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1、 焦化装置加工南疆渣油工艺技术分析 兰州石化公司炼油厂焦化装置 2007年10月 焦化装置加工南疆减压渣油工艺技术分析 焦继霞 王虎 袁选民（中国石油兰州石化公司 炼油厂，甘肃 兰州 730060） 摘要：针对兰州延迟焦化装置加工南疆减压渣油，原料性质变差、组份变重、硫含量增加的特点，生产操作发生了较大的变化，车间从原料性质、主要生产操作条件、产品收率等方面对延迟焦化装置加工南疆渣油的情况进行深入细致的分析，得出焦化装置加工南疆渣油在操作方面、设备防腐方面等应注意的问题及操作思路。 关键词：延迟焦化 南疆减压渣油 轻质油收率 设备防腐 前言焦化原料的性质对产品的分布和质量有很大的影响。通常来讲
2、，原料的密度、粘度大，焦炭收率也随之增大，轻质油收率下降。原料残炭值的大小是原料油生焦倾向的指标。生产实践表明，在一般情况下焦炭产率约为原料残炭值的1.52倍。对于来自同一种原油而拔出深度不同的减压渣油，随着减压渣油产率的下降，焦化原料由轻变重，焦化产物中蜡油产率和焦炭产率增加，而轻质油产率则下降。原料油性质还与加热炉炉管内结焦的情况有关。兰州延迟焦化装置2007年8月10日停工检修结束，8月13日装置步入正常生产阶段，本次开工以后，焦化装置首先面临的问题就是原料性质的较大变化，根据厂里要求需加工南疆减压渣油，而南疆原油的特点是组分重、硫含量高、残炭值高、重金属含量高，因此，对焦化装置而言，加
3、工南疆渣油操作变化较大。8月份装置正常运行20天，由于加工南疆渣油，其性质差、组分重，混合原料粘度最高达到1498 mm2/s，为装置开工两年多来的最高值，焦炭塔生焦高度最高达到25.6米。1.下面从工艺操作角度，对焦化装置加工南疆渣油的情况，与6月份加工其他混合原料做对比分析。依据焦化混合原料性质，从焦化工况方面进行对比分析，加工南疆渣油所带来的工艺操作的变化。 表-1 2007年8月份混合原料性质项目 混合原料性质日期密度粘度残炭硫含量Kg/m3mm2/s（质量分数）（质量分数）8月13日96543013.9028月14日39514.4368月15日27211.7778月16日29312.
4、9928月17日85416.978月18日44316.7128月19日36816.1428月20日21113.3260.398月21日75815.398月22日149818.3598月23日67616.9798月24日42315.1738月25日58016.758月26日96415.9018月27日98017.1960.548月28日107018.5648月29日104317.8288月30日146116.8418月31日142119.313平均值731.116.029表-2 2007年6月份混合原料性质项目 混合原料性质日期密度粘度残炭硫含量Kg/m3mm2/s（质量分数）（质量分数）6月1
5、日47113.9526月2日37512.5326月3日37513.216月4日95533013.1346月5日39213.9276月6日23313.2346月7日21011.2136月8日22612.1276月9日21012.3466月10日21212.286月11日965238136月12日25814.0286月13日46414.2546月14日21011.7926月15日22411.8976月16日26512.4176月17日24511.1926月19日43715.2平均值316.3312.87 由混合原料性质一览表，表-1、表-2可知，原料性质的变化情况：1）8月份混合原料粘度最高时达到
6、1498 mm2/s，最低为211 mm2/s，最高值与最低值偏差1287个单位，原料粘度偏差大，说明原料性质变化大，给平稳操作带来一定的难度。6月份混合原料粘度最高值为471 mm2/s，最低小于210 mm2/s，粘度偏差261个单位，说明原料性质变化较小，而且原料粘度较小，系统操作平稳。8月份粘度平均值为731.1 mm2/s，6月份粘度平均值为316.33 mm2/s，8月份粘度平均值远远高出6月份 414.77个单位，由此可知，8月份装置加工南疆渣油后，原料性质变差、组分有变重，其结果是分馏塔轻质油拔出率降低，同时增大了设备及管线的结焦倾向，操作上为防止设备及管线的结焦，加大了阻焦剂
