成功解决2^#延迟焦化弹丸焦问题

炼油事业部技术人员经过研究和摸索，解决了20延迟焦化装置首次出现的影响生产稳定的弹丸焦问题。5月中旬，在事业部第一次加工卡斯蒂利亚-蒙多混合原油时，2^#焦化装置生产的焦碳中出现了弹丸焦。焦碳在正常情况下是块状或粉状的，由于卡斯蒂利亚-蒙多混合等原油沥青质含量较高，渣油内残炭和沥青质组分急剧增加，生成大量直径为2～5mm弹丸形状的焦炭，俗称弹丸焦。弹丸焦造成焦炭塔焦碳层部分塌方，物料将过滤器滤网堵死，加热炉炉管结焦，严重威胁了装置的安全生产。为此，车间成立技术攻关小组，通过优化原料配比，降低了焦化装置原料的沥青质含量；对1^#、2^#延迟焦化装置加热炉出口温度进行优化调整，提高焦炭塔操作压力，并增加消泡剂的浓度和注入的流量。     

原料劣质化对延迟焦化装置的影响分析及对策

对中国石化洛阳石化公司延迟焦化装置原料劣质化后,装置出现的问题进行了分析,并提出了相应的改进措施。结果表明：当延迟焦化装置原料劣质化（残炭、胶质与沥青质的质量分数分别为27.85%,42.70%）时,会导致装置出现加热炉炉管结焦速率加快,表面温度上升,加热炉出口处管线结焦,焦炭塔石油焦硬度增加,塔底进料压力上升,产品液体收率降低等问题,通过采取将循环比上调至0.30,加热炉出口温度下调4℃,生焦周期减少4 h的优化操作,备用炉室注入蒸汽,回炼废润滑油等措施后,可有效解决上述问题。     

延迟焦化装置安全联锁的探讨

介绍并分析了延迟焦化装置现有的加热炉系统、水力除焦系统、压缩机系统、高温泵与液化气泵系统和四通阀与隔断阀系统安全联锁的现状和存在的问题。提出了增加焦炭塔操作的顺控联锁、加热炉开工点火的顺控联锁、焦炭塔安全闯出口切断阀和呼吸阀的联锁以及塔器或容器低低液位联锁的设计思路,同时提出了完善延迟焦化装置整体安全仪表系统的建议。     

延迟焦化深度裂解技术研究与工业应用

基于延迟焦化工艺本质与炉管结焦机理,采用焦化加热炉管内外过程模拟技术,以控制炉出口介质裂解深度为目标,对1.6 Mt/a延迟焦化装置焦化加热炉进行改造。在加热炉总体结构不变的条件下,采用多项创新专利措施对在役设备进行改造与操作参数优化,提高生焦反应焦化加热炉给热量,结合深度裂解技术,改善产品分布。设备改造后的工况过程模拟结果表明,介质炉出口裂解深度得到提高,生焦反应焦化加热炉给热也明显增加。工业应用结果表明,焦化加热炉采用深度裂解技术后,加热炉的处理能力提高了,达到1.85～1.90 Mt/a;改造后的炉管表面温度比改造前低约80 ℃;烧焦后运行周期从改造前的9个月延长到15个月以上;在原料残炭上升的情况下,石油焦收率和焦炭产率系数均下降,增加了液体产品收率,经济效益明显。改造后该装置可以适应因原料重质化,对扩大焦化装置处理能力和改善产品结构的要求。     

延迟焦化成焦周期对焦炭收率和质量的影响

以伊朗减压渣油为原料进行了延迟焦化成焦周期与焦炭收率和性质关系的模拟试验 ,得出焦炭收率和焦炭挥发分随成焦时间变化的数学模型。应用该模型计算出工业焦化装置成焦周期缩短后 ,焦炭收率和焦炭挥发分增加的变化规律 ;并得出结论 ,焦炭挥发分增加主要是切换塔前 7h时间内生成焦炭的挥发分增加造成的。要降低焦炭的收率和挥发分 ,重点应降低这部分焦炭的收率和挥发分。     

延迟焦化装置的设计考虑(1)

讨论了我国延迟焦化装置的设计中应考虑的问题，如原料的多样化、产品要求、焦化加热炉的长周期运行、焦炭塔大型化、分馏塔结构、水力除焦、连锁控制、焦化污油和炼油厂的油浆利用等。并提出了延迟焦化设计的趋势。     

