延遲焦化裝置長期運轉過程中的狀況和處理方案

＊劉宇麟 牟健健 路騫

（中國石油化工股份有限公司濟南分公司 山東 250000）

延遲焦化裝置長期運轉過程中的狀況和處理方案

＊劉宇麟 牟健健 路騫

（中國石油化工股份有限公司濟南分公司 山東 250000）

針對現有的延遲焦化原料生產大多重視數量而忽略質量，使得加熱爐，焦炭塔，大氣油管線和分餾塔等裝置容易引發很多問題，本文主要針對加熱爐和焦炭塔存在的故障進行分析并且提出了相應的處理方案。實驗結果表明，本文研究的針對延遲焦化裝置長期運轉過程中的問題處理方案能夠有效解決在運轉過程中出現的狀況。

延遲焦化；加熱爐；焦炭塔；大氣油管線；分餾塔

1.引言

含硫原油處理的主要部分是含硫渣油模塊處理，延遲焦化設備則是加工渣油的重要設備，根據資料表明，美聯邦35個大型企業中包含91個煉油企業，延遲焦化加工實例占據能夠完成蒸餾操作的13.5%，占據二次加工能力的23.5%；國內石油加工企業延遲加工完成度占據蒸餾能力的8.2%左右，占據整體加工實力的18.3%，世界排名第二。焦化操作過程中，當加熱到一定溫度值，在焦炭塔的內部產生熱裂解以及縮合反應，并且隨著延遲焦化裝置長期使用以及裝置處理數量不斷增加，焦炭塔泡沫層級和安全生產的矛盾更加嚴重，隨之而來的延遲焦化裝置問題頻發，使得焦化裝置的安全，穩定以及長期運行帶來一定的困難。

2.加熱爐裝置常見問題和處理方案

(1)加熱爐裝置常見問題

含硫渣油余留炭量大，容易引發加熱爐的爐管結焦狀況，而加熱爐裝置是延遲焦化裝置的核心裝備，因而，長時間生產運轉的關鍵策略在于預防爐管結焦，并且延長加熱爐裝置的運轉時間，結焦能夠使得管壁的溫度極速上漲，增大加熱爐管內部的壓力，并且增大爐管內部的腐蝕以及高溫氧化程度，由于加熱爐管裝置僅能被迫停爐之后進行燒焦。若爐管內部通過多次燒焦之后，內部光潔程度削弱，并且渣油的結焦程度提升，使得燒焦時間縮短對加熱爐管的使用時間產生作用。

(2)加熱爐裝置常見問題的處理方案

①增大循環比。科研人員針對延遲焦化加熱爐體的輻射進料結焦狀況進行深入分析，采用向輻射原料中增加芳烴催化裂化油類的方式實現循環比增加，進而減少輻射進料之中的瀝青物質含量，提升輻射進料中芳烴和瀝青的比例并且改變原料的屬性。

②保證爐膛溫度達標。在裝置正常運轉的過程中，需要嚴格控制并且保證爐膛溫度值的科學范圍，若發生緊急狀況時則需要提升注水以及注汽量，保障爐管溫度結果不超出標準結果，此外，需要嚴格保證溫度值以及火焰高度值在爐膛高度值的三分之一左右，禁止火焰和燃燒爐管直接接觸，避免爐管壁的溫度值過高。下表給出爐管注汽位置和注汽量變化情況：

表1 爐管注汽位置和注汽量變化情況

③雙點二次注水方式。國內科研者研究了針對輻射室爐管的雙點二次注水方式，該方式占據全部注水量15%軟化水由輻射進料入口進入爐管，用作減少裂化產物的分壓值，便于渣油的重組分實現裂化反應。占據整體注水量91%的軟化水能夠從轉油管道入口進入到爐管裝置中用以提升渣油縮合化學反應加熱過程的流速。此技術在很多廠家均得到實際應用，并且有效提升了加熱爐裝置的處理功能。

