制約焦化裝置長周期生產(chǎn)的瓶頸問題分析

制約焦化裝置長周期生產(chǎn)的瓶頸問題分析荊門焦化車間鄧鐠摘要：從原料性質(zhì)、分餾塔底循環(huán)油停留時刻及塔底循環(huán)、裝置設(shè)備咨詢題等三個方面分析了制約焦化裝置長周期生產(chǎn)的瓶頸因素，提出了部分相應(yīng)計策。關(guān)鍵詞：長周期生產(chǎn)瓶頸咨詢題原料性質(zhì)循環(huán)油停留時刻塔底循環(huán)設(shè)備咨詢題中石化荊門分公司延遲焦化裝置通過兩次擴能改造過程，分不是1996年5月由“一爐兩塔”30萬噸/年年擴能為“兩爐四塔”60萬噸/年；2004年11月份又擴建為“三爐六塔”100萬噸/年。但隨著我廠600萬噸/年原油加工能力的定位和原油重質(zhì)化趨勢的日益嚴峻，我廠重油平穩(wěn)的矛盾愈發(fā)突出。焦化裝置處理能力長期處于滿負荷開工狀態(tài)，對焦化裝置長周期開工提出更高的要求，因此解決制約焦化裝置長周期生產(chǎn)的瓶頸咨詢題十分必要。表-1焦化裝置開工生產(chǎn)統(tǒng)計開工周期時刻/年.月開工天數(shù)處理量（萬噸）1996.5~1997.332942第二周期1997.4~1998.331533第三周期1998.4~1999.6422551999.7~2001.356187從表中能夠發(fā)覺焦化裝置擴建以后，開工周期逐年延長，處理量也逐年提高。我認為在當前裝置處理能力不斷提高和開工周期不斷延長的情形下，制約裝置長周期生產(chǎn)的瓶頸因素較多，而且各個因素之間可能是單獨發(fā)生作用，也可能相互發(fā)生阻礙，我認為以下因素是制約我裝置長周期生產(chǎn)的瓶頸咨詢題。原料性質(zhì)的阻礙及計策焦化裝置加工的原料性質(zhì)趨于惡劣，給裝置的正常生產(chǎn)帶來了一系列的阻礙。我廠60萬噸/年延遲焦化裝置設(shè)計時焦化原料是按渣油：半瀝青=7：3的比例進行混兌的(100萬噸/年延遲焦化裝置設(shè)計原料是按渣油：半瀝青=4：1的比例)。焦化原料中摻煉30%左右的丙烷半瀝青后，焦化原料的性質(zhì)變化較大，如表-2所示表-2焦化原料性質(zhì)對比項目減壓渣油南陽減渣：半瀝青（70：30）江漢減渣：半瀝青（70：30）密度（20℃）/g.cm-30.94140.94210.9604粘度（100℃）/mm.s-1286.18550528殘?zhí)?Wt%10.3512.0714.34膠質(zhì)/Wt%32.5331.8635.69瀝青質(zhì)/Wt%0.440.620.42飽和烴/Wt%26.2727.820.41芳香烴/Wt%42.039.2846.21從表中比較可知焦化原料中摻入半瀝青后，原料的殘?zhí)恐岛驮系恼扯让黠@增大。焦化原料摻入高比例的半瀝青后，將導致焦化分餾塔底循環(huán)油性質(zhì)變重，引起輻射進料泵上量不行，泵出口壓力下降；另外當半瀝青摻入不平均時，有時會引起焦化原料泵抽空，甚至啟動原料往復泵（泵-8）也不能上量，造成焦化原料中斷，導致裝置停工的事故也曾有發(fā)生。焦化原料摻入高比例的半瀝青后，使焦炭塔生焦量明顯加大，這時裝置假如還堅持原有的大處理量，焦炭塔的空高會明顯降低，可能造成焦炭塔焦粉（泡沫層）在正常生產(chǎn)或焦炭塔小吹汽時攜帶至分餾塔，將會明顯降低裝置的開工周期，嚴峻時將導致裝置的停工。比如按焦炭產(chǎn)率w%=1.6×原料殘?zhí)恐担仗幚砹繛?000噸/天來估算，摻煉半瀝青后，原料殘?zhí)恐灯骄岣?%，焦炭產(chǎn)率相差3.2%，兩者焦高大約相差3~4米。