优化操作,提高延迟焦化装置的渣油转化能力

某炼油企业重油加工量逐年增高,延迟焦化装置加工规模一再扩大。保证延迟焦化装置在大处理量下的长周期平稳运行,提高渣油转化能力,最终提高轻质油品收率,成为全厂平衡重油加工能力和提高经济效益的关键。为此,提出3项优化延迟焦化装置操作的技术措施:①提高焦炭塔的反应温度,将焦炭塔底进料温度由483℃提高到488℃,以提高反应深度,减少注气量,延长介质在炉管内的停留时间,同时,在原料中加入富含芳烃的抑制生焦剂,以增强加热炉炉管对原料的适应能力,减缓辐射泵、辐射炉和分馏塔底的结焦速率;②降低反应压力,焦炭塔顶压力由0.22MPa下降到0.18MPa,虽然原料残炭含量上升2%,但产品液体收率则由67.14%上升到66.83%;③将装置循环比由0.30下降到0.25,产品加工量明显提升,每年多加工重油6.4×104t。同时,建议提高关键设备的可靠性,延长装置运行周期;采用适合焦化工艺特点的控制方案和设备,提高装置平稳运行率。     

延迟焦化装置大油气线结焦因素及预防措施

辽河石化公司针对延迟焦化装置大油气管线与焦炭塔出口接口处结焦的影响因素进行了分析,提出预防措施:控制好加热炉出口温度;焦炭塔顶温度采用注入急冷油使塔出口温度保持在(420±5)℃;焦炭塔在切换新塔2h前,将加热炉出口温度提高2～3℃,将干气脱硫塔顶出口处压力由0.90MPa憋压到0.94MPa,减少大油气管线结焦几率;采用12点分4路向管网注3.5MPa中压蒸汽,来提高管内介质流速以缩短缩和反应时间,减少因缩和反应生成的中间相吸附在炉内管壁引起的结焦;老塔切换新塔后,将小吹汽1.0MPa低压蒸汽由设计值6～8t/h调整为4～6t/h,时间由1.5h调整为2.0h,减少在小吹汽过程中因部分泡沫层和焦粉带入大油气管线引起结焦;控制焦炭塔顶压力在0.15～0.18MPa,避免因压力过高发生泡沫夹带和压力过低增加操作成本;在焦炭塔18m、23m、27m处分别安装137Cs作为γ射线料位计放射源,随时监测料位高度,防止因生焦高度过高引起焦粉携带和溢塔事故。     

延迟焦化装置缩短生焦周期运行分析

九江分公司Ⅰ套常减压装置扩能改造后,为作好渣油平衡工作并达到挖潜增效目的,需要1.0Mt/a延迟焦化装置超设计负荷25%以上运行。降低装置循环比至0.2左右,处理量可增加10%～12%,但受焦炭塔安全空高限制,循环比不能进一步降低,故考虑在装置流程和现有设备不作改动的情况下,将24h生焦周期缩短至20h。改为20h生焦周期操作后,装置处理量可提高26%左右,装置循环比降至0.18,预热、吹汽、冷焦、除焦等工序时间缩短,形成5d一个循环,增加了焦炭塔、加热炉、压缩机和分馏系统等设备的利用率,蜡油收率、焦炭收率上升,总液体收率由68.63%下降至68.35%,公用工程单耗均有不同程度的降低,装置总能耗下降了32.6MJ/t原料。     