延迟焦化加工劣质渣油的技术探讨

分析了劣质渣油特别是减压深拔后渣油的性质及其对延迟焦化装置的影响。原料密度大、沥青质和残炭比值大的原料易产生弹丸焦。原料的残炭值越高、芳烃/沥青值的比值越小、金属含量越高,则导致加热炉炉管越易结焦、生焦率提高、分馏塔下部和焦炭塔顶油气管线易结焦、分馏塔上部易结盐。硫含量的增加加剧了设备的腐蚀,安全及环保压力增大。通过进一步优化和完善延迟焦化工艺设计,如考虑生产弹丸焦的设计、优化加热炉的设计和操作、增设防焦设施、增设在线洗盐措施、采用全蜡油下回流脱过热工艺和定量控制循环比、提高设备及阀门的可靠性并增加安全联锁、增设环保措施等,充分发挥现有延迟焦化装置加工劣质渣油的作用。     

焦化装置掺炼催化裂化油浆技术的应用

焦化装置掺炼催化裂化油浆在中国石油化工股份有限公司长岭分公司得到应用。不同掺炼率的试验结果表明：当掺炼油浆为处理量的6．45％时，焦化蜡油产率上升了4．98个百分点，焦炭产率和轻油收率分别降低了1．19和3．42个百分点，焦炭质量得到改善。     

炼油事业部完善延焦装置焦炭塔顶盖机联锁系统

炼油事业部为了提高2^#延迟焦化装置的安全生产系数，日前正根据总部要求，研究、完善装置焦炭塔自动顶盖机及除焦联锁系统。延迟焦化装置焦炭塔有一个顶盖，有时需要打开以除去贴附在装置内的焦碳，但装置内有高温高压的物料，因此在停工开盖前需要确保卸压。刚刚开工的2^#延焦装置安装了自动顶盖机及除焦联锁系统，     

延迟焦化技术的发展前景

延迟焦化是渣油转化的首选工艺。目前,延迟焦化装置和焦炭塔的发展趋势是装置规模大型化。延迟焦化工艺和设备的发展大大改进了延迟焦化技术,循环时间已由24h缩短到18h;提高了液体收率,减少了焦炭产出率;延长了装置的运行时间。文中介绍了焦炭塔消泡剂、加热炉阻焦剂及先进控制系统的应用情况和效果。     

高苛刻度延迟焦化装置掺炼催化裂化油浆的工业实践

针对延迟焦化装置掺炼催化裂化油浆的问题,采用重油微型热反应装置,研究了催化裂化油浆的热反应特性。结果表明：尽管催化裂化油浆的残炭低于减压渣油,但在相同反应条件下,油浆的焦炭产率和气体产率均高于减压渣油;反应时间由2 h延长到4 h后,减压渣油的产品分布变化很小,而催化裂化油浆的焦炭产率降低了3.07百分点,表明催化裂化油浆热反应需要更多的热量和更高的反应苛刻度。通过工业装置焦化炉改造,进行了高苛刻度掺炼催化裂化油浆的工业实践。改造后在掺炼油浆条件下,焦化炉出口转化率由8%提高至12%,装置石油焦收率下降了1.1百分点,石油焦的挥发分质量分数降低了2.1百分点,表明原料的热转化程度有所提高,高苛刻度条件有利于油浆的深度转化。     

大比例掺渣下稠油焦化运行的问题及对策

总结了克拉玛依石化公司稠油焦化装置大比例掺炼劣质渣油的经验,针对焦粉携带、油气线结焦、轻油收率降低及影响装置长周期运转等问题,对装置操作进行了优化调整和技术改造,使大掺渣率生产时蜡油收率小于8%,同掺渣率时汽油+柴油收率提高约4.5个百分点,掺渣率小于20%时轻油收率大于80%。同时,减少了焦粉携带,保证了装置长周期运行。     

沸腾床加氢-焦化组合工艺制备低硫石油焦

对沸腾床加氢-焦化组合工艺制备高品质石油焦的工艺路线进行研究,探究沸腾床未转化油（UCO）的焦化规律。结果表明：渣油沸腾床加氢反应过程中,提高温度或降低空速有利于渣油转化率和杂质脱除率提高;同样的操作区间内,渣油转化率的变化明显大于杂质脱除率;随着渣油转化率增加,UCO硫含量先降低再升高。UCO焦化过程中原料中60%左右的硫转移到焦炭中,明显高于渣油焦化过程中硫转移到焦炭的比例（约42%）;相比于渣油直接焦化得到的焦炭,较低硫含量的UCO制备的石油焦品质明显提升。UCO焦化所得石油焦收率和硫含量分别与UCO的残炭值和硫含量呈现良好的线性关系,可根据所需低硫焦牌号来指导沸腾床加氢过程的工艺优化。     

