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1、焦化装置扩能改造后出现的问题及对策抚顺石化公司石油二厂焦化车间 刘春生一、 装置概况石油二厂延迟焦化装置于1964年建成投产，原设计能力为30万吨/年，经1979年和1984年扩能改造，装置处理能力扩大到80万吨/年，到1989年装置实现三炉六塔生产，处理能力达到100万吨/年。随着全厂原油加工量的不断上升，渣油量也相应增加，渣油平衡难的问题日益突出，为此装置于2002年再次进行扩能改造。在这次改造中，更新了一炉二塔，并对分馏塔盘进行了改造，由普通浮阀改造为条形浮阀，同时对分馏塔蒸发段也进行了改造，由4层舌型塔盘改为4层人字挡板，使装置的设计能力达到了120万吨/年，装置于2002年10月开工
2、，2003年5月实现三炉六塔运行。二、 装置三炉六塔运行后出现的问题及对策1、 分馏塔蒸发段气相负荷增大，导致蜡油变黑、残炭上升装置三炉六塔运行后，出现了蜡油变黑，残炭上升的问题。其蜡油残炭由0.07%左右上升到1%左右，有时甚至达到了1.5%以上，由于蜡油品质下降，对催化原料有一定影响。为了解决蜡油变黑、残炭偏高问题，装置于2004年对分馏塔蒸发段进行改造，将蜡油集油箱上移，新增三层舌型塔盘。改造后原料进入新增三层舌型塔盘最下一层塔盘的受液槽中，与舌型塔盘上下来的蜡油混合后靠自压进入进料分布管中见图-1。分馏塔进料示意图-1装置开工三炉六塔运行后蜡油质量有所改善，其残炭由1%左右下降到0.5
3、%左右，但与加氢裂化对焦化蜡油残炭的要求要0.3%的指标还有一定差距。针对蜡油残炭仍然偏高的问题，我们进行了认真分析，认为装置扩能改造后分馏塔没有进行扩径，装置处理量的增加导致分馏塔蒸发段空塔气速上升，舌型塔盘板压降增大，雾沫夹带严重，造成部分渣油进入蜡油中，使蜡油变黑残炭上升。针对蜡油残炭上升的问题，我们制定了三个方案，一个是近期生产操作调整方案，一个是分馏塔进料改造方案，另一个是增设脱过热塔的改造方案。生产操作调整方案一：在现有条件下，通过增加分馏塔操作压力的方法降低分馏塔空塔气速，减少分馏塔雾沫夹带。分馏塔操作压力由110KPa增加到150KPa，经调整后蜡油残炭由0.5%下降到0.1%
4、以下，满足了焦化蜡油加氢裂化的要求，但由于分馏塔压力增加也使焦炭塔压力上升，导致石油焦收率有所上升，所以这只是暂时生产调整方案，不是最终解决方案。分馏塔进料改造方案二：对进料形式进行改造，将渣油和蜡油在受液槽内混合后自压进入进料分布管改为渣油直接进入进料分布管中，实现渣油和蜡油分开，这样受液盘内的蜡油就自流到人字挡板上，实现渣油和蜡油分别进料。由于渣油直接进入到原料分布管中，提高分布管的强制喷淋，避免渣油被反压到集油箱中，同时减少雾沫夹带，可解决蜡油变黑残炭偏高的问题，其改造流程见图二。原料直接进入进料分布管图-2增设脱过热塔改造方案三：在焦炭塔与分馏塔之间增设脱过热塔，即将焦炭塔来的油气先进
5、脱过热塔，在脱过热塔中与原料进行换热，然后在与蜡油换热，换热后的油气再进入分馏塔，脱过热塔底油经辐射泵抽出后直接进入加热炉，原分馏塔蒸发段改为蜡油段，可提高蜡油段分离效果，减少柴油和蜡油叠合，即可以增加柴油收率，又可降低蜡油收率。通过增设脱过热塔，实现蒸发段扩经，可降低分馏塔蒸发段空塔气速，从而解决蜡油变黑残炭偏高问题，同时也可以改善催化原料品质，其工艺流程见图3。脱过热塔流程图-32、 炉-3火焰燃烧品质低的原因及对策在装置扩能改造过程中，对原炉-3进行了更新，新炉投用后出现了炉-3火焰燃烧品质低的问题，主要表现为火燃发黄发长发飘，燃烧无力，瓦斯消耗大，氧含量达到8%等问题。针对炉-3瓦斯燃
