焦化分馏塔下部塔段的问题探究与操作优化

分馏塔是延迟焦化装置的关键设备之一,具有分馏和换热两个作用。在装置长周期运行过程中,分馏塔下部塔段的结焦现象不可避免,但结焦将影响塔盘的分离效果和装置的处理能力,甚至导致装置停工,严重制约长周期运行。基于延迟焦化装置分馏塔实际运行情况和设备检修中发现的问题,从分馏塔底、洗涤段和蜡油集油箱下7层塔盘三部分入手,对分馏塔下部塔段结焦原因和生产运行中的异常状况进行分析,得出通过调节塔底循环上下返塔分支流量、保持塔底液位45%~60%、维持蜡油下回流流量(20t/h)等优化操作措施,可以降低分馏塔下部塔段结焦概率。提出增加底循环和辐射泵抽出备用过滤器、增加塔底循环上下返塔分支流量调节阀控制、增加洗涤段温度检测点等技改优化建议,为装置安全平稳长周期运行提供保障。     

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。     

综述提高焦化装置加工量措施

分析影响焦化装置加工量的主要工艺参数(生焦周期和循环比),以及与加工量相关的主要设备(加热炉、焦炭塔、分馏塔、大油气线等)对加工量的实际影响。生焦周期是指焦化装置焦炭塔的一个生产周期,其时间长短对产品质量基本没有影响,但是可以通过缩短生焦周期来提高焦炭塔的利用率,从而提高装置加工量。循环比是循环油与新鲜原料的比值,主要用来控制重蜡油的干点,其对装置加工量和产品质量都有很大影响,而且其可调节范围取决于装置所使用的工艺路线。加热炉的热效率直接决定装置的加工量,因此要提高装置加工量,必须对加热炉进行适当扩容。焦炭塔、分馏塔分别产生焦炭和液体产品,提高加工量后,产量会相应增加,需考虑其产能。另外,还要考虑大油气线结焦、分馏塔底结焦、加热炉管结焦、分馏塔顶结盐等问题。指出通过缩短生焦周期和降低循环比,可提高装置加工量15%左右,同时需对相关设备进行技改消缺和优化。     

1.2Mt/a延迟焦化装置低循环比运行可行性分析

独山子石化1.2Mt/a延迟焦化装置采用循环比在0.2~0.6范围内、可调的循环油脱过热工艺,无法实现装置长周期低循环比运行,生焦率≥1.65,开展93.33%负荷(140t/h)时循环油外甩,低循环比运行标定,验证其经济效益。针对目前流程无法实现低循环比运行现状,提出"现有的重污油流程外甩循环油"、"现有的重蜡油流程外甩循环油"、"改造分馏塔底人字挡板,降低循环油上下回流量"、"循环油脱过热的可调循环比工艺改为蜡油脱过热的可调循环比工艺"等4种改造方法;对于下游二次加工装置原料劣质化问题,可根据下游日常监测分析,控制好重蜡油(循环油)掺炼比例;对于加热炉结焦倾向增大问题,可依据不同循环比油样相对结焦因子分析评价,选择循环比≥0.15,并辅以工艺操作控制;对于低负荷时加热炉分支进料流量低、系统物料少、操作波动大等问题,可在焦炭塔不同生产阶段,提前对分馏塔进行调整,防止大幅波动,必要时改加热炉单炉膛生产。改造后装置可实现低循环比运行。     

连续料位计在延迟焦化装置的工业应用

延迟焦化工艺被认为是进行渣油深加工的重要手段。近几年来,延迟焦化加工工艺不断进步,国内外延迟焦化装置数量及加工能力不断增加。为发挥设备利用率,最大限度提高装置加工量,充分利用焦炭塔的有效空间是最为经济、直接的手段,而最关键的问题就是准确监控焦炭塔的料位。从γ射线连续料位计的应用前景、系统构成、测量原理以及现场应用等方面,介绍天津石化2号延迟焦化装置γ射线连续料位计在监测焦炭塔料位高度方面的应用。现场应用方面,从安全挖掘焦炭塔潜能,提高处理量;适时注入消泡剂,降低三剂消耗量;有效监测泡沫层变化,提高焦炭塔操作的安全性;自动测量焦炭塔焦高,降低劳动强度四个方面,阐述了γ射线连续料位计的应用效果。应用实践表明,使用γ射线连续料位计,能够有效控制焦炭塔的安全空高,通过监测泡沫层的高度变化,能够合理利用焦炭塔的有效空间,提高焦炭塔的利用率,降低消泡剂的注入量,提高装置加工负荷。     