7、的注入量。2）8月份混合原料残炭值最高达到19.313%，最低12.992%，残炭平均值16.029%；6月份混合原料残炭最高值15.2%，最低值11.192%，平均值12.87%， 8月份原料残炭平均值高于6月份3.159%，由此可知，8月份加工南疆渣油，原料的残炭平均值增大，则焦化反应生焦量增大。一般来说，焦炭产率一般为原料残炭值的1.52倍；装置加工南疆渣油，组份较重，焦化反应生焦量大，焦层较高，通常原料组份较重时焦化反应产生的泡沫层高于组份较轻时，故反应产生的泡沫层也较高，此时操作上必须根据中子料位计的料位显示情况，提前注入消泡剂来降低泡沫层高度，防止泡沫层携带油气进入分馏塔引起分馏塔
8、冲塔。1. 8月份装置加工南疆渣油与6月份加工其它混合原料，主要从装置工艺操作参数的变化方面做对比分析。表-3 8月份装置工艺操作条件8月份装置工艺操作条件项目炉进料循环比炉出口温度贫胺液入C-202干气出装置炉膛温度焦层高度t/h.支t/ht/hm15日480.534957.871266121.416日490.514966.011266217.917日500.494968.001266716.218日500.474968.011267519.819日510.584967.99126701920日510.574968.021268019.921日520.484969.96126751822日5
9、20.4249615.501267725.523日490.4849612.601266624.724日490.4349611.691267022.525日500.4349611.681267521.426日500.4949513.45126802127日500.4549612.001267724.228日490.4649613.531267025.629日470.4549615.611266122.9平均值49.800.48495.8710.791267121.3 表-4 6月份装置工艺操作条件6月份装置工艺操作条件项目炉进料循环比炉出口温度贫胺液入C202干气出装置炉膛温度焦层高度t/h.支
10、t/ht/hm1日480.434968.531174021.82日490.454968.031173621.63日480.494957.981173220.24日460.504967.691172819.45日460.484967.991171619.96日460.484958.0211723207日470.464957.981172718.98日460.484958.051172917.59日470.474958.001172819.410日470.454968.001173018.411日470.474958.011172319.312日470.484958.011172818.313日4
11、60.474968.031172518.914日460.464967.991172621.515日470.484958.011172718.5平均值46.870.47495.478.0211727.19.57由装置工艺操作条件表-3、表-4所给数据，通过工艺操作条件的变化，对焦化装置加工南疆渣油进行具体分析：1）8月份加热炉平均分支进料为49.8t/h，6月份为46.87t/h，8月份高于6月份2.93个单位，8月13日焦化装置开工正常以后，由于渣油库存高，尽可能地加大处理量运行，以缓解厂里的重油平衡问题；2）8月份循环比平均值为0.48，6月份为0.47，8月份加工南疆渣油时循环比高于6月份