延迟焦化装置回炼“三泥”存在问题分析及对策

洛阳石化污水处理系统每年产生大量的"三泥",具有不易处理,污染严重等特点,并造成了资源浪费和环境问题。洛阳石化1400kt/a延迟焦化装置采用"可灵活调节循环比"工艺流程,通过对国内延迟焦装置回炼"三泥"方式进行比较,确认从焦炭塔底部进行回炼。洛阳焦化装置将"三泥"从焦炭塔给水线注入,利用焦炭塔内的余热,将"三泥"中的水分、油分蒸出,部分重油降解,油气进入放空系统回收,大部分重油分和固体杂质留在焦炭塔中,除焦时随焦炭一起进入焦池,具有良好的经济效益和环保效益,且操作工艺简单,容易控制。但焦化装置回炼"三泥"后,带来了焦炭塔甩油线、平衡管线堵塞;焦炭塔振动;石油焦灰分增大等问题。结合"三泥"组分特点、含油污泥反应机理和延迟焦化工艺特点,对延迟焦化装置回炼"三泥"进行分析,并提出优化措施:控制好反应温度,选择合适的回炼量和速度,保证"三泥"系统的流动性,定期对冷焦水、切焦水进行排焦,保证装置安全运行。     

焦化加热炉在线清焦技术应用与优化

在线清焦技术可有效延长焦化加热炉的运行周期,改善加热炉操作条件,提高加热炉热效率,节能降耗,可有效提高焦化装置运行效益。针对惠州石化4.2Mt/a延迟焦化装置在线清焦过程中出现的对流炉管超温、焦炭塔产生弹丸焦、吹扫结束时入炉压力低等问题,通过分析研究,提出了应对措施:提前用部分低温的在线清焦注水代替正常注水降低对流炉管温度,通过抑制渣油快速生焦反应速度和控制合理油气线速抑制弹丸焦的生成,分两次关闭吹扫蒸汽手阀并增点1～2个主瓦斯火嘴,防止吹扫结束时入炉压力低等。根据清焦实践,对清焦周期的选择和清焦时长的设定提出了经验判据。通过在线清焦程序和操作的持续优化,最终形成了完善的技术方案。期间两台加热炉通过机械清焦和在线清焦的优化组合,使加热炉的热效率达91%～92%,排烟温度低于150℃,取得良好的节能效果。     

新型双面辐射阶梯炉在延迟焦化装置的工业应用

中国石化济南分公司延迟焦化装置原设计为一炉两塔型式,处理量为500kt/a,所用加热炉(F-101)为双面辐射方箱加热炉。2009年对该装置进行了扩能改造,改为两炉四塔型式,新增处理量为700kt/a的一炉两塔,装置处理量扩大到1.20Mt/a。新增加热炉(F-102)为新型双面辐射阶梯炉,开工后一直运行平稳,F-102加热炉火焰燃烧状况好,不存在舔炉管现象。从应用情况来看,F-102单炉新鲜进料处理量可以达到962.6kt/a;应用加热炉F-102,装置的产品液体收率(汽油、柴油和蜡油)比应用加热炉F-101增加1.90个百分点;在两炉同时运行情况下,对两炉进行操作弹性和生焦率对比标定。结果表明,F-102的操作弹性明显大于F-101,生焦率比F-101低0.52个百分点,新鲜原料燃料消耗量比F-101低0.48kg/t,热效率比F-101高2.6个百分点。从增加产品液体收率、节约燃料方面计算,应用新型双面辐射阶梯炉F-102,可增加效益2505.36万元/a。     

在线清焦操作中弹丸焦产生的原因及预防

惠州炼化延迟焦化装置采用"两炉四塔"工艺路线,设计生焦周期为18h;设计循环比为0.3,可以实现灵活调节;加热炉可以实现在线清焦操作。2013年6月,延迟焦化装置进行在线清焦时,出现了弹丸焦。结合弹丸焦产生机理和在线清焦技术原理,分析认为,原料性质变差是产生弹丸焦的影响因素;快速变温清焦阶段的大流量注水产生高气速,是产生弹丸焦的主要原因;在生焦后期并料导致焦炭塔内气速突变、反应速度加快也是重要原因。为预防弹丸焦的形成,在清焦过程中,要严格控制注水流量,利用瓦斯压控阀和火嘴来控制炉出口温度,避免大量过热蒸汽进入焦炭塔,导致油气线速上升;同时,应尽量避免在生焦中后期进行并料操作。此外,还可以通过增大循环比、降低炉出口温度、提高焦炭塔压力等方式,预防弹丸焦的产生。     

