原料預(yù)處理裝置優(yōu)化措施

＊鄭皓東

（中海石油舟山石化有限公司 浙江 316015）

1.概況

舟山石化原料預(yù)處理裝置設(shè)計(jì)規(guī)模為300萬(wàn)噸/年原料油加工能力，年開工時(shí)數(shù)為8400h，裝置操作彈性60%～120%，以曹妃甸原料油為原料，采用常壓蒸餾法，經(jīng)過(guò)換熱、閃蒸及分餾，撥出原料油中的中質(zhì)以上餾份，產(chǎn)出合格的石腦油、粗工業(yè)燃料油、重餾分油，最后將拔后原料以高溫?zé)徇M(jìn)料的方式輸送給重油裂解裝置作為原料進(jìn)行生產(chǎn)，以提高重油裂解裝置的處理能力和生產(chǎn)效率。

原料預(yù)處理裝置采用較高的閃蒸溫度，考慮到加工高酸值原料油及脫后原料容易帶水的特點(diǎn)，本項(xiàng)目采用250℃的閃蒸溫度，可避免閃蒸后油氣中的蒸汽在塔內(nèi)冷凝，造成機(jī)泵抽空及設(shè)備露點(diǎn)腐蝕，提高裝置運(yùn)行的可靠性。

原料預(yù)處理裝置采用原料預(yù)處理單元與現(xiàn)有重油裂解裝置深度熱聯(lián)合，采用原料預(yù)處理后原料高溫?zé)岢隽?、用原料預(yù)處理單元常一、二線產(chǎn)品熱出料及將原料常壓蒸餾的換熱流程與現(xiàn)有重油裂解裝置換熱流程有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，充分利用現(xiàn)有重油裂解裝置的熱源及換熱設(shè)施，合理匹配各級(jí)熱源，優(yōu)化換熱網(wǎng)絡(luò),提高系統(tǒng)的換熱效率，從而提高換后原料進(jìn)爐溫度。通過(guò)換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化配置，使常壓爐進(jìn)料計(jì)算換熱溫度達(dá)到約330℃，焦化爐各段進(jìn)爐溫度得到不同程度的提高，最終節(jié)省了加熱爐燃料氣用量，達(dá)到有效節(jié)能的目的。本換熱流程工藝簡(jiǎn)單、技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)效益較好（圖1）。

圖1 原料預(yù)處理裝置流程簡(jiǎn)圖

2.原料方面

(1)原料油的性質(zhì)

原料預(yù)處理設(shè)施按單煉曹妃甸原料油設(shè)計(jì)，焦化部分按原料預(yù)處理設(shè)施產(chǎn)出的常壓渣油與罐區(qū)來(lái)的混合重油混合后作為原料進(jìn)行設(shè)計(jì)[1]。

具體原料性質(zhì)見表1。從表1可以看到原料油比設(shè)計(jì)輕組分更多一些，金屬含量、鹽含量也低，酸值略高，密度略大，餾程上，500℃總餾分比設(shè)計(jì)值多了22.71%。

表1 標(biāo)定期間原料油性質(zhì)與設(shè)計(jì)原料對(duì)比

3.裝置運(yùn)行與設(shè)計(jì)比較及優(yōu)化措施

裝置運(yùn)行后尤其滿負(fù)荷運(yùn)行（原料油進(jìn)裝置表量370t/h）后，與設(shè)計(jì)參數(shù)相比，電脫鹽注水量較小，原料油換熱進(jìn)閃蒸塔溫度和閃底油進(jìn)預(yù)處理爐溫度有所降低，再分爐出口溫度也較低，出現(xiàn)這些問(wèn)題后，通過(guò)優(yōu)化裝置操作，滿足了安全運(yùn)行要求，保證了產(chǎn)品質(zhì)量合格。