延迟焦化装置回炼轻污油技术分析

石油炼制过程中．必然会产生各种轻污油,如何将这些轻污油回收利用,一直是困扰炼厂的难题。延迟焦化装置是炼厂重要的重油加工装置．对原料适应性较强。因此可将轻污油送至延迟焦化装置进行回炼。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。洛阳焦化对轻污油流程进行改造,先后把轻污油回炼至焦炭塔、分馏塔。通过对轻污油回炼流程进行比较,确认轻污油回炼到分馏塔中段油回流最为合适。并通过对产品收率、装置能耗、产品质量进行分析,对回炼前后装置情况进行对比,指出了焦化装置回炼轻污油存在的问题。回炼轻污油后,能增加焦化装置汽、柴油收率,加热炉瓦斯耗量、装置能耗也会适当增大。提出改进措施：加强罐区脱水,关注轻污油组分分析;根据焦炭塔生产节点调整回炼量;加强对分馏塔压力、温度的监控等。     

延迟焦化装置超低负荷生产运行分析

由于国际原油价格变化,使延迟焦化装置原料大幅减少,目前洛阳石化延迟焦化装置加工负荷降低到设计负荷的50%,装置在超低负荷下运行,此种生产模式在国内尚属首次。根据焦化装置低负荷生产实践,确定了加热炉分支流量控制下限为39t/h;实现单炉室生产后,装置最低处理量为85t/h,循环比为0.2,备用炉室通入3.5MPa蒸汽,维持炉出口温度(500±5)℃,保证足够的线速和温度,防止炉出口交叉处管线结焦,对备用炉采用闷炉措施可降低燃料气消耗1.5kg/t原料。为进一步优化低负荷运行工况,焦化装置通过流程改造,用净化干气代替备用炉室3.5MPa蒸汽,可降低3.5MPa蒸汽消耗6t/h,炉管通入的干气和炼厂轻烃的回炼弥补了气压机入口富气流量,有效改善了气压机运行工况。下一步,焦化装置期望通过技术改造,实现低负荷下用加热炉备用炉室代替常压炉,用分馏塔底作为闪蒸塔,进一步降低原油闪蒸过程的操作费用。     

焦化装置分馏塔振动故障分析及处理措施

针对中国石化济南分公司焦化分馏塔的振动情况．通过标定初步分析了振动原因并实施了缓解措施。在装置检修期间，对装置内相关设备进行了检查，发现焦炭塔至分馏塔的大油气线结焦严重，指出原料性质恶劣、焦化原料中含盐量的增加以及油气线线速的提高是造成结焦的主要原因，并且认为结焦使油气线内气体流速改变是使分馏塔产生振动的根本原因。对油气线进行消焦处理后。分馏塔振动被消除。     

延迟焦化装置低负荷生产措施与优化

为保持重油平衡,洛阳石化延迟焦化装置采用单炉室的低负荷生产方案。根据装置的设计参数,经过计算,确定了加热炉分支的最小进料量为39t/h,同时对低负荷生产条件下加热炉能耗高、加热炉备用炉室出口处易结焦、分馏塔易干板、气压机入口的富气量不够、机泵入口流量不能满足机泵的最小设计流量等可能出现的问题进行了详细的分析。针对焦化装置低负荷生产条件下可能出现的问题,采取备用炉室保护气用干气替代蒸汽的措施来解决备用炉室出口易结焦和能耗高的问题,采取闷炉操作的措施持续降低焦化装置的能耗,采取回炼富余轻烃的措施来满足气压机的最小工况,采取停用消泡剂的措施来增加装置的经济效益,通过严格控制急冷油的质量避免焦炭塔的大油气线结焦。同时还对焦化装置低负荷生产条件下其他可能出现的问题、应对措施,及运行过程中的优化措施进行了详细的说明,为同类装置灵活调整加工负荷提供了参考依据。     

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。     

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。     

流程模拟技术在延迟焦化装置上的应用

延迟焦化是石油加工中的一种主要加工过程,广泛应用于国内外的炼油厂。采用Aspen Plus流程模拟软件,对延迟焦化装置的分馏塔和吸收稳定单元(包括吸收塔、再吸收塔、解吸塔、稳定塔等)进行模拟,运用模型对过程的关键参数如分馏塔取热、柴蜡重叠度、富吸收油温度、中段回流、柴油回流量、蜡油返塔量、塔压、塔顶回流、吸收剂流量、温度等进行综合分析,在各塔产品控制指标达标的前提下,选择最优的操作参数,降低装置能耗,提升装置经济效益。对中国石化所属15套装置依据流程模拟提出优化方案并予以实施,每年合计实现装置挖潜增效6546万元,在实现装置节能降耗的同时,也取得了可观的经济效益,提高了中国石化延迟焦化装置的精细化操作水平和管理水平。     

