裂解爐加氫尾油優化運行模式探索

徐滬姿 宋友國 周 春 勞嫣萍

(中國石化上海石油化工股份有限公司烯烴部，上海 200540)

隨著生產規模的持續擴大，加氫尾油也更廣泛地用作乙烯裂解原料。加氫尾油是乙烯裝置較好的裂解原料，飽和烴質量分數高達96.8%以上，芳烴質量分數小于1%，硫、氮、金屬等雜質含量低。加氫尾油的質量對乙烯裂解裝置的高附收率和裝置穩定運行具有重要影響。目前中國石化上海石油化工股份有限公司(以下簡稱上海石化)乙烯裝置所使用的加氫尾油分為中壓加氫尾油和高壓加氫尾油，其質量不同，造成裂解深度不能同時顧及。針對這一情況，提出將中壓加氫尾油和高壓加氫尾油分儲分煉，確保兩種尾油得到不同的裂解深度。

1 加氫尾油的來源及存在的問題

1.1 加氫尾油的來源

上海石化加氫尾油原料主要來源是該公司芳烴部高壓加氫裂化裝置的高壓加氫尾油和煉油部中壓加氫裂化裝置的中壓加氫尾油，經混合后送到乙烯裝置作裂解原料。

1.1.1 中壓加氫尾油的來源

常減壓裝置的減壓蠟油(原料)進入中壓加氫裝置，原料油與循環氫混合，再與反應產物換熱，后進入到加氫精制反應器，精制反應產物再進入加氫裂化反應器。在加氫精制和裂化反應器中，混氫原料油在催化劑作用下，進行脫硫、脫氮、脫氧、烯烴飽和、芳烴飽和及裂化等反應，反應產物經與混氫原料和脫丁烷塔進料換熱，進入到冷高壓分離器。反應產物在冷高壓分離器中進行氣、油、水三相分離，后進入脫丁烷塔，脫丁烷塔底油經分餾進料加熱爐升溫后進入產品分餾塔。分餾塔頂分出輕石腦油、重石腦油和柴油產品送出裝置，加氫尾油自分餾塔底分出。

中壓加氫尾油的質量分析數據見表1。

表1 中壓加氫尾油分析數據

1.1.2 高壓加氫尾油的來源

高壓加氫裂化裝置中的尾油來自于減壓分餾塔塔底，分餾塔塔底用分餾塔底重沸爐供熱。分餾塔塔底分二路，一路由重沸爐循環泵升壓后，須加熱后返回分餾塔塔底；另一路塔底油在液體控制下，由該增壓泵增壓后送出裝置。

高壓加氫尾油的質量分析數據見表2。

表2 高壓加氫尾油分析數據

1.1.3 中壓和高壓加氫尾油混合投用

中壓加氫尾油的鏈烷烴質量分數均值為49.75%，BMCI均值為11.1；高壓加氫尾油的鏈烷烴質量分數均值為61.97%，BMCI均值為10.4，二者之間的品質存在一定的差異。混合后的鏈烷烴質量分數均值為59.36%，BMCI均值為10.7(見表3)。

1.2 加氫尾油目前存在的問題

1.2.1 爐管腐蝕

剛使用就發現爐管焊縫有腐蝕，且腐蝕速度非常快，有些爐子投用加氫尾油2～3 d就發生腐蝕穿孔。

1.2.2 裂解深度不夠

目前，裝置所用的加氫尾油是中壓加氫和高壓加氫混合后的加氫尾油，裂解深度不能同時顧及，不但影響了裝置的高負荷運行和高附收率，還影響了裂解爐的運行周期。

1.2.3 儲罐液面不易控制

FB-1301/1322液面無法控制。FB-1301的液面采用自動控制，當液面上升時，調節閥自動關?。粺捰筒恐袎杭託溲b置汽提塔C-6202的液面也采用自動控制，當液面上升時調節閥自動全開，造成中壓加氫尾油輸送管道內壓力波動，導致液面無法控制；FB-1322的液面控制采用的是手動控制閥，沒有自動控制調節閥，液面無法控制。