(1)電脫鹽系統(tǒng)優(yōu)化

電脫鹽注水量與設(shè)計(jì)值比小了很多。這主要是原料油的鹽含量較低，降低了注水量。若加工的原料油含鹽較高，需按設(shè)計(jì)值注水，即24.3t/h（為加工量的6.8%），以目前汽提塔的負(fù)荷，無(wú)法保證凈化水量；若加工劣質(zhì)原料油，提高注水量后切水含油無(wú)法合格，后路不去污水處理場(chǎng)，只能改去熱水罐，會(huì)導(dǎo)致污水無(wú)法平衡。所以當(dāng)加工高鹽劣質(zhì)原料油時(shí)，可能電脫鹽操作方面難度會(huì)比較大。

(2)原油換熱系統(tǒng)優(yōu)化

脫后原油進(jìn)閃蒸塔溫度與設(shè)計(jì)值比低了30℃左右。這主要是受再分二線集液槽漏液量較大，再分二線無(wú)法正常建立回流，E1607取熱量大大減少，再分塔頂溫較高，浪費(fèi)的熱量較多；其次再分爐出口溫度也較低，整個(gè)再分側(cè)線熱量也有所減少。此外，脫后原油進(jìn)閃蒸塔壓控PIC20901流通量不足，需稍開副線，而且此壓控大閥位時(shí)（70%開度以上），壓力波動(dòng)較大，波動(dòng)范圍在0.79～0.9MPa之間。

(3)預(yù)處理塔系統(tǒng)優(yōu)化

酸性水排液罐V1602壓力控0.04MPa，比設(shè)計(jì)值低0.01MPa，一中回流量在20t/h左右，遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)的165t/h，二中回流量在95t/h左右，也小于設(shè)計(jì)的162.5t/h。主要是受產(chǎn)品控制指標(biāo)偏差影響，預(yù)處理塔頂石腦油干點(diǎn)由設(shè)計(jì)的≯170℃提高到了≯180℃，預(yù)處理一線油干點(diǎn)由≯310℃提高到了≯330℃。預(yù)處理二三線干點(diǎn)由≯390℃提高到了≯440℃，所以需要將熱量整體上移，而且為了平衡污水，將汽提蒸汽量由設(shè)計(jì)的7.7t/h降到了4.6t/h，也使得組分難以上移，所以導(dǎo)致一中、二中回流大幅降低。

(4)再分系統(tǒng)優(yōu)化

①蠟油再分塔T1701頂壓力在1.9KPa（a）左右，低于設(shè)計(jì)值3.5KPa（a），抽真空系統(tǒng)為液環(huán)泵+羅茨泵B組運(yùn)行，其中液環(huán)泵中間水冷采用冷媒水冷卻，K1701B變頻為40%，K1702B變頻為63%，冷媒水平均溫度為7.5℃，略高于設(shè)計(jì)值7℃，循環(huán)量440t/h，高于設(shè)計(jì)的360t/h。再分爐爐管未按設(shè)計(jì)注汽，且爐出口溫度較低，使得頂部的氣相負(fù)荷較小，所以真空度較高，更高的真空度對(duì)產(chǎn)品的分離更有利。塔底汽提蒸汽750kg/h左右，與設(shè)計(jì)值一致。

②再分二線因漏液量過(guò)大，未建立液位，再分二線循環(huán)油泵P1703AB循環(huán)泵運(yùn)行，返塔流控閥位7%左右，再分二線產(chǎn)品泵P1703C跨線稍開2-3扣，少量再分二線油外送出裝置。再分一線P1704A入口與再分一線產(chǎn)品泵P1704D入口加了臨時(shí)跨線，通過(guò)再分一線產(chǎn)品泵P1704D抽再分一線油經(jīng)過(guò)再分二線出裝置流程外送。此工況導(dǎo)致脫后原料油I-再分二線油I換熱器E1606取熱較少，蠟油再分塔T1701上部負(fù)荷過(guò)大，頂溫較高，平均在130℃左右，損失部分熱量。

(5)加熱爐系統(tǒng)優(yōu)化

①原料預(yù)處理爐F1601平均進(jìn)料量為88t/h，略高于設(shè)計(jì)值85.5t/h，原料油入爐溫度為292℃，低于設(shè)計(jì)值311℃，爐出口溫度368℃，略高于設(shè)計(jì)值365℃，燃料氣消耗平均1850kg/h左右（燃料氣密度按0.78kg/m3計(jì)），高于設(shè)計(jì)值1645kg/h，總體來(lái)說(shuō)預(yù)處理爐的負(fù)荷要比設(shè)計(jì)的稍大。爐膛平均溫度在705℃左右。

