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1、焦化生产运行分析及改进建议何军（独山子石化公司炼油厂延迟焦化车间）摘要：本文分析讨论了独山子石化公司炼油厂延迟焦化装置生产运行中存在的问题，提出了相应的改进建议，以期提高装置运行的经济性、平稳性、可靠性和自控水平。关键词：延迟焦化，技术改造，工艺优化前言独山子石化公司炼油厂北焦化装置于1989年11月建成，1990年3月投料试车成功，装置设计加工能力60万吨/年。主要加工减压渣油，掺炼3040%的丙烷脱油沥青、610%的催化油浆，有时回炼部分污油和糠醛抽出油。装置自建成以来没有进行大的改造，近几年增加了富气压缩机，加热炉系统进行了扩能改造，目前装置加工能力可达到75万吨/年。2007年装置首次
2、实现了3年一修，平稳运行38个月，期间只进行了两次烧焦，创历史最好水平。由于装置今后定位不明朗，装置技术更新非常缓慢，硬件投入严重不足，本文将对装置生产运行中暴露出的问题进行分析和探讨，并提出改进意见。 1 装置运行中暴露出的问题及改进建议1.1 蜡油、柴油重叠度高装置蜡油、柴油质量分析见表-1，蜡油365馏出量平均值为27.29ml，柴油干点与蜡油初馏点重叠度平均值为100.2，柴油、蜡油间分馏效果非常差。表-1 蜡油、柴油质量分析取样日期时间蜡油柴油柴、蜡油重叠，初馏点，365馏出量，ml残炭，初馏点，干点，2007/10/143：0024125.00.51172.534710611:00
3、250.527.50.49175.534897.519:00247.527.50.5517334597.52007/10/153：0025327.00.371753469311:0024327.00.4818235010719:00247.5280.45181.5348.51012007/10/163：00246.5290.4317834699.5平均值24727.290.47176.79347.21100.2解决办法：装置现有柴油汽提塔一座，实际柴油与汽油和去柴油加氢精制，没有汽提的必要，可以考虑将柴油汽提塔改为蜡油汽提塔，减少柴油、蜡油重叠度，增产柴油，保守估算若能将蜡油365馏出量减少1
4、0ml，能提高柴油收率3%，按内部核算加，柴油、蜡油价差1000元，年增效1900万元以上。1.2 采用柴油作为急冷油运行不经济、不合理装置目前采用柴油作为焦炭塔馏出线急冷油。一方面柴油再此温度下会进一步裂解，最终增加汽油、气体的产率，效益上不划算；另一方面，大部分未发生反应的柴油再装置内循环，对装置的运行很不利。装置目前运行中有一个比较大的问题是柴油冷却负荷过大，冷后温度有时接近100，进罐后也不符合安全要求；再者，柴油自分馏塔抽出温度在220左右，其热量作为生产1.0MPa蒸汽使用，因系统蒸汽背压较高，实际产汽压力在1.2MPa以上，其饱和温度为190.7，故柴油作为热源产汽效率不高。解决
5、办法：将急冷油改为中段循环油，从装置实际情况出发，中段循环抽出温度一般在280290，温位较高，有利于热量回收。另外，柴油内部循环量减少15吨/小时左右，可以减少柴油的冷却负荷降减少35-40%，可以解决装置柴油冷却的问题，同时缓解装置循环水不够用的矛盾。为了进一步增加产汽量，可以关闭柴油下回流，用中段控制柴油质量，增加中段回流量。1.3 加热炉控制不稳定，炉温波动大装置加热炉为老式的单面辐射横管卧式炉，同一台加热炉内两侧的炉管分支出口温度及辐射流量有各自的控制系统。分支出口温度分别与各自的炉膛温度串级调节，实际操作中两侧炉膛温度均受对面一侧的火焰影响，控制难度非常大，炉膛及炉出口温度波动非常