掺炼裂解重油对减压渣油焦化性能的影响

在减压渣油中掺炼不同比例的裂解重油,对其基本物性及延迟焦化性能进行了分析和评价。结果表明,混合原料的密度和平均相对分子质量具有按掺炼比（裂解重油占混合原料的质量分数）累加的特性（加和性）,而其黏度、残炭和四组分组成等不具有加和性;随着掺炼比的增大,混合原料的结焦诱导期逐渐缩短,当掺炼比高于20％后,体系结焦趋势陡增;混合原料焦化产物焦炭和气体收率均不大于减压渣油和裂解重油按照其在混合原料中所占的相同比例单独焦化时所得焦炭和气体收率的加权值,液体收率则略高于相应加权值。     

掺炼催化裂化油浆对延迟焦化装置的影响

依托中国石化金陵分公司1.6 Mt/a延迟焦化（简称焦化）装置,研究了催化裂化油浆掺炼比对焦化装置工艺操作、产品分布、产品质量和装置能耗等的影响。结果表明,将油浆掺炼比（w）由5.6%增至12.4%后,装置的汽油、柴油收率降低,蜡油收率提高,焦炭产率提高,焦炭的灰分增加、硫含量降低。油浆掺炼比的增加还会明显增加焦化装置燃料气、蒸汽和电的消耗。此外,掺炼高固含量油浆会引发加热炉炉管结焦,堵塞分馏塔塔底过滤器,加剧设备磨损。因而,可以通过严控油浆掺炼比例、油浆脱固、调整工艺操作等方法降低掺炼油浆带来的影响,保证焦化装置长期稳定运行。     

馏分循环对延迟焦化加热炉管结焦规律影响的实验研究

结合克拉玛依石化公司延迟焦化工艺,就馏分循环对焦化加热炉受热结焦规律进行实验研究,主要考察采用不同类型馏分油循环、不同循环比时炉管中结焦趋势的变化规律,并进一步研究循环物流所携带焦粉对炉管结焦的影响规律。结果表明,不同焦化原料的性质(如密度、粘度、残炭等)和组成差别都较大;相对于减压渣油而言,加热炉进料的结焦诱导期较长,表明采样期间的循环焦化方案利于抑制焦化加热炉炉管的结焦。深入研究发现,不同循环馏分都可不同程度抑制炉管结焦,尤其以分馏塔焦化循环油加入后的结焦诱导期最长;随着循环比的增大,结焦诱导期不断延长,但循环比在0.6以上时的影响变化不大;循环馏分携带来的焦粉对加热炉炉管中的结焦具有一定促进作用。     

单程焦化－溶剂抽提组合工艺试验

本文提出了单程焦化－溶剂抽提组合新工艺。与常规延迟焦化相比，单程焦化可大大提高焦化装置处理能力，增加液体产物收率，降低焦炭产率。管输原油渣油中型试验结果表明，液收增加５．０７个百分点，焦炭减少３．３５个百分点。但单程焦化蜡油占液体产物的比例增加，且质量更差。采用双溶剂抽提工艺处理单程焦化蜡油，可使其中９７％以上的饱和烃进入抽余油，硫、氮脱除率分别在５０％和８０％左右。抽余油饱和烃含量达７０％以上，是优质催化裂化原料。抽出油主要是重质芳烃，特别是双溶剂抽提的抽出油，芳烃含量可达９８％以上，可用于开发多种化工产品。     

S Zorb装置进料换热器压力降增大原因分析及对策

陕西延长石油（集团）有限责任公司延安石油化工厂S Zorb装置自首次开工以来,吸附进料换热器压力降增长过快,严重影响装置长周期稳定运行.停工抢修中发现其积炭严重是造成压力降过快增大的原因.对积炭物分析,硫质量分数10.8％,碳质量分数74.6％,推测引起积炭的原因是原料中氧含量增高造成的.对管输过程各转储点原料的溶解氧数据进行了分析对比,原料溶解氧含量远高于合格原料油所要求的指标,而造成溶解氧增大的主要原因是原料管输过程中上游装置催化汽油原料罐未设置氮封,致使原料与空气接触.通过调整原料管输路线,全封闭直供原料,隔绝了氧溶解至原料油中的途径,减少结焦前驱物的形成,保证了装置的平稳长周期运行.