焦化分馏塔底结焦原因分析与控制

延迟焦化装置分馏塔底循环油系统结焦防治直接关系到装置的长周期运行。以独山子石化1.2Mt/a延迟焦化装置为例,造成分馏塔底结焦的若干因素中,焦炭塔空塔气速偏高、分馏塔蒸发段温度调节不及时、装置加工量过低及分馏塔底循环油返塔流量缺乏有效监控措施等因素对分馏塔底结焦的影响最大。通过降低焦炭塔空塔气速,可以减少进入分馏塔的焦粉和泡沫;通过调整消泡剂注入方式和提高焦炭塔反应温度,可以有效降低焦炭塔泡沫层高度,减少泡沫携带;通过优化调整焦炭塔和分馏塔操作,可以防止分馏循环油中断造成的结焦;通过增加阻焦剂去分馏塔底流程,预期能够减轻并抑制分馏塔底部结焦;通过对原料油和循环油四组分分析,可以有效监控换热器内漏带来的结焦;通过增加分馏塔底循环返塔回流流量计和控制阀,使循环油流量处于监控和控制状态,当发现流量低于15t/h时,及时切换过滤器,防止塔底结焦加重。     

延迟焦化装置掺炼脱油沥青问题分析与对策

洛阳石化1400kt/a延迟焦化装置由洛阳石化工程公司设计,采用“可灵活调节循环比”工艺流程.随着原油加工量的逐年提高,该装置开始掺炼脱油沥青.这固然可以扩大洛阳石化重油平衡能力,增加重油加工灵活性,提高总体经济效益,但焦化装置掺炼脱油沥青后,由于原料性质变差,随之产生加热炉炉管结焦速率加快、大量生成弹丸焦以及油气携带焦粉等问题.结合焦化原料特点、热反应生焦机理和延迟焦化工艺特点,对延迟焦化装置掺炼脱油沥青造成的影响进行分析.提出优化措施:在溶剂脱沥青装置脱油沥青出装置管线增上渣油、油浆静态混合器,按照一定的比例,使脱油沥青和减压渣油、油浆充分混合,降低原料中的沥青质含量;加强原料监控,改善焦化原料性质,降低加热炉出口温度,提高加热炉管内流体线速,适当加大循环比,保证装置的安全运行.     

焦化加热炉对流段结焦的原因分析与对策

中国海油惠州炼油分公司420×104t/a延迟焦化装置采用"两炉四塔"工艺技术,设计加工减压渣油,正常在线清焦周期在4～6个月。2010年6月,该装置掺炼催化油浆,在不到2个月的时间内焦化加热炉对流段与对流入口严重结焦,导致装置分炉进行机械清焦。通过对焦块取样化验分析并从工艺角度进行综合分析,得出了加热炉结焦的主要原因是:催化油浆含有0.5%～1.0%的附着有铁、镍、钒、钙等重金属和焦炭的催化剂固体颗粒,极易吸附从焦炭塔带来的泡沫焦焦粉颗粒和塔底油中的沥青质和胶质分子,形成更多的结焦母体,进一步强化了结焦作用;此外,由于采用单点注水,注水与柴油换热后温度偏低(180～200℃),导致减压渣油中的沥青质析出挂在管壁上,产生缓慢积焦。提出了清焦后的技改措施:及时投用第二点注水;加强对焦化原料与底循油的分析,原料易结焦时取大循环比操作;平稳操作,减少辐射进料携带入炉管的焦粉量;停炼催化油浆。     

