120万吨延迟焦化装置大油气线结焦分析及对策.DOC

1.2 Mt/a延迟焦化装置油气线结焦分析 徐先财，张 灵，刘海涛，杨龙 （乌鲁木齐石化公司炼油厂，新疆 乌鲁木齐 830019） 摘要：乌鲁木齐石化公司1.2 Mt/a延迟焦化装置连续运行2 a后，由于焦炭塔大油气线结焦严重，导致焦炭塔压力升高，影响到装置正常生产。通过对该装置大油气线结焦现象分析，结合装置现状和运行过程中存在的问题，提出相应的优化措施，收到良好的效果。 关键词：延迟焦化装置； 油气线； 结焦； 急冷油 延迟焦化工艺是重油加工的主要工艺，在原油加工中发挥着重要的作用。延迟焦化装置焦炭塔大油气线结焦现象是国内同类装置中普遍都存在的一个问题[1]。乌鲁木齐石化1.2 Mt/a延迟焦化装置自开工以来，大油气线压降（油气线出口压力与安全阀入口压力的差值）逐渐增大，从0上升至0.06 MPa。为保证正常操作塔压（0.15 MPa），装置每个月都要对大油气线塔口处进行清焦。 焦炭塔大油气线结焦部位主要集中在油气线水平管段和塔顶盲盖下方冲洗油盘管处，见图1,2。 图1 盲盖下方冲洗油盘管处结焦 图2 急冷油四通处结焦 1 结焦原因分析 1.1 原料性质变化 加工原料性质变化可能导致渣油中的杂质和盐含量变化，其中杂质和盐含量较高会使得焦炭塔内反应油气易发泡，泡沫层升高。乌石化加工原油种类较多，当原料变化引起渣油中杂质、盐含量增大、回炼各类污油、掺炼催化油浆等，都会造成焦炭塔泡沫层升高，使得油气携带焦粉进入油气线，焦粉沉降造成大油气线结焦[2]。 1.2 急冷油性质影响 为回炼装置放空系统污油，装置通过改造将污油混入原有的蜡油作为急冷油注入焦炭塔进行回炼，蜡油和污油做急冷油时的参数对比见表1。 表1 使用2种不同的急冷油的相关参数对比 急冷油 温度/℃ 压力/MPa 流量/(t·h-1) 其它特性 蜡油 350 0.8 20 含微量焦粉 放空塔污油 200~270 0.5~0.6 10~13 含大量焦粉 由表1可知，污油急冷油的性质差于蜡油急冷油。使用污油做急冷油时，由于其温度低，为保证焦炭塔顶油气一定温度，污油急冷油注入量降低，从而急冷油无法起到较好洗涤作用。放空塔污油含带焦粉较多，焦粉固体颗粒会诱导又使得油气线结焦加速。 1.3 喷嘴雾化效果不佳 该延迟焦化急冷油喷嘴安装在焦炭塔顶部油气线四通上，在油气线引点的切线方向。根据现场观测焦炭塔油气线结焦情况来看，油气线水平管段结焦较为严重。分析原因为，由于急冷油喷嘴雾化效果不好，再加上塔顶温度控制低，有小一部分重组分未汽化。其中未汽化的重组分中有一部分冷凝在管壁受重力回流至焦炭塔，还有一部分被油气携带至大油气线黏附在水平管段形成油膜，在高温环境下缓慢生焦[3]。 假如急冷油喷嘴本身性能完好，但其喷射效果应与介质压力成正比。实际中急冷油管线内介质压力为0.6 MPa，而设计急冷油喷嘴处管线内介质压力为0.8 MPa，相差0.2 MPa。另外，急冷油量设计23 t/h的蜡油，而实际注入量为10~13 t/h。实际急冷油注入量和压力远小于设计值，因此喷嘴的实际喷射雾化效果较差，造成实际高温油气不能均匀冷却，部分重组份高温油气在油气线中二次反应也会附着在管壁上结焦。 1.4 焦炭塔顶温度偏低 焦化装置焦炭塔塔顶温度通常控制在420 ℃左右。若温度过高，会使得大油气线温度高于油品的临界分解温度，造成重组分在油气线二次反应结焦。若温度过低，会使得油气和组分较重的急冷油（350 ℃焦化蜡油）接触后传热后气化率低，液相组分会黏附在管壁形成油膜，在高温环境下缓慢生焦。 该装置焦炭塔顶急冷油采用蜡油和放空塔循环油（主要成份为蜡油和柴油），焦炭塔塔顶温度控制在405 ℃左右（主要是由于加热炉出口温度低致使焦炭塔内反应油气温度低）。生产中定期对塔顶热偶清焦和校对未发现有结焦和其他异常现象，因此可以排除塔顶温度指示不准的因素。由于急冷油喷射效果差并且焦炭塔塔顶温度偏低，而且使用的急冷油重组份多（蜡油350 ℃），致使喷嘴喷射出的急冷油与高温油气接触后气化率偏低，其中较重组分未汽化形成的较大液滴受重力作用沿管壁回流至塔内，在高温环境下在塔口管壁处缓慢结焦。从DCS塔口处热电偶测量温度来看，急冷油喷嘴下方塔口处2点测量温度均低于水平油气线测量温度，这一现象说明了由于塔口管壁存在的冷凝油膜致使检测温度偏低。而相对较小的液滴在油气的携带下进入水平段油气管线，然后沉降粘附在管壁形成油膜，在高温环境下缓慢生焦。 1.5 柴油冲洗油盘管未投用 在急冷油四通中，设计有1个环形冲洗油盘管，从图1可以看出，结焦部位主要集中在塔顶盲盖下的柴油冲洗油盘管下方。投用柴油冲洗油一方面可以起到对油气进行急冷降温和洗涤的作用，降低急冷油使用量。另一方面，柴油注入后在高温环境下汽化率高，提高管线内油气线速