蘇丹3/7區(qū)減壓渣油對(duì)丁烷脫瀝青裝置開工的影響及分析

李茂鵬，林榮文，李 冬，李寶昌

(廣西東油瀝青有限公司，廣西 欽州 535008)

蘇丹3/7區(qū)減壓渣油對(duì)丁烷脫瀝青裝置開工的影響及分析

李茂鵬，林榮文，李 冬，李寶昌

(廣西東油瀝青有限公司，廣西 欽州 535008)

蘇丹三/七區(qū)減壓渣油具有凝點(diǎn)高、蠟含量高、酸值高和金屬含量高等特點(diǎn)，尤其是金屬元素鎳、釩、鐵、鈉含量較高，是一種熱穩(wěn)定性較差的渣油。通過丁烷脫瀝青裝置進(jìn)行降酸、降金屬、降粘度，降低殘?zhí)亢浚瑥亩鵀榇呋b置提供更加優(yōu)質(zhì)的原料，創(chuàng)造更大的效益。

蘇丹3/7區(qū)；減壓渣油；丁烷；瀝青；金屬；效益

我公司主要是加工蘇丹3/7區(qū)原油，3/7區(qū)原油具有酸值高、高瀝青膠質(zhì)、重金屬含量多等特點(diǎn)，較多高碳蠟是導(dǎo)致其高凝高粘的根本原因，而原油中金屬元素鎳、釩、鐵、鈉含量較高對(duì)高粘度也有一定的貢獻(xiàn)作用,直接進(jìn)入催化裂化裝置作原料時(shí)，催化劑重金屬污染嚴(yán)重，產(chǎn)品分布差，渣油摻煉量低，直接影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

本套裝置主要是以100×104t·a-1常減裝置的減渣為原料，常減壓裝置全部以蘇丹3/7區(qū)原油為原料，減壓渣油為我公司40×104t·a-1丁烷脫瀝青裝置提供原料，經(jīng)過丁烷脫瀝青裝置生產(chǎn)出更好的催化原料，為我公司50×104t·a-1的重油催化裂化裝置提供優(yōu)質(zhì)原料，從而提高了催化裂化的處理量，同時(shí)降低了損耗，為公司創(chuàng)造更大的效益。丁烷脫瀝青的產(chǎn)品瀝青給減粘裂化裝置進(jìn)一步加工成重質(zhì)燃料油。所以丁烷脫瀝青裝置以減壓渣油為原料，性質(zhì)更加惡劣，并且丁烷脫瀝青裝置的溶劑主要是MTBE裝置過來(lái)的碳四組分，正丁烷含量低，烯烴含量高，即溶劑的選擇性很差，溶解性強(qiáng)，并不能根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)來(lái)控制抽提溫度、沉降溫度，全部是重新摸索。

1 裝置開工試車情況

為了確保裝置投料試車，車間在裝置中交前提前進(jìn)入，并合理安排人員，組織裝置的全面大檢查、吹掃、氣密等工作，使裝置在中交后馬上進(jìn)入試車聯(lián)運(yùn)階段。

1.1 加熱爐烘爐

加熱爐是丁烷脫瀝青裝置的關(guān)鍵設(shè)備，烘爐質(zhì)量的好壞直接影響到脫瀝青裝置的安全運(yùn)行，輕、重脫油和瀝青加熱爐的烘爐是為了除去爐體內(nèi)耐火磚和耐火膠泥中所含的水分，以防止耐火磚和耐火膠泥由于爐膛溫度急劇上升而變形甚至倒塌，使耐火膠泥和耐火磚得到充分的燒結(jié)，同時(shí)檢驗(yàn)油氣混合燃燒器、熱電偶在熱狀態(tài)下的高溫性能。

在烘爐過程中一定注意爐管要通入蒸汽，對(duì)爐管進(jìn)行保護(hù)，嚴(yán)防對(duì)爐管進(jìn)行干燒，尤其是輕脫油加熱爐爐管管材為普通碳鋼，如果干燒極容易將爐管燒壞。對(duì)流段蒸汽不大于0.5t·h-1，蒸汽出口溫度不大于350℃；加熱爐輻射段不大于0.6t·h-1(注：蒸汽在爐管內(nèi)流速在15m·s-1以上，且不大于30m·s-1，每路蒸汽出口溫度不大于350℃）。

1.2 建立溶劑大循環(huán)

