淺析延遲焦化裝置分餾塔底結(jié)焦原因及措施

石軍計(jì)，王亦成

（玉門(mén)油田煉化總廠a.重油車間；b.常減壓車間，甘肅 玉門(mén) 735200）

1 延遲焦化裝置概況

玉門(mén)煉化延遲焦化裝置加工能力為30萬(wàn)t·a-1，自1993年建成投產(chǎn)，至今運(yùn)行近19年，近年來(lái)我廠延遲焦化裝置一直處于高負(fù)荷運(yùn)行，延遲焦化裝置現(xiàn)面臨著全廠重油平衡的巨大壓力。目前，延遲焦化裝置處理量最高能力達(dá)到960t·d-1，當(dāng)日負(fù)荷高達(dá)117%。2011年1～12月份加工量已達(dá)到33.32萬(wàn)t，負(fù)荷率為111%，已經(jīng)超過(guò)了設(shè)計(jì)值的最大負(fù)荷，為保證全廠的渣油平衡，延遲焦化還將長(zhǎng)期處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。

超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，由于焦炭塔氣速增加和生焦后期焦層較高，大量粉焦會(huì)隨高溫油氣進(jìn)入分餾塔底，這些粉焦停留在分餾塔底會(huì)粘附在塔壁上，不斷結(jié)焦，粉焦量大的時(shí)候甚至可以堵塞輻射抽出過(guò)濾器，造成輻射泵抽空，影響正常生產(chǎn)。因此如何確保分餾塔正常生產(chǎn)嚴(yán)防分餾塔底結(jié)焦就顯得尤為重要。

表1 延遲焦化裝置加工情況Tab.1 Process of delayed coking unit

2 各因素對(duì)分餾塔底結(jié)焦的影響

2.1 加熱爐輻射出口溫度的影響

加熱爐輻射出口溫度是延遲焦化裂解縮合反應(yīng)的關(guān)鍵參數(shù)，玉門(mén)延遲焦化爐出口溫度控制在492±1℃，加熱爐輻射出口溫度降低亦焦化反應(yīng)深度下降，焦炭泡沫層有所增加，易引發(fā)泡沫夾帶現(xiàn)象，焦粉攜帶入分餾塔底而引起結(jié)焦。為了降低泡沫層高度，緩解分餾塔底結(jié)焦，可適當(dāng)提高加熱爐輻射出口溫度。若加熱爐輻射出口溫度偏高將導(dǎo)致加熱爐負(fù)荷增大，爐管表皮溫度過(guò)高，部分爐管局部過(guò)熱而引發(fā)輻射爐管氧化剝皮同時(shí)也加重了輻射爐管結(jié)焦的傾向。

日常生產(chǎn)中我們可以根據(jù)延遲焦化原料的性質(zhì)變化，在原料變輕時(shí)，提高加熱爐出口溫度1～2℃；在原料變重時(shí)，降低加熱爐出口溫度1～2℃。防止因原料性質(zhì)的變化，造成反應(yīng)深度不夠，泡沫層增高，加大生焦后期粉焦攜帶入分餾塔的幾率，引起分餾塔底結(jié)焦。同時(shí)，可以在切換四通閥前2h，提高爐出口溫度1～2℃,有利于降低泡沫層高度,減緩焦粉攜帶。

2.2 分餾塔底溫度的影響

分餾塔底溫度控制一般不能過(guò)高，也不能過(guò)低。過(guò)高，分餾塔底容易結(jié)焦；過(guò)低，加熱爐負(fù)荷加重。我裝置原料溫度180℃左右，一般塔底溫度控制在360℃左右。生產(chǎn)中采用上下部進(jìn)料和蒸發(fā)段溫度來(lái)調(diào)節(jié)和控制塔底溫度，控制上部進(jìn)料量不小于50%，保證分餾換熱段三層塔板有足夠的液體流量，將高溫油氣中的焦粉洗滌下來(lái)，防止焦粉帶到塔上部。分餾塔底液面設(shè)定在50%左右，分餾塔底液位不宜維持過(guò)高，這樣不但增加塔底存液量，也使塔底循環(huán)油流動(dòng)困難，增大了分餾塔底油停留時(shí)間，循環(huán)油轉(zhuǎn)化率上升，生焦可能性增強(qiáng)。

裝置在在在處理量較大時(shí)，分餾塔底溫度會(huì)相應(yīng)升高，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，分餾塔底溫度控制在380℃以下，如果溫度過(guò)高會(huì)加速分餾塔底及蒸發(fā)段結(jié)焦，堵塞分餾塔底的舌形塔盤(pán)，造成油氣上升通路不暢，危害分餾塔的正常運(yùn)行。

2.3 焦層偏高的影響

玉門(mén)延遲焦化裝置在超負(fù)荷運(yùn)行情況下，焦層高度過(guò)高，基本在17～18.5m之間，甚至出現(xiàn)了高達(dá)18.9m的情況，而焦化裝置原設(shè)計(jì)的安全高度為16m，目前裝置生焦高度已超過(guò)安全高度，極易發(fā)生沖塔事故。當(dāng)焦層高度超過(guò)安全高度時(shí)，油氣中焦粉攜帶量會(huì)增大，分餾塔底過(guò)濾器前后壓降會(huì)明顯增大，將造成輻射泵入口過(guò)濾器堵塞和分餾塔塔底被焦粉結(jié)死等一系列問(wèn)題。