12、0.01个单位，说明原料性质差，组份重，其组份中胶质、沥青质含量较高，易结焦，因此，第一原料单程裂化受到限制；第二为防止循环重油在分馏塔底及管线内结焦，需加大循环比来保证安全平稳操作；3）8月份加工南疆渣油，虽然原料组分重，但是从8月份与6月份加热炉出口温度的操作情况分析，8月份加热炉出口温度平均值为495.87，6月份为495.47，即8月份加工南疆渣油后，加热炉出口温度的变化不大；4）8月份贫胺液入干气脱硫塔流量最高时达到15.61t/h，最低为6.01t/h，平均值为10.79t/h；而6月份入塔C-202贫胺液基本在7t/h8.5t/h之间做调节，则C-202顶部温度能够平稳控制；由上
13、表可知，8月份贫胺液入干气脱硫塔的流量呈逐渐上升趋势，主要原因是装置8月份加工南疆渣油，原料酸值较高，硫含量较高，故产品干气中硫化氢含量较高，8月15日22日之间干气脱硫塔顶部温度一直卡上限控制，操作依据是根据日常的操作参数做调整，由于原料性质发生了很大地变化，产品干气中硫化氢含量增加，干气脱硫属于高压低温的放热反应，车间技术组从8月22日开始指导操作人员，对入塔贫胺液流量做了调整，适当提高入塔贫胺液量，干气脱硫塔C202顶部温度得以平稳控制；5）从焦炭生焦高度入手分析，焦炭塔有效高度为34米，8月份生焦高度最高达到25.6米，平均焦高为21.3米。而6月份生焦高度最高为21.8米，平均焦高为
14、19.57米。8月份焦高平均值比6月份高出1.73个单位，在焦化反应生焦高度较高的情况下，泡沫层也较高，这时候的操作最易引起冲塔，即焦炭塔内泡沫层携带油气至分馏塔，影响分馏塔的平稳操作。3.从产品质量及产品收率入手，对装置加工南疆渣油的情况进行具体分析表-5 2007年8月份产品质量分析及产品收率项目产 品 质 量当月产品收率柴油95点温度/焦炭（质量分数）轻油/焦炭/日期硫含量/挥发份/灰份/15日/57.05 31.83 16日355.52.428.720.1662.35 26.40 17日3612.489.220.1259.16 20.52 18日3632.10 11.360.10 58
15、.91 28.75 19日366.52.0312.060.1059.21 26.34 20日349.52.189.560.260.44 29.55 21日3562.198.70.2855.23 21.24 22日360.52.158.620.1354.41 33.10 23日366.52.149.110.255.88 34.21 24日3582.629.10.1556.97 30.09 25日352.52.3410.70.555.54 28.08 26日353.52.2810.770.4253.91 26.56 27日364.52.0310.930.3456.02 31.82 28日358.5
16、2.348.050.0855.33 34.04 29日362.52.297.510.2654.28 30.12 平均值359.142.269.600.2256.6927.29注：轻油收率和焦炭收率为累计值表-6 2007年6月份产品质量分析及产品收率项目产 品 质 量当月产品收率柴油95点温度/焦炭（质量分数）轻油/焦炭/日期硫含量/挥发份/灰份/1日359.51.5310.260.2458.01 26.42 2日3561.5510.350.2460.51 26.62 3日3591.5210.360.2160.48 25.37 4日362.51.5310.30.1958.34 24.29 5日
17、3621.5310.680.1557.96 25.75 6日360.51.5310.250.4358.62 25.98 7日356.51.5610.60.258.25 26.77 8日356.51.6410.380.2159.70 21.57 9日3691.6610.480.2360.54 25.21 10日3631.6310.950.1260.37 22.93 11日361.51.6211.010.1160.17 24.94 12日364.51.7110.30.1561.38 23.66 13日364.51.7310.050.1858.94 23.63 14日3701.7610.120.15