解决焦化装置结焦的有效技术措施

兰州石化公司120×10^4t／a延迟焦化装置焦炭塔顶经常出现油气线结焦而使塔压升高的问题,使装置的生产能力受到一定的限制;焦化馏出口产品携带一定量焦粉,影响产品质量,同时焦炭塔顶部大油气进入分馏塔底部,也加剧了分馏塔底部及其管线结焦,致使清焦过于频繁。通过分析后,将焦炭塔顶部急冷油由直接三点式注入改为在大油气线内增设环形分配器注入,阻焦剂的位置从加热炉人口移至分馏塔底部。这两项措施实施后,焦炭塔顶部压力均值由1．65MPa降至1．56MPa,大油气线压力也相对下降,大油气线结焦得到缓解;分馏塔底循环油泵的流量由5t／h提高到20t／h,缓解了塔底结焦倾向,塔底管线及过滤器清焦周期由一周延长至一个月;加热炉生产负荷由48t／h提高到52t／h,装置循环比由0．35～0．4降至0．23～0．28,提高了装置的生产能力：每年可多产生经济效益831．153万元。     

洛阳石化延迟焦化装置节能分析

洛阳石化140×104t/a延迟焦化装置采用"一炉两塔"和"可灵活调节循环比"的工艺流程,2008年和2009年装置综合能耗分别为35.42kg标油/t和33.36kg标油/t,与设计值、中国石化平均水平(24.27kg标油/t)相比差距较大。综合分析,能耗较高的原因包括蜡油汽包产0.4MPa蒸汽未计入能耗、1.0MPa蒸汽放空、低温热回收系统未投用、蜡油热输出量小、装置加工负荷率低以及加热炉效率低等。为此,对装置采取用0.4MPa蒸汽替代1.0MPa蒸汽;回收分馏塔顶油气、接触冷却塔顶油气和冷焦水低温热量;增加稳定汽油热出料流程;增设节电变频设施,减少电耗;降低加热炉排烟温度和炉外壁温度;加热炉进料泵叶轮抽级或更换为小叶轮,降压节能;增上加热炉先进控制(APC)手段,保证加热炉最佳燃烧;加热炉出口管线保温及管托更新换型,增加空气预热器等措施,有效降低装置能耗。     

延迟焦化装置有效能分析

洛阳石化1400kt/a延迟焦化装置由工艺生产和石油焦处理两大部分组成,分为8个生产单元。结合热力学第一定律和第二定律,从能量的数量和质量结合的角度出发,对该装置加热炉、换热器和空冷器进行有效能分析、计算,揭示了能量中的有效能在装置或设备中的转换、传递、利用和损失情况,从而获得单元换热设备的节能和改进措施。研究表明,延迟焦化装置主要用能设备中,有效能损失率较大的有加热炉F1101、空冷器A1121A~H,以及换热器E1120A/B、空冷器A1401A~H、换热器E1119A/B、换热器E1208。加热炉热负荷对装置能耗影响最大,占总热负荷的33.07%,是装置第一用能大户,装置节能工作应围绕提高加热炉热效率入手。空冷器A1115A~H、A1121A~H有效能利用效率均低于40%,热物流入口温度分别为118℃和140℃,应回收这部分低温热。     

掺炼沥青质对延迟焦化装置的影响与应对措施

通过适当改造,加强生产管理,延迟焦化装置可以加工一定比例的沥青质,既可解决脱油沥青的出路问题,又通过提高溶剂脱沥青装置的负荷,为企业创造经济效益。但沥青质特性复杂,将对焦化装置加工处理造成影响。通常,掺炼沥青质后,焦化装置原料残炭值、沥青质含量增加,混合不均匀,易导致输送原料管道堵塞;亦存在焦炭塔空高降低、泡沫层高度增加,大油气线结焦、产品夹带焦粉,影响下游装置安稳运行,以及轻质液体收率下降,气体、石油焦产率上升,管道腐蚀等问题。对此,提出以下应对措施:在原料进入焦化装置缓冲罐前,增设原料静态混合器;依据原料分析结果,适当掺混轻质油浆;优化消泡剂加注;加强原料性质监测;进行材质升级,加强装置易腐蚀点监控力度。某炼厂原油加工能力800×104t/a,年产减压渣油约200×104t/a,主要依靠延迟焦化装置和溶剂脱沥青装置加工。焦化装置掺炼进料总量7%的沥青质后,可使溶济脱沥青装置增加负荷19×104t/a,为企业增效3800万元。