我們裝置根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)原料性質(zhì)變化，嚴(yán)格控制分支流量，要求嚴(yán)格控制焦層高度，嚴(yán)防沖塔事故的發(fā)生。同時(shí)，按照階梯式加入消泡劑，初加入時(shí)間為切塔前8h，并且在切換前4h已到生焦后期加大消泡劑泵流量，該方式能夠有效降低泡沫層高度。

2.4 焦炭塔切換和改放空時(shí)，壓力波動(dòng)的影響

焦炭塔在切換四通閥、改放空操作過(guò)程中，不可避免地會(huì)對(duì)分餾塔的操作帶來(lái)周期性的壓力波動(dòng)，穩(wěn)定系統(tǒng)壓力，減緩焦炭塔頂壓力劇烈波動(dòng)，從而能夠有效避免粉焦因壓力波動(dòng)而被攜帶入分餾塔系統(tǒng)，引發(fā)沖塔事故的發(fā)生。在切塔初期,新塔的油氣量不足，老塔小吹汽目的是為了回收炭塔中的殘余油氣，老塔給汽時(shí)應(yīng)盡量小而緩慢,避免老塔壓降損失過(guò)大，目前我裝置小給汽時(shí)間控制在40min，保證老塔進(jìn)料管線，閥門(mén)吹掃干凈，以避免結(jié)焦，同時(shí)確保系統(tǒng)壓力穩(wěn)定。切塔后老塔壓力一旦出現(xiàn)大幅度下降，在焦碳塔生焦末期沒(méi)有來(lái)得及進(jìn)行生焦反應(yīng)的泡沫層物質(zhì)由于二次汽化進(jìn)入大油氣線以及分餾塔系統(tǒng)，并在大油氣線和分餾塔底（或塔底循環(huán)系統(tǒng)）聚結(jié)生焦，會(huì)導(dǎo)致焦炭塔頂油氣線、分餾塔底循環(huán)線、分餾塔輻射抽出線等多處過(guò)濾器堵塞以及輻射泵、塔底循環(huán)泵抽空等事故的發(fā)生。在低壓瓦斯管網(wǎng)系統(tǒng)壓力波動(dòng)較大時(shí)，焦炭塔憋壓、失壓容易造成攜帶大量焦粉的泡沫層沖入分餾塔，造成沖塔事故的發(fā)生。

2.5 原料性質(zhì)劣質(zhì)化的影響

我廠原油已向高硫、高瀝青質(zhì)劣質(zhì)原油發(fā)展，原油的減壓渣油大部分進(jìn)入我延遲焦化裝置加工，焦化裝置在超負(fù)荷運(yùn)行的情況下加工這些殘?zhí)?、瀝青質(zhì)高的劣質(zhì)原料時(shí)，焦炭塔生焦高度變高，空塔余量較少，油氣容易夾帶更多的粉焦，造成焦炭塔塔頂揮發(fā)線和分餾塔底過(guò)濾器的堵塞以及易引發(fā)分餾塔底結(jié)焦。日常工作中加大對(duì)減壓渣油性質(zhì)及時(shí)跟蹤分析，通過(guò)控制原料殘?zhí)坎淮笥?0%，可有效防止原料因殘?zhí)亢蜑r青質(zhì)含量高而引起焦炭塔沖塔，造成粉焦攜帶，引起分餾塔底結(jié)焦。

3 預(yù)防分餾塔底結(jié)焦措施

（1）控制好高溫油氣進(jìn)分餾塔溫度即焦炭塔頂部溫度。

（2）增大分餾塔底回流，控制好分餾塔底溫度。

（3）保證塔底循環(huán)油泵的正常運(yùn)行，保證足夠的循環(huán)量，防止結(jié)焦。

（4）根據(jù)分餾塔底過(guò)濾器的前后壓差，及時(shí)清理過(guò)濾器。

（5）控制好焦炭塔系統(tǒng)的平穩(wěn)操作。

①換完塔后小吹汽的控制不易過(guò)大，防止將大量泡沫層吹去分餾塔；②控制焦炭塔的生焦高度，防止沖塔；③避免焦炭塔壓力大幅度波動(dòng)；④定期清理焦炭塔頂過(guò)濾器。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)焦化裝置普遍存在的分餾塔底結(jié)焦問(wèn)題，我裝置在超負(fù)荷運(yùn)行的前提下實(shí)際生產(chǎn)中摸索了一定的寶貴經(jīng)驗(yàn)并取得了較好的效果，同時(shí)不斷吸取國(guó)內(nèi)同行先進(jìn)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和加強(qiáng)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，生產(chǎn)實(shí)踐中，精心、平穩(wěn)操作，以先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)化生產(chǎn)，盡量減少焦化裝置分餾塔底結(jié)焦，實(shí)現(xiàn)延遲焦化裝置安全、平穩(wěn)、滿負(fù)荷、長(zhǎng)周期運(yùn)行。

［1］林世雄.石油煉制工程［M］.北京:石油工業(yè)出版社,1990.

［2］梁朝林，沈本賢.煉油工程技術(shù)叢書(shū)-延遲焦化［M］.北京：中國(guó)石化出版社，2007.

［3］錢(qián)家麟.管式加熱爐（第二版）［M］.北京：中國(guó)石化出版社，2003.