本套裝置收溶劑大約280t，開始收溶劑從停工退溶劑線直接進(jìn)高壓抽提-沉降系統(tǒng)，當(dāng)沉降塔(C-2)頂見液位后，改為往溶劑罐（D-1）收溶劑,當(dāng)溶劑罐液位達(dá)到50%時(shí)，停止收溶劑。在溶劑快收完時(shí)將爐F-1、2、3爐長(zhǎng)明燈逐漸點(diǎn)火，逐漸將高壓系統(tǒng)向低壓系統(tǒng)的返量給上，但返量不要太大，尤其是超臨界塔（C-3）不能存在液相，如果出現(xiàn)液相要盡快用重脫油溶液泵（P-2）利用停工抽出線將（C-3）液相抽出打到抽提-沉降系統(tǒng)，防止整個(gè)系統(tǒng)收的溶劑太多，C-1、C-2底部返量閥不要開度過大，防止汽提塔存液相。同時(shí)爐F-1、2、3大火嘴逐漸點(diǎn)火，防止?fàn)t出口溫度過低，低壓系統(tǒng)過來(lái)液相，爐F-1出口溫度控制在230℃、F-2、F-3出口溫度控制在260℃以上，汽提塔汽提蒸汽量分別控制在0.5、0.6、0.7t·h-1。啟用補(bǔ)充溶劑泵（P-10）、增壓泵（P-3）建立溶劑大循環(huán)，建立物料平衡。

在溶劑大循環(huán)建立起來(lái)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)能夠開始脫水，一定要將系統(tǒng)存水脫盡，防止給開工投料造成大的系統(tǒng)波動(dòng)，同時(shí)考驗(yàn)各儀表是否準(zhǔn)確好用，利用爐子給溶劑的熱量，使C-1、C-2頂部和底部溫度達(dá)到投料的溫度?？刂茀?shù)見表1。

表1 主要操作參數(shù)

從表1可以看出，與表3的設(shè)計(jì)參數(shù)相比較，抽提塔和沉降塔的溫度控制要比設(shè)計(jì)溫度高，主要是因?yàn)闆]有可供參考的確切數(shù)據(jù)，防止投料后由于溶劑的選擇性較差，溶解性較強(qiáng)，造成脫油瀝青軟化點(diǎn)太高，使瀝青出裝置系統(tǒng)造成堵塞。壓力比設(shè)計(jì)壓力低些，因投料量為設(shè)計(jì)加工量的85%，即42.5t·h-1，瞬間減壓渣油進(jìn)入高壓抽提系統(tǒng)占用大量空間，抽提-沉降系統(tǒng)壓力會(huì)升高，故在投料前壓力要偏低操作，防止超壓。

2 產(chǎn)品分析數(shù)據(jù)及操作條件

2.1 溶劑的組分含量

溶劑的組分含量數(shù)據(jù)見表2。由表2數(shù)據(jù)可以看出，溶劑中所含的烷烴C4組分僅為52.60%，所以溶劑選擇性相對(duì)來(lái)說較差，正丁烷和異丁烷的臨界溫度分別為152℃和135℃，故可在較高的溫度下操作，適合于加工高粘度的渣油。異丁烷的物理性質(zhì)介于正丁烷和丙烷之間，其脫瀝青效果相當(dāng)于混合丙烷和正丁烷。采用混合溶劑的脫瀝青過程具有適應(yīng)原料油變化的靈活性，還具有調(diào)節(jié)脫瀝青油收率和質(zhì)量的靈活性。但是由于溶劑所含烯烴為44.01%，烯烴的抽提選擇性不如相應(yīng)的烷烴，除了烯烴的蒸氣壓高于碳數(shù)相同的烷烴外（使得溶劑罐壓力升高），溶劑中烯烴含量太多會(huì)影響抽提的選擇性。我國(guó)煉廠有數(shù)據(jù)表明，當(dāng)烯烴含量達(dá)到45%時(shí)，脫瀝青油的收率約比使用烷烴溶劑降低1/3。

表2 碳四溶劑的組分

3.2 操作條件及產(chǎn)品分析數(shù)據(jù)

主要操作參數(shù)及與設(shè)計(jì)值的對(duì)比見表3。

表3 主要操作參數(shù)對(duì)比

由表3可以看出實(shí)際控制參數(shù)與設(shè)計(jì)有些差距，主要是我們所選用的溶劑并不是純丁烷溶劑，溶劑主要是從我廠MTBE裝置過來(lái)的碳四組分，烯烴含量較高，造成溶劑的選擇性變差，所以我們的抽提-沉降系統(tǒng)的溫度比設(shè)計(jì)溫度要高些。由于溶劑的選擇性變差，相對(duì)來(lái)說溶解性增強(qiáng)，進(jìn)而溶劑比要小些。

