延遲焦化裝置汽油終餾點(diǎn)調(diào)整中存在的問題及對(duì)策

王航空，肖知俊，邢 宇，閆曉榮

（中國石油克拉瑪依石化公司，新疆 克拉瑪依834000）

延遲焦化是重油深度加工的手段之一，但焦化汽油產(chǎn)品的顏色深，烯烴、膠質(zhì)、氮含量高，必須經(jīng)過加氫等精制手段提高品質(zhì)［1－2］。

中國石油克拉瑪依石化公司延遲焦化裝置的處理能力為1.5Mt/a，設(shè)計(jì)原料主要為稠油，摻煉10%～30%稠油減壓渣油，產(chǎn)品包括干氣、液化氣、汽油、柴油、蠟油和石油焦，設(shè)計(jì)汽油、柴油分線出焦化裝置，混合進(jìn)汽、柴油加氫裝置，其中汽油產(chǎn)品設(shè)計(jì)終餾點(diǎn)為202℃。過去一直采用焦化汽油、柴油混合加氫及分餾獲得精制汽油的工藝，分餾塔塔頂溫度控制在120～130℃，壓力控制在小于0.11MPa，汽油終餾點(diǎn)控制在200～210℃，裝置運(yùn)行平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量合格。根據(jù)該公司發(fā)展的需要，自2013年6月起采用焦化汽油、柴油單獨(dú)加氫工藝，從汽油加氫裝置出來的精制汽油作為重整料。這要求焦化汽油出裝置時(shí)必須嚴(yán)格控制終餾點(diǎn)小于180℃，以保證汽油加氫裝置長周期運(yùn)行及重整汽油餾程指標(biāo)合格。本文主要總結(jié)延遲焦化裝置汽油終餾點(diǎn)調(diào)整中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分析存在的問題，并提出相應(yīng)的對(duì)策。

1 延遲焦化裝置分餾系統(tǒng)的操作狀況

根據(jù)模擬計(jì)算結(jié)果，要控制焦化汽油終餾點(diǎn)小于180℃，需要對(duì)分餾塔中上部進(jìn)行大幅度調(diào)整，加大汽油冷回流量，增加塔頂循環(huán)回流量，調(diào)整柴油返塔回流比例，以保證分餾塔塔頂溫度小于100℃，塔頂循環(huán)油抽出溫度小于120℃，柴油抽出溫度小于235℃，分餾塔塔頂壓力控制在0.1 MPa左右。通過實(shí)踐摸索，對(duì)分餾系統(tǒng)工藝參數(shù)控制進(jìn)一步優(yōu)化，將分餾塔塔頂溫度控制在93℃左右，汽油冷回流量控制在20t/h，塔頂循環(huán)油回流量控制在150t/h，塔頂循環(huán)油抽出溫度控制在113℃左右，以保證焦化汽油終餾點(diǎn)小于180℃，滿足焦化汽油加氫精制后作重整料的目的。調(diào)整前后分餾系統(tǒng)的主要操作參數(shù)及汽油餾程數(shù)據(jù)見表1。

表1 調(diào)整前后分餾系統(tǒng)的主要操作參數(shù)及汽油餾程

2 存在的問題

2.1 柴油系統(tǒng)超負(fù)荷

2012年12月以來，為了解決風(fēng)城超稠油長距離管道輸送的難題，油田采用超稠油摻柴油的輸送工藝，這使主要加工風(fēng)城超稠油的延遲焦化裝置原料中被摻入20%～25%的0號(hào)柴油，導(dǎo)致柴油收率遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)值。而2013年6月焦化汽油終餾點(diǎn)從大于200℃調(diào)整到小于180℃之后，汽油中較重的餾分被切割進(jìn)入柴油組分，使汽油收率下降4.87百分點(diǎn)，柴油收率上升3.45百分點(diǎn)（見表2），使得原本就超負(fù)荷運(yùn)行的柴油系統(tǒng)負(fù)荷加重，柴油泵出口總流量上升至320t/h，接近額定排量（328t/h）；柴油外送溫度從53℃上升到62℃，造成柴油外送溫度超標(biāo)。而為了降低柴油系統(tǒng)負(fù)荷，增加柴油冷回流量和中段回流量后，部分重質(zhì)柴油被壓至蠟油餾分中，導(dǎo)致蠟油收率上升1.46百分點(diǎn)。

表2 產(chǎn)品收率 w，%

2.2 分餾塔塔頂循環(huán)回流泵抽空

根據(jù)工藝參數(shù)控制指標(biāo)，分餾塔塔頂溫度控制在93℃左右，塔頂循環(huán)油抽出溫度控制在113℃左右，導(dǎo)致水汽無法完全從分餾塔塔頂排出，冷凝物聚集在36～40層塔盤之間，少量明水進(jìn)入塔頂循環(huán)泵后，在泵入口低壓環(huán)境下汽化，導(dǎo)致塔頂循環(huán)泵抽空。

2.3 分餾塔塔頂結(jié)鹽

延遲焦化裝置原料中的含氮、含氯化合物經(jīng)過反應(yīng)生成極易溶于水的NH4Cl，在分餾塔的下部，NH4Cl分解為NH3和HCl，遇冷后則重新生成NH4Cl顆粒。在分餾塔的上部，細(xì)小的NH4Cl顆?？扇芙庠诰植康蜏厮嘀?，NH4Cl溶液的沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于水的沸點(diǎn)，其在回流下降過程中，由于溫度的逐漸升高被精餾濃縮成一種高黏度的半流體，這種半流體與鐵銹、焦炭粉末等混合在一起沉積于塔盤、塔頂回流線、降液管及受液盤處，積累到一定程度就會(huì)阻礙液體的流動(dòng)，堵塞塔盤上的孔，導(dǎo)致分餾塔壓降逐漸增大，破壞分餾塔的正常操作［3］。