②蠟油再分爐F1701平均進(jìn)料量為71t/h，高于設(shè)計(jì)值61.1t/h，進(jìn)料溫度為350℃，與設(shè)計(jì)值一致，進(jìn)T1701溫度352℃，低于設(shè)計(jì)值394.4℃，爐管未注汽，燃料氣消耗平均900kg/h左右，低于設(shè)計(jì)值1385kg/h，總體來(lái)說(shuō)再分爐的負(fù)荷要比設(shè)計(jì)的小。爐膛平均溫度在645℃左右。

③加熱爐氧含量在3%左右，爐膛壓力在-40Pa左右，爐頂熱煙氣305℃進(jìn)空氣預(yù)熱器，排煙溫度為122℃，空氣經(jīng)過(guò)預(yù)熱器后在275℃左右，按簡(jiǎn)易公式計(jì)算，原料預(yù)處理爐F1601/蠟油再分爐F1701其熱效率在93.3%左右。加熱爐各項(xiàng)控制指標(biāo)均在工藝卡片范圍內(nèi)，空氣預(yù)熱器效果良好。

4.裝置生產(chǎn)優(yōu)化后對(duì)應(yīng)的主要油品性質(zhì)

為降低再分二線集液槽漏量大的缺陷，通過(guò)優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)整提高側(cè)線產(chǎn)品中的預(yù)處理石腦油、預(yù)處理一線油、再分一線油、預(yù)處理二、三線及再分二線油的干點(diǎn)控制都高于設(shè)計(jì)值，對(duì)一中、二中減少了回流量和取熱量，最終在保證各產(chǎn)品合格出裝置的提前下，從各側(cè)線油品餾程分析上可見（表2），最大程度的提高目標(biāo)產(chǎn)品收率。

表2 各側(cè)線油品餾程分析數(shù)據(jù)

5.預(yù)處理裝置生產(chǎn)優(yōu)化后的物料平衡

從物料平衡上看（表3），由于再分二線集液槽設(shè)計(jì)制造問(wèn)題，漏液量較大，無(wú)法有效的建立液位循環(huán)，對(duì)再分二線油收率都有一定影響。而再分塔底溫度不足及焦化蠟油進(jìn)料量較大，導(dǎo)致再分塔底油收率增加較多，部分重蠟油混入再分塔底油出料裝置[2]。

表3 預(yù)處理裝置對(duì)比設(shè)計(jì)物料平衡

6.結(jié)論

（1）通過(guò)優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)整提高側(cè)線產(chǎn)品中的預(yù)處理石腦油、預(yù)處理一線油、再分一線油、預(yù)處理二、三線及再分二線油的干點(diǎn)控制都高于設(shè)計(jì)值，預(yù)處理二三線、再分一線、再分二線混合出裝置，實(shí)際收率為18.92%，與設(shè)計(jì)值20.32%相比少1.4%。建議修復(fù)再分二線集液槽漏液量大缺陷，解決再分二線內(nèi)回流過(guò)大，導(dǎo)致部分輕組分在再分三線內(nèi)，分離不徹底的問(wèn)題。

（2）預(yù)處理一線油收率與設(shè)計(jì)比少了5.43%，與設(shè)計(jì)收率偏差較大。下一步生產(chǎn)優(yōu)化方向提高汽提蒸汽量，進(jìn)一步提高分離精度，將剩余組分從預(yù)處理二線分離出來(lái)。

（3）再分塔底油收率比設(shè)計(jì)值多10.08%，分析為焦化蠟油進(jìn)料組分較重，且比設(shè)計(jì)多13t/h（設(shè)計(jì)22.77t/h），導(dǎo)致再分三線加再分塔底油的合計(jì)收率增加。下一步生產(chǎn)優(yōu)化方向提高再分爐出口溫度，提高再分塔下部溫度，提高再分三線與再分塔底油分離精度，將重疊組分分離出來(lái)。