由表4可以看出，輕、重脫油的收率達(dá)到74.07%，這個(gè)收率很高，而瀝青的產(chǎn)量?jī)H僅25.93%，是其他同類裝置的一半左右，我公司從整體效益考慮限制了瀝青的產(chǎn)量，但是這樣就增難了輕脫油與瀝青的分離效果，從而增加了輕脫油溶液的產(chǎn)量，使得沉降塔負(fù)荷增加，造成輕脫油殘?zhí)急韧愌b置高些。我廠的輕脫油和部分重脫油全部作為催化進(jìn)料，與催化原料調(diào)合后，殘?zhí)即蠹s在5.0%左右，對(duì)催化裝置沒有產(chǎn)生影響，所以我們要求盡量大地產(chǎn)出輕、重脫油。

表4 產(chǎn)品收率及質(zhì)量

通過以上計(jì)算數(shù)據(jù)得到，雖然丁烷的脫酸率達(dá)到56.4%，但是輕重脫油含酸量還較高，要特別注意對(duì)后部設(shè)備的腐蝕問題。

3 總結(jié)及討論

（1）通過丁烷脫瀝青裝置使高酸、高金屬的減壓渣油有了明顯的改善，同時(shí)也將殘?zhí)冀档揭粋€(gè)合適的范圍，為催化裝置提供了一個(gè)優(yōu)質(zhì)的原料，由于酸值的大幅度降低，減少了設(shè)備的腐蝕，增加了使用壽命。

（2）在水聯(lián)運(yùn)后溶劑大循環(huán)時(shí)，一定要將溶劑循環(huán)時(shí)間達(dá)到48h以上，確保高壓系統(tǒng)里的水被脫干凈，否則在投料后，容易造成抽提塔混相，塔底界位突然升高，輕脫油爐F-1出口溫度突降，重則使抽提系統(tǒng)壓力突然升高超壓，造成安全閥起跳事故。

（3）在溶劑大循環(huán)時(shí)，抽提塔、沉降塔底抽出閥開度不要太大，否則造成重脫油爐、瀝青爐負(fù)荷加大，也增加了開工初期爐子的能耗。

（4）由于本裝置的增壓泵采用的是雙套機(jī)械密封，分為內(nèi)、外兩套機(jī)封。機(jī)封冷卻采用的是從溶劑補(bǔ)充泵打來(lái)的冷溶劑冷卻，開增壓泵時(shí)一定要保證有冷卻溶劑對(duì)機(jī)封進(jìn)行冷卻，否則將損壞機(jī)封，造成增壓泵泄漏損壞，甚至大量溶劑泄漏，造成事故。

（5）汽提塔的汽提蒸汽一定要保證0.8MPa以上的過熱蒸汽，否則造成低壓系統(tǒng)溶劑回收不完全，造成瀝青、輕、重脫油帶溶劑，增加溶劑耗能，而脫油瀝青帶溶劑較多時(shí)，造成后部裝置減粘裂化，原料泵抽空。在裝置停工時(shí)，新增一條1.0MPa蒸汽線來(lái)滿足生產(chǎn)，并同時(shí)降低溶劑損耗60%。

（6）嚴(yán)格控制輕脫爐（F-1）出口溫度237℃±1℃，溫度太高，造成超臨界塔分離不好，將輕脫油帶到頂部高壓換熱器、空冷等冷換設(shè)備，冷卻效果變差，抽提、沉降系統(tǒng)壓力升高。

[1] 李春年.渣油加工工藝[M].北京：中國(guó)石化出版社，2002：209-253.

[2] 林世雄.石油煉制工程[M].北京：石油工業(yè)出版社，2000：557-569.

[3] 邢影春.國(guó)內(nèi)外煉油裝置技術(shù)現(xiàn)狀與進(jìn)展[M].北京：石油工業(yè)出版社，2006：35-390.

[4] 孫兆林，王海彥，趙杉林（譯）.石油煉制工藝手冊(cè)[M].北京：中國(guó)石化出版社，2007：110-113.

[5] 周原，王天普.溶劑脫瀝青裝置操作工[M].北京：中國(guó)石化出版社，2008.

Influence of Sudan 3/7 Vacuum Residuum on Butane Deasphalting Plant

LI Mao-peng, LIN Rong-wen, LI Dong, LI Bao-chang
(Guangxi Dongyou Pitch Co.Ltd., Qinzhou 535008, China)

TE 626.8+6

B

1671-9905(2014)04-0068-03

2014-02-19