6、大，对炉管外表面碳化现象严重，2007年8月份大修期间共更换7根Cr5Mo炉管，均因为炉管外壁碳化所致，严重的部位碳化层厚度在5mm左右。解决办法：增加辐射室内两侧隔离挡墙高度，防止两边火焰互相干扰；更换先进的燃烧器，采用扁平火焰低NOx的燃烧器，炉膛温度测温点降低至炉膛中部（扁平火焰低NOx的燃烧器，火焰很短，目前炉膛温度测温点在辐射室靠顶部，测温会非常不灵敏，不能真实、及时的反馈瓦斯量变化的影响，不利于控制）。加热炉炉管逐步更新为Cr9Mo，提高炉管耐温能力；增加炉管表面热电偶，实时监控炉管表面温度，指导生产操作，提高装置安稳长运行水平。1.4 增加4.0MPa蒸汽装置目前无4.0MPa蒸
7、汽系统。炉管采用注除盐水方式，注水量在2.03.0%。除盐水自系统来，先进常压罐V-23，然后经高速泵增压至4.0MPa，加热到230左右，分两级注入到辐射炉管的第1根和第10根炉管。采取注除盐水的方式，一是增加了加热炉热负荷，制约了装置处理量的提高；二是，高速泵运行维护难度大；另外，目前这种注水方式一旦装置停电，炉管内的介质就被闷在炉管内，而且加热炉也没有自保连锁，炉管结焦情况根本没有缓解措施。解决办法：增加4.0MPa蒸汽系统。一旦装置停电，系统蒸汽仍然能继续注入，缓解炉管结焦；同时考虑减少炉管注汽量，在保证炉管流速的条件下，尽可能采用小的注汽量，控制在11.5%是可能的，可以减少加热炉热
8、负荷大约145.7104kcal，降低能耗1.2kg标油/t原料。可以考虑小量吹汽时采用4.0MPa蒸汽，降低焦炭挥发份，装置目前小吹汽采取1.0MPa的蒸汽，焦炭挥发份11-13%。资料显示石油焦的挥发份主要是由换塔前7小时进料的反应程度决定的。因此换塔后的12小时内，要尽可能维持焦炭塔内的高温环境，确保反应能尽可能地进行完全，以降低焦炭的挥发份。因此，小吹汽时采用4.0MPa的蒸汽可以有效降低装置焦炭的挥发份。对流室的注水管可以考虑改为加热新鲜原料，装置目前新鲜原料出对流温度较低，只有310320，回炼污油进对流时温度在300左右，对分馏塔蒸发段温度影响大，辐射进料温度低，循环比增加。1.
9、5 辐射泵选型与现有操作条件不匹配目前车间辐射进料泵为两台David Brown六级叶轮的电动离心泵，扬程500m，额定流量166.3 m3/h，分别配备235kw的进口电机和280kw的国产电机。实际运行中因装置扩能后实际加工量能达到2200t/d，循环比一般在0.5左右，辐射泵的流量不够，而且大加工量时235kw的电机电流超负荷，夏季电机温度高达100。另外，辐射进料控制阀后压力在2.02.2MPa，而机泵出口压力在3.63.9MPa，机泵扬程过剩较多。2002年装置曾经配置过一台235kw的高压变频器，以解决扬程过高的问题，因降低扬程后流量满足不了需求而被迫停用，至今闲置。改造建议：重新
10、选定扬程350m，流量200 m3/h的机泵，更新一台，235kw的电机完全可以匹配，泵效率不变的情况下，电机负荷能富裕17%，可以安装闲置的高压变频器，起到节能降耗的作用。现有的情况下如果不换泵，可以考虑将泵的级数减少2级，估算扬程将达到333m，可以缓解机泵电机超负荷的矛盾，节能效果也比较显著。1.6 增加变频设施,改善控制,减少电耗装置有些部位因运行的特点非常适合使用变频器，不仅节电，对设备的长周期运行,操作的控制非常有好处。泵-17是装置的冷焦水泵，扬程105m，流量200m3/h，配110kw电机，水击和小量给水时需要的水量在250t/h，冬季冷焦系统防冻也需要一直启用泵-17，流量