④改進原料。原料屬性是保障加熱爐體正常工作的標準。以某延遲焦化裝置處理含硫渣油為案例，其原料組成成分和瀝青（渣油瀝青）接近，加工時間僅為五到七天左右，兩臺加熱爐的爐管表明溫度升高，通過測試發現爐壁溫度都在660度以上。燒焦操作之后，原料仍然不能夠改變，兩周后陸續發生結焦狀況，因而，延遲焦化裝置處理含硫渣油存在制約。

⑤溶劑脫瀝青。溶劑脫瀝青裝置便于完成高硫處理，高重金屬原油獲得渣油，由于其劣質化采用溶劑脫瀝青以及重油催化劣化操作獲得瀝青油的質量不高。針對處理含硫渣油整體狀況差的問題，溶劑脫瀝青裝置往往選取正丁烷以及異丁烷混合實現溶劑脫瀝青到延遲焦化再到重油催化裂化的組合技藝。

(3)結論

本章主要給出延遲焦化裝置中的加熱爐常見問題和處理方案，首先分析了加熱爐裝置常見問題，進而給出加熱爐裝置常見問題的處理方案，包括：增大循環比，保證爐膛溫度達標，雙點二次注水方式，改進原料和溶劑脫瀝青。

3.分餾塔頂端循環結鹽狀況和處理方案

(1)分餾塔頂端循環結鹽狀況

基于焦化操作原料中包含大量的氯化物和氯鹽等，并且在采油中容易受到采油輔助溶劑和常減壓裝置等脫鹽狀況的不確定因素作用，因而分餾塔的塔頂很容易產生結鹽狀況，分餾塔頂端循環系統結鹽狀況容易導致汽油的干點較高，分餾塔沖塔狀況產生，由于分餾塔頂端泵易被抽空，因而密封部分容易被撕開會，對整個延遲焦化裝置長時間安全運行產生不利的作用。

(2)測控汽油干點

完成分頂循環油的分流，減慢分餾塔塔盤的結鹽速率，延伸分餾塔塔頂裝置的持續運轉時間。

(3)調節分餾塔的熱匹配狀況

調節分餾塔各個部分的熱匹配狀況，適當地增加塔頂端的負荷，保證分餾塔頂循環和回流操作，使得分餾塔頂溫度值大于水蒸氣凝結的溫度值，避免鹽類的溢出，減緩分餾塔頂端循環和結鹽狀況。

(4)增加結鹽控制溶劑

焦化設備在實現分餾塔水洗操作之后，向分餾塔頂部循環泵入口不斷加入一種不容易揮發的結鹽控制溶劑，防范鹽類在分餾塔內部聚集。若此鹽控制溶劑進入到分餾塔內部之后則會重新組合分方向從分餾塔的下方流走。整個過程中，分餾塔中的鹽類沉積物質逐步被結鹽控制溶劑所浸泡和濕潤，能夠在金屬表層構成有效的結合。

(5)結論

本章主要分析了分餾塔頂端循環結鹽狀況和處理方案，首先給出分餾塔頂端循環結鹽狀況產生原因，并給出處理方案，包含測控汽油干點，調節分餾塔的熱匹配狀況，增加結鹽控制溶劑和調節方案。

4.彈丸焦狀況產生和處理方案

(1)彈丸焦狀況產生

彈丸焦狀況是焦化生產中不希望獲得的產品，彈丸焦的產生具有嚴重的危害。當焦炭塔給水模塊出現冷焦時，生焦孔很容易產生堵塞狀況，使得給水發生困難，當防水過程時，彈丸焦堵塞均衡時，水則很難放出，使得焦炭塔自動底蓋裝置存在上方壓力大的狀況，不易打開，進而擾亂生焦周期。拆卸底蓋部分時，由于焦炭塌方狀況對操作的人員安全帶來危機，使得轉孔和除焦過程中，焦炭塌陷損壞轉頭以及鉆桿，并且不能夠實現除焦操作。

(2)去焦炭塔操作

研究人員發現，對彈丸焦產生的主要因子在于原料屬性和構成，通過降低反應溫度結果，提升反應壓力值，減小循環比值，在超稠原料油中分離一部分輕餾之后再完成去焦炭塔操作能夠有效防止彈丸焦的產生。