延遲焦化裝置分餾塔塔頂長期處于低溫狀態(tài)，容易造成分餾塔結(jié)鹽，而分餾塔塔頂循環(huán)油中含水，導(dǎo)致塔頂循環(huán)泵長時(shí)間抽空，塔頂循環(huán)回流溫度從70℃下降到40℃以下，導(dǎo)致塔盤及管線迅速結(jié)鹽，進(jìn)一步加劇機(jī)泵抽空，形成惡性循環(huán)。最后，分餾塔塔頂循環(huán)回流系統(tǒng)癱瘓，塔頂溫度無法控制，長期處于超溫狀態(tài)。

3 采取的措施及效果

3.1 優(yōu)化柴油系統(tǒng)流程

針對(duì)外送柴油超溫的問題，主要采取以下措施：①嚴(yán)格控制裝置加工負(fù)荷小于4 800t/d，減少柴油外送量；②將8組柴油空冷風(fēng)扇葉片角度由12°增加至16°，以增加空冷風(fēng)機(jī)排風(fēng)量；③優(yōu)化柴油返塔回流比例，增加柴油冷回流量，減少高溫柴油回流量；④進(jìn)行流程改造，從出裝置柴油主流程上分一條DN80的管線，引175℃的柴油至冷焦放空空冷器管束下方，新增柴油翅片管用作放空空冷器的伴熱盤管，冬季散熱可以防止放空空冷器管束凍凝，夏季可以降低柴油溫度。

通過采取上述措施，降低了柴油系統(tǒng)的負(fù)荷，保證柴油泵出口總流量控制在310t/h以下，柴油出裝置溫度控制在60℃的指標(biāo)以下。

3.2 增加塔頂循環(huán)脫水罐

為了緩解低溫下分餾塔塔頂水汽無法完全從塔頂排出，冷凝聚集產(chǎn)生明水，進(jìn)一步導(dǎo)致塔頂循環(huán)泵抽空的問題，通過工藝技術(shù)改造，在塔頂循環(huán)泵出口線增加了脫水罐。改造后，使塔內(nèi)的明水沉降聚集在罐底，通過測量計(jì)算，有100～200kg/h的污水從塔頂循環(huán)脫水罐自壓排入分餾塔塔頂油氣分液罐，隨含硫污水送出裝置，避免了明水在分餾塔內(nèi)的聚集，有效地防止了塔頂循環(huán)泵抽空。

3.3 塔盤除鹽

正常情況下，分餾塔塔頂?shù)腘H4Cl結(jié)晶并不是突發(fā)性的，而是隨著時(shí)間的推移不斷聚積形成［4］，只要定期除鹽就不會(huì)影響裝置的長周期運(yùn)行。延遲焦化裝置采用保守的方法定期除鹽，即：將分餾塔塔頂汽油冷回流量提到最大，將塔頂循環(huán)回流量提到最大，降低分餾塔塔頂溫度至87℃以下，使塔內(nèi)自帶的水汽凝結(jié)聚集，逐漸溶解塔內(nèi)的銨鹽。通過調(diào)整，在除鹽操作的24h內(nèi)，塔頂循環(huán)脫水罐有600～900kg/h的飽和含鹽污水自壓排入分餾塔塔頂油氣分液罐，隨含硫污水送出裝置。定期除鹽的方法在延遲焦化裝置已經(jīng)實(shí)踐過兩次，保證了分餾系統(tǒng)近半年的正常運(yùn)行。

另外，通過流程改造，在分餾塔塔頂空冷器出口增加水洗管線。如果發(fā)現(xiàn)分餾塔塔頂結(jié)鹽嚴(yán)重，引入適量除氧水到分餾塔塔頂，NH4Cl溶解在水中，進(jìn)入塔頂分液罐，由泵送出裝置。

4 結(jié) 論

在延遲焦化裝置汽油終餾點(diǎn)調(diào)整到小于180℃的過程中，存在柴油系統(tǒng)超負(fù)荷、分餾塔塔頂循環(huán)回流泵抽空及塔盤結(jié)鹽等問題，通過優(yōu)化調(diào)整柴油系統(tǒng)流程、增加塔頂循環(huán)脫水罐及塔盤定期除鹽等措施，有效地控制了柴油系統(tǒng)的負(fù)荷，降低了柴油外送溫度，解決了塔頂循環(huán)泵抽空及塔盤結(jié)鹽的問題，使汽油終餾點(diǎn)調(diào)整無負(fù)面影響，滿足了焦化汽油單獨(dú)加氫作重整料的要求，優(yōu)化了產(chǎn)品分布，保證了裝置的安、穩(wěn)、優(yōu)運(yùn)行。

［1］孟凡明.焦化汽油加氫精制工藝優(yōu)化的研究［J］.化工時(shí)刊，1999，13（1）：13－16

［2］蔣福山，崔強(qiáng)，黃學(xué)軍.焦化汽油加氫試生產(chǎn)重整原料的技術(shù)分析［J］.石油煉制與化工，2003，34（1）：61－63

［3］于紅霞，蓋金祥，劉昕光，等.防止催化裂化分餾塔結(jié)鹽研究［J］.北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，30（3）：99－101

［4］尚立蔚，謝培軍，于勇斌，等.焦化分餾塔塔頂結(jié)鹽分析及對(duì)策［J］.石油化工設(shè)備，2009，38（3）：104－105