延遲焦化裝置縮短生焦周期提高加工量的可行性分析

王計娜(中石油天然氣公司玉門油田分公司 735200)

玉門煉化總廠延遲焦化裝置1990 年由洛陽設計院設計，為一爐兩塔。 設計能力為30 萬噸/年，原料為玉門原油二級減壓渣油，操作彈性上限為115%，下限為70%，循環(huán)比為0.4。 該裝置由焦化反應塔（焦炭塔）、分餾、吸收穩(wěn)定、吹汽放空、水力除焦、切焦水和冷焦水系統(tǒng)組成。吸收穩(wěn)定系統(tǒng)至今未開廠。目前主要生產焦化富氣、汽油、柴油、蠟油和石油焦。

一、形勢分析

2011 年玉門煉廠實施短流程燃料型戰(zhàn)略， 在關停了丙烷脫瀝青裝置和氧化瀝青裝置后，面臨著較大的重油平衡壓力，焦化裝置成為重要的重油平衡裝置。

按照加工計劃， 常減壓裝置原油加工量由250 萬噸/年降至210 萬噸/年，除重油催化裝置摻煉部分減壓渣油外，其余全部由延遲焦化裝置平衡。焦化裝置目前處理量平均達到920 噸/天，當日負荷率112%，已經接近設計最高負荷。 重質油的低處理量制約了煉廠原油的整體加工能力，影響了企業(yè)經濟效益的提高，而提高延遲焦化裝置的處理能力是平衡重油的重要手段。

縮短生焦周期是不需要投資就可以提高裝置處理量的最直接、最有效的措施。 焦炭塔容積已成為裝置加工劣質原料及提高裝置處理能力的瓶頸， 而采用縮短焦炭塔生焦周期的方式可提高焦炭塔容積利用率，在確保焦炭塔安全空高的前提下，提高裝置的處理量。

二、縮短生焦周期對裝置的影響及要求

將生焦周期從24 小時縮短到22、20 甚至18 小時， 這并不是簡單縮短生焦時間的問題，需要裝置滿足一定的條件，即使可以運行， 也要考慮并分析由于縮短生焦周期所帶來的各種負面影響。 不論是裝置操作、設備運行及維護，還是裝置安全生產管理，都將面臨新的挑戰(zhàn)，輔助工序時間也將隨之改變。

2.1、縮短生焦周期對裝置加工量的影響

焦炭塔容積已成為裝置加工劣質原料及提高裝置處理能力的瓶頸， 而采用縮短焦炭塔生焦周期的方式可提高焦炭塔容積利用率，在確保焦炭塔安全空高的前提下，改變生焦周期，提高裝置的處理量。

2.2、縮短生焦周期對加熱爐的要求

目前焦化加熱爐負荷較重，爐膛溫度710～740℃，爐管表皮溫度較高，大部分爐管表皮溫度已經達到了上限指標，爐內積灰嚴重，部分爐管出現(xiàn)嚴重的表面結垢現(xiàn)象，影響傳熱效果，尤其在焦炭塔預熱期，北路溫度不能保證。 若改變生焦周期，分支量會繼續(xù)提高，加熱爐負荷進一步增大，按目前狀況很難實現(xiàn)。

措施：利用今年裝置大檢修對加熱爐爐管進行更換，并進一步優(yōu)化空氣預熱系統(tǒng)，更換高效瓦斯火嘴，看火窗增加隔熱板，既保證看火安全，又能、保證爐膛熱量充足，為改變生焦周期做好充分準備。

2.3、縮短生焦周期對焦炭塔的要求

在一個生焦周期內，焦炭塔要經過試壓、預熱、切換生焦、冷卻、 除焦等頻繁的操作步驟， 焦炭塔的溫度要從常溫升高至480℃，然后又降低至常溫，然而生產周期內頻繁操作，焦炭塔反復處于驟冷驟熱，承受高壓水沖擊等苛刻條件下，溫度變化幅度很大，可以達到-20℃到490℃。 如果縮短生焦周期，焦炭塔切換頻次增加，冷焦、除焦、預熱等時間也會相應縮短，焦炭塔熱應力變化加劇，將加速焦炭塔及相關設備附件的疲勞損壞。

措施：要滿足如此苛刻的要求，焦炭塔的選材就至關重要，需要選擇熱強度高且不易腐蝕的優(yōu)質鋼材， 我廠焦炭塔材質為20 號鍋爐鋼（20g），且將達到20 年的安全使用期。上海石化焦化塔(ф8400mm)采用15CrMoR+OCr13 復合板，一方面為了防止高溫硫腐蝕，同時對抑止塔體熱蠕變也有很好作用，經過長時間運轉，情況良好。

2.4、縮短生焦周期對分餾塔的要求

縮短生焦周期，裝置處理量將大幅提高，焦炭塔和分餾塔油氣線速偏大的問題將更加突出， 更容易導致油氣夾帶焦粉到分餾塔，塔盤、空冷管束附著焦粉量將會隨之增大，會引起塔內換熱受阻，空氣冷卻效果降低。

措施：可定期對分餾塔頂部塔盤及空冷管束進行在線沖洗，除去附著粉焦及鹽垢。2013 年3 月20 日，由于后冷溫度偏高，分餾塔頂壓力與系統(tǒng)壓力差值較大， 我裝置對分餾塔頂部塔盤及空冷管束進行了在線清洗，效果顯著，用時僅2 小時，方便易行。

2.5、縮短生焦周期對裝置能耗的影響

縮短生焦周期提高裝置加工量，首先燃料氣用量將會增加，隨著冷焦、除焦等頻次的增加，裝置用水量、蒸汽量都將增大，然而在加工量增加的前提下，各個單耗反而會降低。 可以說在設備運行條件允許的情況下，縮短生焦周期，加大裝置處理量，可以達到降本增效的目的。

三、縮短生焦周期裝置各方面都需進一步調整

1）縮短生焦周期后，裝置原有周期將被打亂，焦炭塔崗位一系列操作將不再按時按點， 而是隨著生焦周期的改變而周期性變化，各個工序必須嚴格按照切換后的時間依次計算完成，嚴格執(zhí)行操作程序，盡量不打亂程序；優(yōu)化焦炭塔各階段操作，盡量為下道工序創(chuàng)造好的條件，杜絕交工作延誤；尤其會出現(xiàn)夜間除焦，焦炭塔照明也需進一步改善。

2）縮短生焦周期后，兩分支量大幅提高，輻射泵的負荷直線增大，所以，日常的維護保養(yǎng)至關重要。 首先要保證潤滑油系統(tǒng)、封油系統(tǒng)及冷卻水系統(tǒng)的正常；其次，加強監(jiān)護，防止電機溫度超高；對備用泵定期盤車和預熱循環(huán)，確保必要時能及時啟動。

3）縮短生焦周期后，裝置整體負荷將大幅增加，除了做好關鍵設備的優(yōu)化操作和維護，一些輔助設備和工序也至關重要，比如，及時清理過濾器、及時清理加熱爐火嘴以及做好除焦系統(tǒng)的維護保養(yǎng)。

四、結束語

雖然縮短生焦周期是不需要投資就可以提高裝置處理量的最直接、最有效的措施，但同時對裝置也是一個嚴峻的考驗。 必須對各個設備、工序等存在的風險逐一分析，尤其焦炭塔崗位，各個工序操作的規(guī)律性降低，容易發(fā)生操作失誤，所以還應做好人員培訓及管理工作。 只有做到全面考慮，才能真正有效地提高裝置的生產能力。