(3)設定參量

在實踐操作中，當延遲焦化裝置在焦炭塔內部氣流速率低于18mm每秒時，反應溫度在501到508攝氏度之間，反應壓力結果則介于180Kpa到280Kpa之間，循環比的結果則在0.6到0.8之間。

(4)結論

本章主要分析了彈丸焦狀況產生和處理方案，首先研究了彈丸焦狀況產生原因，進而給出彈丸焦狀況的處理方案，包括去焦炭塔操作和設定參量兩種方式。

5.焦炭塔的大氣管線存在障礙和處理方案

(1)焦炭塔的大氣管線存在的障礙

處理含硫渣油時，焦炭塔泡沫層級通常較高并且易于攜帶使得大油管線系統結焦，大油氣管線的結焦狀況在國內同類型裝置中較為常見。大油氣管線的結焦狀況加深則使得焦炭塔頂的壓力值上升，熱電偶掛焦成都嚴重。因而處理大氣管線結焦成為拉升延遲焦化裝置運轉時間的重要步驟。

(2)控制泡沫層級的高度部分

實驗研究表明，加工含硫渣油的泡沫層級高度需要高于加工低硫渣油的兩米之上，若焦炭塔的生焦高達一定程度時，基于氣速較高，大量油氣在焦炭塔內部生成泡沫，并且大量油氣攜帶焦粉，融入到大油氣管線以及分餾塔裝置中。此外，一部分焦粉容易貼在大油氣管道壁部分產生裂解作用并且形成焦炭。

(3)采用消泡劑處理方法

為處理泡沫焦的攜帶作用，中國很多煉油企業選取消泡劑的方法去除焦炭塔內部的泡沫，為了處理泡沫的生成則應當將消泡劑增加在輻射加熱爐體周圍和四周開通的部分。

(4)結論

本章主要研究了焦炭塔的大氣管線存在障礙和處理方案，首先分析了焦炭塔的大氣管線存在的相關障礙，并給出相應的處理方案，包括急冷油注入點方位的改進，控制泡沫層級的高度部分，采用消泡劑處理方法和生焦高度極限結果的測控。

6.本文總結

本文主要研究加熱爐裝置常見問題和處理方案，首先分析了加熱爐裝置常見問題，并給出加熱爐裝置常見問題的處理方案，包含改進原料，溶劑脫瀝青，溶劑脫瀝青結合重油催化裂化技巧，溶劑脫瀝青-延長焦化-重油催化裂化加工模式，采用適合的加熱爐爐管外圍熱強度以及減少循環比值并且調整加熱爐體的負載。進而分析了焦炭塔的大氣管線存在的障礙，并給出急冷油注入點方位的改進，控制泡沫層級的高度部分，采用消泡劑處理方法以及生焦高度極限結果測控。

劉宇麟（1990～），男，中國石油化工股份有限公司濟南分公司，研究方向：中石化工程。

牟健健（1985～），男，中國石油化工股份有限公司濟南分公司，研究方向：中石化工程。

路騫（1988～）,男，中國石油化工股份有限公司濟南分公司，研究方向：中石化工程。

(責任編輯 王恒)

Condition and Processing Scheme for the Delayed Coking Device in the Longterm Operation Process

Liu Yulin, Mu Jianjian, Lu Qian

（Ji’nan Branch, China Petroleum and Chemical Corporation, Shandong, 250000）

In view of the problem that most of the existing delayed coking raw material production pay more attention to the quantity rather than quality, which makes the devices of heating furnace, coke drum, air-petroleum pipeline and fractionating etc. be easy to cause many problems. In this article, mainly aiming at the existing malfunctions of heating furnace and coke tower, it makes analysis and also puts forwards the corresponding processing scheme. The experimental results show that, this paper studies the processing scheme for the problems in the process of long-term operation of delayed coking device, which can effectively solve the emerging problems in the operation process.

delayed coking；heating furnace；coke drum；air-petroleum pipeline；fractionating

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