6、烧品质低的问题，我们进行了认真分析，首先发现瓦斯燃烧压力低，燃烧无力，后进一步分析和检查发现瓦斯燃烧器瓦斯喷嘴有问题。炉-3瓦斯喷头是由24个小孔组成，内外两圈，每圈各12个，总面积达到了301mm2，导致瓦斯压力低，燃烧无力。通过分析我们制定了改造方案，逐步减少孔数，经过反复实验，最后确定了改造方案，即将瓦斯喷头24个孔堵了16个，留了8个孔，瓦斯喷头的开孔面积由301mm2减少到100mm2，减少了2/3，具体改造是将内圈的12个孔全部堵死，外圈每隔2个孔堵一个。瓦斯喷头改造后瓦斯燃烧压力由原来的表打不起来上升到0.04MPa，瓦斯喷头改造后瓦斯燃烧有力，火焰燃烧品质提高，加热炉氧含量由8
7、%下降到3%，并实现加热炉氧含量自动控制，加热炉热效率由87%提高到90%以上，见图-4。加热炉瓦斯喷嘴示意图-4图-4中黑的表示孔已经堵上。3、 瓦斯凝缩油对分馏塔操作的影响装置扩能改造后，装置的低压瓦斯量也相应增大，导致全厂低压瓦斯过程，为了减少低压瓦斯，并根据抚顺石化公司的总体安排，公司新上了东气西输工程，即将焦化瓦斯提压后送三厂作燃烧，为此焦化又新上二台罗杆压缩机，将焦化瓦斯由0.06MPa提升到0.4MPa。由于焦化瓦斯是富气，又没有吸收稳定系统，瓦斯压缩后产生了一定量的凝缩油，这部分凝缩油同压缩后的瓦斯一起进入到高压瓦斯管网，造成瓦斯东气西输瓦斯管线堵塞，瓦斯西输困难。为了解决瓦斯
8、带凝缩油问题，确保瓦斯西输工作的顺利进行，必须将瓦斯中的凝缩油进行分离回收，为此我们进行了初步研究，决定将瓦斯凝缩油沉降收集并靠自压重新反压到分馏塔分馏塔顶空冷出口瓦斯线上，和分馏塔顶出来的瓦斯、汽油及酸性水一起进入到油水分离器内，使瓦斯压缩后形成的凝缩油随汽油一起送出装置，解决了瓦斯带油问题，确保了东气西输工作的顺利进行。4、 汽油带水对分馏塔操作的影响及对策由于瓦斯凝缩油被重新送到瓦斯、油、水分离器中，由于瓦斯凝缩油减压后有一部分凝缩油重新汽化变为瓦斯，瓦斯压缩后又形成凝缩油，造成部分组分得凝缩油越积越多。这部分凝缩油在瓦斯油水分离器、瓦斯压缩机和瓦斯脱液罐间大量循环，造成瓦斯油水分离器气
9、速增大，搅拌加剧，使得油水分离不好，界面模糊，这又造成汽油带水。为了降低汽油收率，焦化分馏塔顶一直在打汽油冷回流，由于汽油带水又造成分馏塔冲塔，对分馏塔的平稳操作影响较大，同时也对下游装置的造成一定影响。为了解决汽油带水问题，首先要停止瓦斯凝缩油向瓦斯油水分离器中排放，经过多方协调，经厂部研究决定送厂催化车间吸收稳定系统进行回收，目前设计工作基本完成，施工后可解决汽油带水问题。5、 掺炼催化油浆对装置生产的影响催化油浆主要是由环状烷烃和芳烃组成，可裂化性能低，再加上干点低，导致焦化反应深度降低，对产品结构影响较大，主要表现出汽柴油收率下降，蜡油和石油焦收率上升，所以要严格控制催化油浆的掺炼量。
10、6、 掺炼俄油对装置生产的影响随着掺炼俄油比例不断增加，焦化原料含硫相应增加，这些高硫原料对装置生产的影响也逐步表现出来，主要表现在产品含硫上升，特别是石油焦质量由1#A降为1#B，导致石油焦无法出厂造成焦场堵塞，影响了装置的正常生产。造成石油质量由1#A降为1#B的主要原因是石油焦的硫含量由0.35%左右上升到0.55%左右，随着掺炼俄油比例的进一步提高，石油焦硫含量还会进一步上升，到那时石油出厂问题将更加困难，目前没有什么太好的办法能解决石油焦含硫高的问题。三、 结束语目前装置生产的困难较大，以上问题还时常影响着装置的平稳操作，其中分馏塔蒸发段气速过大是装置生产的瓶径，为了降低蒸发段气速，被迫将分馏塔操作压力控制在150KPa左右维持生产，针对以上问题进行的装置改造的准备工作正在进行，待装置检修时实施技术改造，改造后装置的生产和操作将明显改善。
