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消除“瓶颈” 确保焦化装置的长周期生产 1 前言 福建炼油化工有限公司延迟焦化装置最初设计加工胜利原油的减压渣油，采用一炉双塔的生产工艺，处理量40万吨/年，循环比0.4，生焦周期为24小时/塔，年开工时数为8000小时。主要原料为减压渣油，补充部分催化油浆，主要产品有焦化干气、汽油、柴油、蜡油和石油焦。1997年4月,公司实施400万吨/年改扩建工程,装置在不更换主体设备的前提下，通过技术改造使处理能力提高到60万吨/年。 但由于受分馏塔底结焦、塔盘变形、焦炭塔挥发线结焦及加热炉热效率低、散热损失大等方面影响，多年来装置的长周期生产受到制约，极不适应“三年一修”的长周期生产要求。近年来，通过采用新工艺、新技术、新设备，消除操作“瓶颈”， 达到增强装置的抗干扰能力,提高目的产品收率和减少能耗的控制效果，延长了装置的运行周期，装置最长运行周期达到562天。 消除“瓶颈” 保证装置长周期生产 近年来，通过对装置分馏塔、加热炉、DCS控制系统及先进控制系统等项目的技术改造，加强生产期间管理和控制，搞好设备的维护保养，保证了装置的长周期生产。 2.1 平稳分馏塔操作 2.1.1 存在的问题 焦化装置分馏塔规格为Ф3200×35835×（14+3）,采用复合钢板制造，其中1－5层塔盘为单流舌型塔盘，6－31层为单溢流F－1型浮阀。1997年装置扩能改造时，处理能力由原设计的40万吨/年提高至60万吨/年，分馏塔改造保持原有塔径不变，塔盘在原有基础上增加开孔率以适应处理量加大的要求，但大处理量生产时，分馏效果受到制约，塔盘负荷较大，操作弹性降低，存在以下几个主要方面的问题： ① 切割清晰度不高，重迭现象严重 主要表现在汽油-柴油、柴油-蜡油馏分重迭，两者的重迭组分一般均超过10%，其中柴油－蜡油分馏精度TP＝－3.96℃,汽油与柴油分馏精度TP=－23.05℃,汽油干点长期在200℃以上运行,严重偏离汽油干点≯179℃的设计指标。 ② 控制方案不理想，分馏塔抗干扰能力不强 中段回流、柴油回流温度均只控制液相返塔物料温度，可以起到稳定回流物料返塔温度目的，但远没有实现根据塔内气相负荷变化状况及时调整回流量，确保塔内温度平稳，各层塔盘气、液相负荷平衡的功能，因此，分馏塔的各温控系统应变能力很低，难以消除预热、换塔等周期性操作对分馏塔热平衡、物料平衡的破坏，柴油泵经常抽空运行。 ③ 焦化分馏塔底结焦是延迟焦化装置长期存在，但一直得不到很好解决的技术难题，确保分馏塔底循环泵长周期运行是预防分馏塔底结焦的重要措施。我公司焦化装置的分馏塔底循环自装置投产以来一直存在着无法长周期运行的问题，其最长运行时间为96天，分馏塔底循环的停运使分馏塔底部胶质、沥青质等在高温下进一步缩合生成焦碳的结焦速率加快,直接影响了分馏塔的正常操作，大大缩短了焦化装置的生产周期。从历次焦化装置检修的情况看，分馏塔底结焦较为严重，最严重的2001年元月分馏塔底焦粉沉积接近辐射泵抽出口，而塔底循环线过滤器入口管线全部焦堵。原因是延迟焦化过程沥青质颗粒，被带入焦碳塔高速油气中或者是焦碳泡沫中。很容易被携带进入分馏塔并沉聚下来。但塔底循环线过滤器的容量有限，遇到循环泵故障及底循环过滤器切换不及时，则大量粉焦沉积下来堵塞抽出口。在分馏塔底循环量不变的情况下，塔底抽出口旁区域的油品停留时间往往大于塔底油品的平均停留，形成流动的死缓区。在较长的停留时间下，塔底的沥青质或胶质等组分容易浓缩和聚集发生缩合反应，造成该部位结焦。 2.1.2 分馏塔改造： ① 增设含6层浮伐塔盘的柴油汽提塔，提高柴油、汽油分割清晰度，并使之兼有外挂油集油箱功能。 ② 在原来重蜡油抽出位置增设一个重蜡油集油箱，拆除1#舌型塔盘，抽出管线增设立式过滤器。 ③ 在分馏塔塔底循环油塔内抽出口位置增设挡焦管，管下端开设4个Φ50mm半圆孔作流净孔;原分馏塔底循环过滤器改型为Φ500*243卧式过滤器，容积由原来的0.15m3扩大至0.4m3。滤芯改用6mm的不锈钢钢板，提高其抗冲击的能力：滤芯采用半圆芯板插入;塔底循环线过滤器增加封油置换及吹扫清焦措施。 2.1.3 改造后效果 延迟焦化分馏塔改造后，全塔操作稳定，切割清晰度高，分馏效果好，柴油收率提高。由表-1及表－2可见,汽、柴、蜡切割清晰，汽油、柴油馏分脱空操作，蜡油中柴油馏分350℃含量6%，控制效果好。 表-1 改造后对比分析数据如下： 项目 汽油 柴油 蜡油 改前 改后 改前 改后 改前 改后 密度 719 720 818 865 912 915 馏 程 HK 46 44 134 184 224 10% 70 74 161 217 356 363