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。     

焦化塔大油气线结焦原因分析及对策

针对中国石化济南分公司延迟焦化装置焦炭塔大油气线的结焦现象，根据重油结焦机理、设备现状和操作过程中存在的问题，综合分析了焦化塔大油气线结焦过程和原因。指出了结焦的具体原因为：原料性质变化，急冷油喷嘴位置不合适，焦炭塔顶温度偏高，操作不当，加工量偏大，消泡剂注入量偏小、注入时间偏短。针对以上分析提出了相应的整改措施以及进一步改进的方向，以保证装置的长期平稳运行。     

提高延迟焦化装置原料适应性及轻质油收率的措施

中小型炼油厂常减压蒸馏装置能力不足,原料油不稳定,品种既多且杂,加之下游缺乏焦化蜡油加工手段,如何提高延迟焦化装置原料适应性以及轻质油收率,是面临的问题之一。工艺流程选择上,采取原料油进换热器换热→原料缓冲罐→两级电脱盐→换热器换热→再换热→分馏塔分馏的方案,采用三级电脱盐工艺;焦化分馏塔兼作常压蒸馏塔,原油在焦化分馏塔内进行闪蒸,以拔出其中的直馏轻组分,同时与焦化反应产物一并分离,使装置具有常压蒸馏装置和焦化装置的双重功能。提出了原料油经换热、脱盐再换热后进焦化分馏塔分馏,采用大循环比操作,以及相应的防结盐、防结焦和提高轻质油收率的措施。运行经验表明,优化原料油换热流程,增加电脱盐部分及循环比的调节,可以使延迟焦化装置对重质原料油、常渣、减渣进料都有很好的适应性;完善分馏系统、吸收稳定系统及大循环比操作,可以提高轻质油收率;相应采用有效的防结盐、结焦措施,可以提高装置的运行稳定性。     

催化裂化装置提高掺渣比过程中存在的问题及应对措施

提高催化裂化装置掺渣比是挖掘装置生产潜力、提高经济效益的有效手段之一。在对洛阳石化Ⅰ催化装置提高进料掺渣比过程中,干气、焦炭产率明显增加,汽油收率略有降低,产品分布仍较理想,但也存在主风量不足、再生器缺少有效取热手段、油浆系统结焦等问题。通过采取引空压风补充主风量、适当加入CO助燃剂、提高油浆循环量、降低分馏塔底温度和油浆停留时间、适当调整塔底注汽量等措施,有效保证了装置正常运行。同时对装置进行改造优化,加强原料管理,选择适宜催化剂或重油裂化助剂,对沉降器上部及集气室、大油气线落实监控措施,优化油浆系统取热,预防反应和分馏系统结焦;恢复投用再生器取热设施,解决因掺渣上升带来的再生器热量过剩问题;采用新技术(电脱盐由两级升级为三级)提高原料质量,降低焦炭产率,改善产品分布和维持长周期运行,不断提高装置经济效益及生产技术水平。     

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。     

延迟焦化装置放空系统的设计优化探讨

国内延迟焦化装置放空冷却系统一般采用闭式塔内冷却技术,存在焦粉携带严重、塔顶冷却系统易堵塞、易冻凝、轻重污油分离效果差及含油污水不达标等问题。本文提出优化方案:一方面通过改进塔内件,提高凝缩油轻重分离精度,并对焦粉进行有效捕集,提高洗涤效果,保证塔顶气相清洁,不携带重馏分油,避免发生挂蜡现象而引发安全事故;另一方面,流程上进行调整,摈弃现有塔底重污油做洗涤油的方式,上部用塔顶回收的轻质污油做冷回流,下部用塔底重质污油做洗涤油,从根本上解决延迟焦化装置放空系统的安全问题。优化设计后,可提高放空塔焦粉洗涤效果,减缓塔顶冷却系统堵塞,防止冷却器挂蜡,保证冷却效果,同时还可以实现污油分质回炼,解决全厂的污油问题,也避免了装置的操作波动,为延迟焦化装置平稳、长周期、安全运行提供保障,具有较好的经济效益及环保效益。     

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.