18、58.81 30.12 15日364.51.7411.140.1559.23 24.41 平均值362.21.63 10.52 0.19 57.4825.16注：轻油收率和焦炭收率为累计值 由表-5、表-6产品质量分析和产品收率取典型数据分析说明1）8月份柴油95%点温度平均值为359.14，6月份平均值为362.2，柴油95%温度分厂要求指标为373，车间要求控制小指标为363-366，8月份控制指标平均值达不到车间小指标，主要原因是8月份装置加工南疆渣油，原料组分重、硫含量高、重金属含量高，从操作上考虑对柴油95的影响,因原料性质的变化, 分馏塔原操作热平衡被破坏，需建立新的平衡来保证产品
19、质量的合格及轻收的提高，操作正在试验摸索阶段。2）8月份焦炭分析硫含量平均值为2.26%，质量等级均在3B等级范围内，6月份焦炭分析硫含量平均值为1.63%，质量指标在3A等级内，8月份焦炭质量等级下降，而焦炭的硫含量指标主要由原料性质决定的，本月加工南疆减压渣油硫含量高，因此产品焦炭质量变差，硫含量偏高。3）8月份焦炭中灰分平均值0.22%，6月份0.19%，8月份灰分平均值高于6月份0.03%，主要原因是8月份装置加工南疆渣油，原料中重金属含量高，而焦炭中的灰分与原料的重金属含量有一定的关系，因此焦化反应后焦炭中的灰分相应地较高。4) 从产品收率看，8月份累计轻油收率56.69,6月份累计
20、轻油收率57.48,8月份累计轻收比6月份低0.79个百分点；8月份累计焦炭收率27.29,6月份累计焦炭收率25.16,8月份焦炭累计收率比6月份高2.13个百分点。说明焦化原料的性质对轻油收率及焦炭产率有很大影响，焦化装置加工南疆减压渣油，原料组分变重,性质变差，轻收降低，焦炭收率上升。4.为了对焦化装置加工量和收率有一个较为准确的定位，现将焦化装置计量表所统计数据与计划科统计数据做对比分析，从而进一步确定分析结果的准确性。表-7 焦化装置与计划科统计数据一览表项目 计划科统计焦化装置统计加工量产品收率加工量产品收率日期原料（t）轻收（%）焦炭（%）原料（t）轻收（%）焦炭（%）6月份10
21、944253.8525.8510355157.6926.388月份6719955.4727.396129756.3528.019月1-9日3460150.3029.423042557.0929.83 由装置计量表统计数据与计划科统计数据可知，首先原料加工量之间存在一定的偏差，8月份以后更加明显，例如9月份120万吨/年柴油加氢装置停工检修，焦化汽油、柴油全部送至60万吨/年柴油加氢装置处理，本月轻收偏差大，从9月1-9日统计数据可知，计划科统计轻收为50.30%，通过装置内计量仪表统计轻收为57.09%，偏差达到6.79个单位，而加工量的计算也有几千吨的偏差，故由于原料粘度、密度的变化，计量仪
22、表测量的准确性受到一定的影响，因此焦化装置加工南疆渣油实际轻质油收率低于车间通过计量表计算所得轻质油收率。5. 结论1）焦化装置加工南疆减压渣油后，原料性质变差、组分变重，胶质、沥青质含量高，分馏塔操作时，轻组份拔出率降低，故轻质油收率降低，相应地焦炭收率升高；2）焦化装置满负荷加工南疆减压渣油，在焦层较高的情况下，第一为了保证系统的平稳运行，通常是通过提、降量来限制焦高，而频繁的提、降量则加剧了管线的结焦倾向，不利于装置的长周期运行；第二生焦高度有时高达25.8米，生焦高度高，在原料组份重的情况下，泡沫层也较高，由此泡沫层很容易携带油气至分馏塔而引起冲塔。3）根据南疆减压渣油酸值、硫含量较高的特点，一方面容易造成设备的腐蚀，影响设备的使用寿命；另一方面使得焦化富气中硫化氢含量上升，为了脱净焦化富气中的硫化氢，保证良好的吸收效果，干气脱硫系统的贫胺液耗量增加。4）南疆渣油硫含量高，故加工南疆渣油后，焦炭中硫含量偏高，8月份装置开工后，焦炭质量变差，质量等级下降至3B级质量标准。5）南疆渣油组份重、硫含量高，分馏系统低温硫腐蚀相对较严重，设备防腐需要进一步加强，分馏塔顶部缓蚀剂的注入量应增加，同时加强分析检测，减缓设备腐蚀，保证焦化装置安全、长周期运行。 参考文献1. 李春年编著 重油加工工艺 中国石化出版社2. 林世雄主编 石油炼制工程 石油工业出版社