11、控制在50t/h就应该能满足需要。建议安装变频器，在DCS中组态设流量控制，将非常便于冷焦、防冻控制，经测算年节电35104kwh以上,年效益10.85万元，一年完全能够回收投资。冷-7是装置冷焦放空系统的空冷器，共计4片空冷器，每组3台15kw的风机，共计12台。操作中风机开的少冷却温度高，造成低压瓦斯罐带液、带水，直接影响到储运系统安全运行；风机开的多，冬季空冷管束冻凝，对安全生产影响大。为了规范操作，车间制定了严格的控制指标，目前操作中只能用风机的开启台数来控制冷却温度，每开停一台相当于两位式的控制，温度波动非常大，空冷防冻压力也非常大。虽然在车间不是一个主要的操作，但冬季生产时非常耗费
12、班组的精力，不利于车间安稳生产。建议安装8台变频器，夏季每片空冷安装2台，冬季集中安装在投用的两片空冷，每组3个。在DCS中组态，将风机转速与空冷出口温度串级控制，提高自控水平，减轻职工劳动强度。1.7 冷焦、暖塔过程的热量没有利用冷焦过程改高温放空后，高温油气、蒸汽通过冷却塔塔-5的回流油冷却，回流油热量由冷-5、6冷却水箱取走热量。暖塔时，新塔的热油也通过冷-5、6冷却后外送。这部分热量没有利用，冷-5、6冷却过程还造成大量的新水被蒸发掉。改放空初期油气、蒸汽温度高达390，新塔预热后期油温高达360，能量浪费非常严重。改造建议：增加一台蒸发器，与装置现有的发-1产汽合并，供7米、12米汽
13、封、扫线、试压试用，并于1.0MPa系统蒸汽间隔里开，可将蒸汽压力适当设低，考虑设置在0.6MPa，若产汽量过剩自动憋压至1.2MPa，并入系统，若产汽量不够，由系统补入。最好能够全厂优化考虑增加0.40.6MPa系统蒸汽管网。1.8 封油系统不合理装置的封油由自产蜡油提供，靠蹩蜡油外放控制封油压力，封油压力波动大，对辐射泵运行不利，风险非常大。开停工时封油为馏份油，从馏份油罐经蜡油外放倒回容-6，再经泵-14增压。因容-6没有液位控制，需要派专人现场监控调节，经常发生满罐跑油事件，若液面太低会造成封油中断，危害很大。改造建议：辐射泵大盖冷却用蜡油和封油系统分开，单独从蜡油外放引回，进蜡油泵入
14、口。封油从蜡油外放引到开停工时使用的封油罐容-6，容-6增加液位控制系统，封油泵增加一台，一开一备，提高封油系统的控制稳定性，提高操作可靠性。蜡油不用在外放蹩压，可以考虑蜡油泵增设变频器，蜡油泵出口压力降低后，新塔预热产生的热油可以考虑直接打入蜡油泵出口，和蜡油一块进冷换系统产汽。1.9 采用堵焦阀预热装置新塔预热采用有堵焦阀工艺，操作复杂，增加职工的劳动强度，堵焦阀的操作维护难度大，汽封耗汽浪费能量。建议改为无堵焦阀工艺。1.10 焦炭塔材质不合适装置有4座焦炭塔，其中两座材质为20g，已使用17年，按照现有的规范，20g不适合焦炭塔的使用条件，主要是耐温不够。应考虑更换为14Cr1MoR。
15、1.11 含硫污水乳化严重装置分馏塔顶冷凝下来的含硫污水乳化严重，油含量在500ppm左右，有时高达1000ppm以上，对单塔汽提操作影响较大。虽然现在有容-7作为沉降罐，但因容积较小，基本上没有效果。建议焦化装置或单塔汽提装置增加一个大的沉降罐，满足乳化水沉降分离的要求。2 结论独山子石化公司炼油厂延迟焦化装置自建成以来投资改造较少，装置生产运行中存在的问题较多，经过分析可知，花费少量的投资，进行适当的技术改造，将大大提升装置运行的经济性、平稳性、可靠性和自控水平。而且，近年来延迟焦化技术发展很快，今后可以考虑增加工艺连锁自保，焦炭塔系统增设自动顶盖机、自动底盖机，高温易结焦部位使用进口高温球阀，四通阀更换为进口电动阀。
