熱拌用瀝青再生劑的工業(yè)試生產(chǎn)

王俊華

(中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司，上海 200540)

瀝青路面在使用的過(guò)程中，由于受到熱、氧、紫外光照射、雨水沖刷等自然因素以及行車(chē)荷載的綜合作用，容易產(chǎn)生裂縫、松散、坑槽和車(chē)轍等各種病害，使瀝青路面的路用性能惡化，嚴(yán)重縮短了瀝青路面的使用壽命。當(dāng)前，瀝青路面的大修普遍采用的方法是先將需要維修的舊瀝青路面刨除，然后再加鋪新的瀝青混合料路面，這種維修方法將會(huì)產(chǎn)生大量的廢舊瀝青混合料。如果這些廢舊瀝青混合料得不到合理的處置，不僅污染環(huán)境，更是一種極大的資源浪費(fèi)。因此，如何有效處理和利用這些廢舊瀝青混合料是目前所面臨的一大難題[1]。

熱拌用瀝青再生劑主要用來(lái)“激活”老化瀝青路面的老化瀝青。施工時(shí)，鏟掉路面最上層的老化瀝青，再將石子和老化瀝青分離，最后將再生劑注入到老化瀝青里，便可達(dá)到再生的效果，使老化瀝青“起死回生”。廢舊瀝青的再生利用不僅能有效處置舊料，解決了廢舊瀝青混合料隨意丟棄的對(duì)環(huán)境造成的污染問(wèn)題，并且由于舊瀝青和舊石料的重復(fù)使用減少了新瀝青和新石料的開(kāi)釆量，有利于環(huán)境保護(hù)，同時(shí)還節(jié)約了大量的新材料，降低了工程造價(jià)。

催化油漿作為催化裂化裝置的副產(chǎn)物，一直是困擾煉油企業(yè)生產(chǎn)安排的一大難題。目前，國(guó)內(nèi)有焦化裝置的煉廠均是通過(guò)焦化裝置摻煉的方式來(lái)自行消化；沒(méi)有焦化裝置的煉廠，只能采取外賣(mài)的方式來(lái)解決出路問(wèn)題。但催化油漿進(jìn)焦化裝置摻煉生焦率高，而油漿出廠外賣(mài)因燃料稅的問(wèn)題，油漿外賣(mài)毫無(wú)利潤(rùn)可言。因此，不管是進(jìn)焦化裝置摻煉還是外賣(mài)，都不是處理催化油漿合理、經(jīng)濟(jì)的方式，而合理利用催化油漿生產(chǎn)熱拌用瀝青再生劑不僅可以很好的解決油漿平衡的問(wèn)題，還能為企業(yè)創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益。

1 油漿減壓深拔工藝簡(jiǎn)介及改造

中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)上海石化)油漿深拔減壓塔C-2203以3 500 kt/a催化裂化裝置所產(chǎn)催化油漿為進(jìn)料，減壓塔通過(guò)抽真空對(duì)催化油漿進(jìn)行減壓深拔切割。減壓塔設(shè)計(jì)共12層塔盤(pán)，其中塔頂輕油漿經(jīng)油水分離器脫水后送催化分餾塔一中回?zé)挕?cè)線油漿自減壓塔第10層(自下而上計(jì))抽出，大部分側(cè)線油漿經(jīng)油漿冷卻水槽冷卻后作頂循環(huán)回流返減壓塔塔頂，輔助控制減壓塔塔頂溫度，另外少量側(cè)線油漿抽出，外送渣油加氫裝置進(jìn)行回?zé)挕Ｑb置于2013年為生產(chǎn)針狀焦備料時(shí)改造為進(jìn)料8 t/h，而催化油漿的產(chǎn)量為20～30 t/h，故無(wú)法做到催化油漿全部進(jìn)入減壓塔進(jìn)行深拔。從催化裝置分餾塔出來(lái)的全餾分油漿部分進(jìn)入油漿深拔減壓塔進(jìn)行減壓深拔，多余的油漿則與減壓塔出來(lái)的重油漿合并后一同外送至罐區(qū)，即罐區(qū)儲(chǔ)存的油漿是催化全餾分油漿和重油漿的混合油漿。改建前油漿深撥系統(tǒng)流程如圖1所示。

受催化裂化裝置操作參數(shù)以及原料的變化，催化油漿的性質(zhì)不穩(wěn)定，若采用原流程進(jìn)行工業(yè)試生產(chǎn)，即使油漿深拔減壓塔控制平穩(wěn)，得到的混合油漿產(chǎn)品質(zhì)量仍然不能得到有效控制。因此，裝置于2017年3月對(duì)減壓深拔裝置進(jìn)行油漿全進(jìn)料施工改造，改造后從催化裝置分餾塔出來(lái)的全餾分油漿全部進(jìn)入油漿深拔減壓塔進(jìn)行減壓深拔，減壓塔塔底出來(lái)的重油漿外送至罐區(qū)。改建后油漿深撥系統(tǒng)流程如圖2所示。

圖1 全進(jìn)料改造前油漿深拔流程示意

圖2 全進(jìn)料改造后油漿深拔流程示意

2 工業(yè)試生產(chǎn)情況

2.1 主要操作條件

2017年8月起油漿深拔減壓塔按加工熱拌用瀝青再生劑方案進(jìn)行生產(chǎn)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的摸索，基本確定了熱拌用瀝青再生劑工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵操作參數(shù)(見(jiàn)表1)。

表1熱拌用瀝青再生劑工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵操作參數(shù)

