗滌油使用，在同樣操作負(fù)荷下會(huì)增加焦粉隨上升油氣夾帶入柴、蠟油餾份中的份量。 兩種流程對(duì)裝置的影響兩種流程對(duì)裝置的影響v1、

12、循環(huán)比、循環(huán)比v 表表1 循環(huán)比對(duì)產(chǎn)品分率的影響循環(huán)比對(duì)產(chǎn)品分率的影響兩種流程對(duì)裝置的影響兩種流程對(duì)裝置的影響v對(duì)于加熱爐而言，無論是1.2Mt/a焦化的流程、還是1.60Mt/a焦化的流程，循環(huán)比的變化對(duì)輻射段內(nèi)加熱料性質(zhì)的變化是相同的。循環(huán)比降低后，焦化加熱爐輻射段進(jìn)料性質(zhì)都將發(fā)生變化，表現(xiàn)為密度增加，瀝青質(zhì)增加，更接近焦化新鮮原料的性質(zhì)。表1中，顯示了循環(huán)比和加熱爐輻射段進(jìn)料性質(zhì)的變化情況。這樣，在同樣的爐管平均熱強(qiáng)度和管壁溫度條件下，循環(huán)比降低，加熱爐進(jìn)料（輻射進(jìn)料）的性質(zhì)變差爐管內(nèi)結(jié)焦的可能性增加，結(jié)焦速率也將迅速上升。但對(duì)于對(duì)流段，由于1.2Mt/a焦化的對(duì)流段內(nèi)走的原料是新鮮渣油

13、，循環(huán)比對(duì)其性質(zhì)沒有影響，特別是在處理劣質(zhì)易結(jié)焦的渣油時(shí)，對(duì)流段出口溫度需要嚴(yán)格控制，以避免加熱料在對(duì)流段就反應(yīng)結(jié)焦。而1.60Mt/a焦化對(duì)流段內(nèi)渣油的組分在爐管內(nèi)渣油沒有反應(yīng)前是一致的，循環(huán)比變大，則爐管內(nèi)渣油不易在該爐管段內(nèi)結(jié)焦。兩種流程對(duì)裝置的影響兩種流程對(duì)裝置的影響v1.60Mt/a延遲焦化裝置采用可調(diào)循環(huán)比流程后，采用分餾塔底循環(huán)油代替國內(nèi)傳統(tǒng)流程中的新鮮原料渣油在分餾塔底部換熱段與來自焦炭塔的高溫油氣間進(jìn)行換熱。如表1所示，由于循環(huán)油中膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量降低，膠體指數(shù)上升，其結(jié)焦傾向很低，有利于提高蒸發(fā)段溫度的低循環(huán)比操作。并且1.60Mt/a焦化由于采用塔底循環(huán)油經(jīng)塔外換熱器循環(huán)回

14、流取熱，可控制塔底溫度不至于太高，減緩了塔底結(jié)焦和塔底泵抽空現(xiàn)象。同時(shí)由于分餾塔底部的循環(huán)油為熱穩(wěn)定性非常高的沒有支鏈的高芳香組份，即使分餾塔底部溫度較高，也不易導(dǎo)致分餾塔底部結(jié)焦，并且循環(huán)油中輕組份較少，塔底循環(huán)油泵在高溫下也不易抽空。兩種流程對(duì)裝置的影響兩種流程對(duì)裝置的影響v而對(duì)于1.2Mt/a焦化對(duì)流渣油進(jìn)分餾塔底的焦化流程中，實(shí)踐證明，當(dāng)循環(huán)比0.25時(shí)，數(shù)據(jù)顯示，分餾塔底部油的性質(zhì)和減壓渣油的性質(zhì)相差不大，塔底部油的熱穩(wěn)定性不好，分餾塔底溫度也容易上升至400以上。此時(shí)將有裂化、縮合反應(yīng)發(fā)生,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成塔底結(jié)焦，進(jìn)而可能影響裝置的操作周期。從這點(diǎn)上來分析，除非在流程和設(shè)備上進(jìn)行改進(jìn)

15、，1.2Mt/a焦化流程中，降低焦化循環(huán)比是有限度的，所以在焦化生產(chǎn)中，要在原料、產(chǎn)品收率、結(jié)焦?fàn)顩r、運(yùn)行周期要求等全面分析的基礎(chǔ)上合理選擇焦化循環(huán)比。兩種流程對(duì)裝置的影響兩種流程對(duì)裝置的影響v2、分餾塔底部結(jié)焦?fàn)顩r分餾塔底部結(jié)焦?fàn)顩r v焦化裝置分餾塔底部的結(jié)焦和焦粉積聚一直是影響焦化裝置長周期運(yùn)行的一個(gè)重要因素，處理不好會(huì)導(dǎo)致分餾塔底過濾器堵，分餾塔底油不能正常抽出，從而導(dǎo)致裝置的非計(jì)劃停工。v從減緩分餾塔底結(jié)焦的措施來看，兩套裝置對(duì)其影響分別為：v1、在焦化原料中瀝青質(zhì)含量相差不多的情況下，1.60Mt/a延遲焦化裝置的分餾塔底油的瀝青質(zhì)含量要遠(yuǎn)低于1.2Mt/a延遲焦化裝置的分餾塔底油，結(jié)焦傾向也相應(yīng)變小。v2、分餾塔底部溫度來看，1.60Mt/a延遲焦化裝置的分餾塔底油的溫度要低于1.2Mt/a延遲焦化裝置的分餾塔底油。 v3、對(duì)于兩套裝置來說，較低的循環(huán)比都可能導(dǎo)致分餾塔底部塔盤的干板操作，1.60Mt/a的需要循環(huán)油的上回流減小，1.2Mt/a的需要對(duì)流出口渣油進(jìn)分餾塔上層塔盤的量降低。所以都要注意干板問題，以避免塔盤結(jié)焦。v對(duì)于加工渣油的性質(zhì)