另一方面，高粘度重質(zhì)的塔底循環(huán)油在分餾塔底、塔底循環(huán)線、輻射進料泵入口、過濾器、預熱泵的出、入口管線的結(jié)焦咨詢題也不容忽視，這都可能導致維系焦化裝置正常運轉(zhuǎn)的心臟設(shè)備—輻射泵的不上量甚至抽空，從而直截了當阻礙裝置的平穩(wěn)生產(chǎn)。計策：焦化裝置低負荷生產(chǎn)時，焦化原料不能混兌20%比例的半瀝青，而應(yīng)該遠低于那個比例；蒸餾裝置加工不同的原油時，焦化原料—減壓渣油的性質(zhì)存在不同，即使是焦化裝置雙套生產(chǎn)，這時半瀝青的混兌比例也應(yīng)該有所區(qū)不。焦化原料要及時分析殘?zhí)恐怠?00℃運動粘度、硫含量、500℃餾出量等。加工重質(zhì)原料時，焦化裝置必須加大循環(huán)比操作，焦炭塔空高要保持在12米以上，才能堅持裝置的正常生產(chǎn)。焦化原料性質(zhì)的優(yōu)化對焦化裝置的長周期生產(chǎn)至關(guān)重要。另外，在焦化原料中摻入催化裝置油漿的作法，實不可取。因為催化油漿中含有的催化劑顆粒，對焦化裝置阻礙龐大。不僅造成焦化裝置高溫部位結(jié)焦，而且對裝置設(shè)備、管線的磨蝕相當嚴峻。這應(yīng)該引起高度重視。分餾塔底循環(huán)油停留時刻及塔底循環(huán)的阻礙及計策焦化分餾塔底、循環(huán)抽出過濾器、輻射泵入口過濾器、入口管線結(jié)焦咨詢題一直是困擾裝置開工和正常生產(chǎn)的一個難題。分餾塔底結(jié)焦的成因一樣認為有以下幾種：一是在分餾塔底的高溫條件下，塔底循環(huán)油的自身結(jié)焦；二是反應(yīng)系統(tǒng)（焦炭塔）泡沫層攜帶至分餾塔后，以其中細小的焦粉顆粒為“焦核”中心的塔底循環(huán)油結(jié)焦；三是焦炭塔的泡沫冒頂，這種情形在生產(chǎn)中是應(yīng)當幸免的，這將導致裝置的專門快停工。通過裝置歷次停工檢修期間對塔底設(shè)備的檢查，我認為前兩種結(jié)焦是分餾塔底結(jié)焦的要緊緣故。在輻射進料泵、塔底循環(huán)泵、備用泵的出、入口管線的結(jié)焦密度大，堅硬，表現(xiàn)出整體反應(yīng)生成物的特點，這是循環(huán)油停留時刻長，生焦的特點。但也可能是循環(huán)油中含細焦粉（或催化劑顆粒）加上停留時刻長形成的結(jié)焦；而分餾塔底內(nèi)、外過濾器和塔底的結(jié)焦則松軟得多，明顯是第二種方式形成的結(jié)焦。焦化分餾塔底結(jié)構(gòu)如下圖：圖-1焦化分餾塔底示意圖2去爐輻射室 356307#跨線蒸汽411.塔底循環(huán)泵2.分餾塔3.塔底抽出內(nèi)過濾器4.塔底循環(huán)過濾器5.塔底抽出外過濾器6.輻射進料泵通過運算得知：焦化分餾塔底循環(huán)油的停留時刻僅為10~20min左右，在塔底循環(huán)良好的情形下，即使是含30%比例丙烷半瀝青的焦化原料也不應(yīng)該產(chǎn)生明顯的熱轉(zhuǎn)化的。那么塔底結(jié)焦的咨詢題癥結(jié)怎么講出在哪里呢？我認為焦化原料性質(zhì)變重后，制約焦化分餾塔底結(jié)焦的關(guān)鍵在于塔底循環(huán)的好壞？實踐體會講明：在沒有塔底循環(huán)的條件下（其它工藝條件正常），一樣裝置開工三個月左右即顯現(xiàn)輻射進料泵出口壓力的波動，現(xiàn)在講明一些松軟的焦已開始形成。補救措施是分餾塔底要不定期通過307#線向外甩油漿（甩出塔底焦粉）；或打開塔底循環(huán)線同輻射泵的跨線（見圖-1）用輻射泵代抽塔底循環(huán)線，再加上塔底不定期甩油漿。