操作參數(shù)數(shù)值減壓塔進(jìn)料溫度/℃320減壓塔塔頂溫度/℃130～140減壓塔塔頂壓力/kPa(A)5～6減壓塔塔底汽提蒸汽流量/(kg·h-1)1 200催化裂化裝置分餾塔靈敏板溫度/℃340～342

2.2 物料平衡

熱拌用瀝青再生劑工業(yè)試生產(chǎn)期間輕油漿收率0.42%，側(cè)線油漿收率6.25%，減壓塔塔底熱拌用瀝青再生劑收率93.33%(見(jiàn)表2)。

表2 油漿深拔裝置物料平衡

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量情況

熱拌用瀝青再生劑工業(yè)試生產(chǎn)期間對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)2批次的產(chǎn)品進(jìn)行了分析(見(jiàn)表3)。從表3分析情況看，試生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量滿(mǎn)足石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(NB/SH/T 0819—2010)中RA25的指標(biāo)[2]。

表3 儲(chǔ)罐內(nèi)熱拌用瀝青再生劑分析

3 分析與討論

熱拌用瀝青再生劑的質(zhì)量同時(shí)受油漿減壓深拔操作參數(shù)和催化催化裂化裝置性質(zhì)的影響。其指標(biāo)中黏度(60 ℃)和飽和分受催化裂化裝置的影響較大，黏度(60 ℃)與催化裂化裝置的原料性質(zhì)有關(guān)，飽和分則因催化油漿為高芳烴物質(zhì)，無(wú)需做其他調(diào)整即可合格。閃點(diǎn)、黏度比和質(zhì)量變化主要受油漿深拔減壓塔影響較大，這3個(gè)指標(biāo)均與輕油漿和側(cè)線油漿的拔出率有關(guān)。

3.1 催化裂化裝置的控制

催化油漿雖然說(shuō)是催化裂化裝置的副產(chǎn)品，但是要想利用催化油漿生產(chǎn)熱拌用瀝青再生劑，必須對(duì)催化裂化裝置的原料進(jìn)行嚴(yán)格控制，試生產(chǎn)期間催化裂化裝置摻煉過(guò)加氫裂化裝置的尾油，摻煉后黏度(60 ℃)明顯下降，而薄膜烘箱后的難度卻下降不多，進(jìn)而使得黏度比指標(biāo)不合格。另外，須將分餾塔靈敏板溫度控制在340～342 ℃，減少催化油漿性質(zhì)的波動(dòng)。

3.2 油漿深拔減壓塔的控制

在催化油漿性質(zhì)基本穩(wěn)定的情況下，油漿深拔減壓塔的控制對(duì)熱拌用瀝青再生劑質(zhì)量指標(biāo)中的閃點(diǎn)、黏度(60 ℃)、黏度比和質(zhì)量比仍有較大影響?？刂茰p壓塔塔頂溫度、壓力和汽提蒸汽流量等參數(shù)，且滿(mǎn)足輕油漿和側(cè)線油漿6%～7%的拔出率，進(jìn)而得到合格的熱拌用瀝青再生劑產(chǎn)品。

3.2.1 進(jìn)料溫度

減壓塔的進(jìn)料溫度與催化裂化分餾塔油漿抽出溫度一致，為320 ℃左右，該溫度下輕油漿和側(cè)線油漿的拔出率能達(dá)到要求，故從安全角度考慮，不再對(duì)進(jìn)料做進(jìn)一步加熱。

3.2.2 塔頂溫度

減壓塔塔頂溫度由側(cè)線油漿頂循環(huán)回流流量進(jìn)行調(diào)整，側(cè)線油漿經(jīng)油漿冷卻水槽冷卻至約90 ℃后，頂循環(huán)回流流量為8～12 t/h，減壓塔塔頂溫度為130～140 ℃。塔頂溫度不僅影響輕油漿的拔出率，同時(shí)影響輕油漿密度，密度過(guò)重易造成油水分離異常的問(wèn)題。

3.2.3 塔頂壓力

減壓塔塔頂壓力通過(guò)一級(jí)、二級(jí)蒸汽抽空器以及液環(huán)真空泵進(jìn)行控制，液環(huán)真空泵入口壓力為10 kPa(A)，一、二級(jí)蒸汽抽空器則控制減壓塔塔頂壓力為5～6 kPa(A)。從安全角度考慮試生產(chǎn)過(guò)程中未開(kāi)啟油漿電加熱器，催化油漿進(jìn)料未加熱，故減壓塔真空度對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響較為明顯，一旦真空度不夠，立即影響輕油漿和側(cè)線油漿的拔出率。

3.2.4 塔底汽提蒸汽流量

生產(chǎn)熱拌用瀝青再生劑工況下塔頂輕油漿和側(cè)線油漿拔出率較原設(shè)計(jì)針狀焦備料方案相比大幅度下降，減壓塔上部塔盤(pán)氣相負(fù)荷嚴(yán)重偏低，因此，減壓塔塔底汽提蒸汽流量由原設(shè)計(jì)值200 kg/h提高至1 200 kg/h，經(jīng)試驗(yàn)論證各層塔盤(pán)氣液相負(fù)荷可滿(mǎn)足操作需要，氣液相傳質(zhì)、傳熱處于正常水平。

4 結(jié)論

(1)催化油漿通過(guò)減壓深拔工藝處理后可生產(chǎn)符合石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(NB/SH/T 0819—2010)的熱拌用瀝青再生劑。

(2)通過(guò)控制催化裂化裝置分餾塔靈敏板溫度、減壓塔塔頂溫度、減壓塔塔頂壓力和減壓塔塔底汽提蒸汽等參數(shù)，可得合格的到熱拌用瀝青再生劑產(chǎn)品。