針對以上問題，對裂解爐加氫尾油運行模式的優化進行探索。

2 優化模式探索

在乙烯裂解原料的選擇過程中，要求原料餾程短、切割過程單一，而中壓加氫尾油和高壓加氫尾油來自不同裝置的不同工藝，其餾程等參數相差較大。裂解原料鏈烷烴的質量分數可以表征乙烯和重質原料的收率，一般越低越好，由于高壓加氫尾油的鏈烷烴質量分數明顯高于中壓加氫尾油，并且BMCI也較低，說明高壓加氫尾油的收率偏高。但是兩者混合后鏈烷烴質量分數明顯低于單一的高壓加氫尾油，說明混合后的原料收率有所降低。因此將兩種加氫尾油混合在一起，無法體現各種原料性質的最佳化，影響了原料的最佳收率點。同時，由于加氫尾油作為一種二次加工油，具有氫質量分數高、不飽和烯烴質量分數低等特點，乙烯、丙烯和丁二烯等目的產品的收率較高，因而是較好的裂解原料。但是近年來隨著減壓深拔技術的應用以及市場的原因，加氫尾油的性質逐漸變差，表現為餾程變寬、初餾點降低、終餾點提高、BMCI變大、氫質量分數降低、裂解性能變差。主要體現在中壓加氫尾油由于加工工藝的原因，終餾點較高、組分較重、容易結焦，影響爐管的運行壽命。

通過數據收集和比對，提出將中壓加氫尾油和高壓加氫尾油進行分儲分煉的優化模式，以確保兩種尾油得到不同程度的裂解深度，既保證了裝置的高負荷運行，又延長了投用高壓加氫尾油的裂解爐的運行周期，同時還提高了裝置的高附收率。

2017年10月，對FB-1301和FB-1322兩個尾油罐的進料流程進行修改，將煉油部中壓加氫尾油直送FB-1301罐，芳烴部高壓加氫尾油經儲運部送FB-1322罐，進行分儲分煉投用。加氫尾油分儲分煉流程見圖1(圖中實線為中壓加氫尾油，虛線為高壓加氫尾油)。

由于裂解爐深度控制的離線模型尚未建立，一般依靠SPYRO分析軟件進行離線的最佳深度點的找尋。

圖1 加氫尾油分儲分煉流程

3 實施效果及效益分析

3.1 實施效果

分儲分煉模式實施后，3臺裂解爐(BA-101，106，110)實現了高壓加氫尾油的直投，解決了原先所有加氫尾油必須在進行投用石腦油達到3天以上后再投用的缺陷。截止到2018年6月，裂解爐的爐管運行正常。

(1)原本由于裂解爐頻繁改料，爐出口溫度波動以及爐管內物料不均衡，極易導致爐管結焦和裂解爐的運行不穩定，大大縮短裂解爐的運行周期。加氫尾油分儲分煉后減少了裂解爐的原料切換次數，即高壓加氫尾油不需要石腦油鍍膜，對GK-VI裂解爐的穩定操作有較大意義。

(2)常壓中油可以作為補充原料直接補充進入FB-1322，與高壓加氫尾油混合，可以進一步優化整體爐群的原料平衡，為即將實施的乙烯流程優化做了基礎性的工作。

3.2 原料優化的效益分析

兩種加氫尾油和混合加氫尾油通過SPYRO分析的裂解深度情況如表4所示。

由于裂解爐的深度控制的離線模型未建立，一般依靠SPYRO分析軟件進行離線的最佳深度點的找尋。目前裂解爐加氫尾油裂解深度為793～803 ℃，分儲分煉后，高壓加氫尾油裂解深度調整為805～815 ℃，中壓加氫尾油裂解深度維持790～800 ℃，根據裂解氣在線儀分析數據再行調整至最佳裂解深度。

4 結語

綜上所述，采用加氫尾油的分儲分煉模式，進一步提高了乙烯裝置的高附收率，延長了裂解爐的運行周期，達到了預期的效果，同時仍存在一些問題，如加氫尾油儲存罐無法自動控制液面，投用中壓加氫尾油后裂解爐廢鍋溫度上升過快等，還需進一步推進兩種加氫尾油的裂解性能評價工作，獲取物料的最佳裂解深度。