才能堅持裝置的正常生產(chǎn)。因此裝置加工劣質(zhì)原料時，一要加強塔底循環(huán)，保持塔底循環(huán)成效良好，要注意觀看循環(huán)線和塔底溫差要越小越好，講明塔底暢通；二是要加大循環(huán)比，降低處理量操作，但這一點要依照全廠重油平穩(wěn)的情形來，往往難以做到；三是要注意焦炭塔的空高一樣不應(yīng)低于12米，以減少焦粉攜帶，對減輕塔底結(jié)焦有好處。四是要防患于未然，要定期向307#線甩油漿，帶出塔底焦粉，減少生焦趨勢。設(shè)備咨詢題的阻礙焦化設(shè)備咨詢題對長周期生產(chǎn)阻礙可分以下方面：一是焦化加熱爐；二是除焦設(shè)備；三是分餾塔空冷及后冷；四是加工含硫原油后設(shè)備的腐蝕的阻礙。分不分析如下：3.1焦化加熱爐的阻礙：焦化加熱爐是裝置的核心設(shè)備之一。加熱爐對裝置長周期生產(chǎn)的制約表現(xiàn)在：（1）開工后期因爐管結(jié)焦嚴峻而引起爐膛超負荷；（2）爐管燒穿直截了當導致裝置停工。焦化加熱爐爐管的結(jié)焦和爐管燒穿的緣故專門多，要緊緣故可分為：（1）操作方面的緣故，如爐火燃燒不佳，撲爐管；局部過燒；注水中斷；爐子進料長時刻中斷；爐溫操縱不穩(wěn)等。（2）爐管材質(zhì)緣故，本身材質(zhì)有咨詢題或是不適應(yīng)加工高硫原料要求。（3）原料性質(zhì)緣故，塔底循環(huán)油過重；塔底焦粉帶入爐子等。明白了以上的阻礙因素后，我們就能夠“對癥下藥”地解決加熱爐對裝置長周期的制約作用。3.2除焦設(shè)備的阻礙：焦化裝置大處理量生產(chǎn)以后，生焦周期由36小時（“一爐兩塔”生產(chǎn)時）縮短為24小時除一塔焦。生焦周期縮短后，對除焦設(shè)備提出了更高的要求，要求在規(guī)定的時刻內(nèi)除完焦后，焦炭塔需要達到備用條件。24小時生焦周期同36小時生焦周期比較如下：24小時生焦周期：預熱5小時換塔3小時吹汽冷焦4小時除焦（包括拆、裝底蓋、頭蓋）2-3小時空塔備用3.5-7小時下輪預熱。（不含泡焦時刻）36小時生焦周期：預熱8小時換塔3小時吹汽冷焦4小時除焦（包括拆、裝底蓋、頭蓋）2-3小時空塔備用14-16小時下輪預熱。（不含泡焦時刻）從上面的比較能夠看出36小時生焦安排比24小時生焦安排焦炭塔的空塔備用時刻要富裕得多。也就意味著，大處理量生產(chǎn)以后，一旦除焦設(shè)備發(fā)生故障，只有3.5-7小時的處理時刻。而在我廠焦化裝置的實際生產(chǎn)中，除焦設(shè)備經(jīng)常發(fā)生故障。要緊的設(shè)備故障是：水龍帶破裂、水渦輪故障、除焦變頻器故障、除焦絞車故障、除焦減速機故障等。在除焦操作上又常發(fā)生諸如：卡鉆、焦炭塌方、鉆頭打偏等等操作咨詢題，這些故障都需要在較短的時刻內(nèi)進行搶修，一旦不能及時處理，輕則裝置降量堅持生產(chǎn)，重則裝置需要停工分爐。這些都毫無疑咨詢地對裝置的長周期、平穩(wěn)生產(chǎn)構(gòu)成威逼。3.3分餾塔空冷及后冷的阻礙:100萬噸/年焦化裝置改造后，仍舊發(fā)覺分餾塔后部冷卻器焦粉堵塞較嚴峻。甚至部分細小的焦粉被帶入焦化瓦斯中。盡管我裝置通過注入消泡劑使反應(yīng)系統(tǒng)的焦粉攜帶有所緩和，但焦粉對后部冷卻器的堵塞咨詢題依舊比較嚴峻，專門是對裝置夏季生產(chǎn)阻礙較大。3.4加工含硫原油對裝置設(shè)備的阻礙:加工含硫（高硫）原油后焦化原料的硫含量也同時上升，焦化裝置加工含硫（高硫）原料后要緊阻礙表現(xiàn)在：（1）高溫部位硫腐蝕加劇，焦炭塔油氣線材質(zhì)要升級；（2）部分異種鋼材焊接