煉化乙烯裝置減粘塔系統(tǒng)運行問題分析與改進(jìn)措施

符吉利(海南太平洋石油實業(yè)股份有限公司，海南 三亞 572000)

0 引言

為控制汽油分餾塔塔釜運行不穩(wěn)定和解決焦塊堵死裂解燃料油管線的問題，停工期間，鎮(zhèn)海乙烯減粘塔以及急冷器切出檢查，并在減粘塔底部抽出口增加防焦過濾罩，成功的解決減粘塔運行不穩(wěn)定的問題。下文將對此減粘塔的運行狀況和存在的問題進(jìn)行分析 ,并提出了可行改進(jìn)措施。

1 鎮(zhèn)海乙烯急冷油減粘塔運行狀態(tài)及存在問題

1.1 急冷油減粘塔工藝流程

中國石化鎮(zhèn)海石化股份有限公司新建的100wt/乙烯裝置采用了減粘塔減粘的技術(shù)。其工藝流程圖如圖1所示。

急冷油來自急冷塔(DA-151)塔釜，經(jīng)過濾器(FD-152)過濾后，在調(diào)節(jié)閥(TIC-15010)的控制下，經(jīng)過混合器(HB-151)注入減粘塔(DA-153)上部，然后用從乙烷裂解爐出來的循環(huán)乙烷裂解氣對其汽提。汽提出的輕質(zhì)物料進(jìn)入減粘塔塔底，達(dá)到為急冷油減粘的目的。塔內(nèi)部的液體自上而下流到下段，通過調(diào)節(jié)閥(FIC-15005)控制中壓蒸汽再次進(jìn)行汽提，汽提出的輕質(zhì)物料的蒸汽送回急冷塔塔底。減粘塔塔釜的裂解燃料油產(chǎn)品經(jīng)輸送泵(GA-154A/B)外送。經(jīng)裂解燃料油冷卻器(EA-155A/B)用急冷水冷卻到80℃后，送往裂解燃料油貯罐區(qū)。

這種急冷油減粘工藝首先由公司S&W研究開發(fā)，經(jīng)過幾年的發(fā)展，已形成比較成熟的種減粘工藝，國內(nèi)很多在建的乙烯裝置都采用此種技術(shù)，以下是該型急冷油減粘塔工藝的優(yōu)缺點(見表1)。

表1 減粘塔系統(tǒng)技術(shù)特點

1.2 減粘塔投用后的運行狀況

鎮(zhèn)海乙烯開車成功后，減粘塔接收來自乙烷裂解爐的裂解氣進(jìn)行急冷油減粘操作。運行半年期間，減粘塔運行狀況不穩(wěn)定，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

(1)裂解燃料油的粘度過大。主要表現(xiàn)為減粘塔釜裂解燃料油的粘度高，導(dǎo)致返回急冷塔的裂解燃料油流量調(diào)節(jié)閥結(jié)焦，調(diào)節(jié)失靈。

圖1 急冷油減粘塔工藝流程

(2)減粘塔塔釜結(jié)焦物過多。2010年8月25日和10月8日，因PFO產(chǎn)品泵GA-154A/B入口管線及過濾器堵，造成PFO產(chǎn)品泵抽空和減粘塔液位急速上升，為維持減粘塔的運行，一方面通過打開減粘塔至FA-155排放線，將PFO適當(dāng)排至FA-155，以便控制塔釜液位。另一方面BA-101爐富乙烷氣退出、循環(huán)丙烷退至BA-102爐，降低乙烷裂解爐的負(fù)荷。由于焦物過多導(dǎo)致EA-154切換、清理的頻繁，嚴(yán)重影響減粘塔的平穩(wěn)運行。

12月12日，停工消缺打開DA-153倒空清理過程中，發(fā)現(xiàn)在其塔釜中積存了大量質(zhì)地較硬的焦塊(見圖2)，塔底引出線結(jié)焦嚴(yán)重(見圖3)，阻塞了GA-154 A/B入口過濾器的管道，導(dǎo)致其無法穩(wěn)定運行。急冷器HB-151四只急冷油噴嘴拆開檢查正常，但急冷器內(nèi)壁有部分掛焦。

圖2 減粘塔塔釜焦塊

圖3 減粘塔塔底部排放管線

2 影響減粘塔系統(tǒng)穩(wěn)定運行的原因分析

2.1 工藝系統(tǒng)問題

(1)乙烷裂解爐運行不平穩(wěn)。裝置開車早期，因系統(tǒng)運行不平穩(wěn)、COT控制不當(dāng)?shù)仍颍瑢?dǎo)致乙烷爐爐管管壁焦層脫落，帶入減粘塔，并在塔內(nèi)進(jìn)一步聚合，形成較大的聚合物。

(2)急冷油進(jìn)料中焦物較多。急冷油中的聚合物進(jìn)入減粘塔，成為結(jié)焦母體，進(jìn)而造成塔內(nèi)結(jié)焦。

(3)減粘塔工藝參數(shù)控制不穩(wěn)定，達(dá)不到設(shè)計值(見表2)。

表2 減粘塔各運行參數(shù)設(shè)計值與實際值的比較

2.2 設(shè)備問題

(1)配管布局不當(dāng)，使得形成的焦粒不易排出。因在減粘塔塔釜排出管線配管過長，而且都是垂直水平方位安裝，彎頭設(shè)置過多(見圖4)，管徑尺寸不合理，容易積累焦粒，進(jìn)而形成較大焦塊，阻塞管線，阻擋燃料油流入過濾器(FD-154),導(dǎo)致GA-154抽空，減粘塔無法正常運行。

圖4 減粘塔塔釜引出的PFO過濾器入口管線

(2)急冷器HB-151水平布置，不利于MS防焦汽均勻注入，噴嘴易被膠粒堵死，而且由于重力和防焦噴嘴布局的原因，由乙烷爐和急冷油帶來的焦塊會在此噴嘴出口處掛焦，形成結(jié)焦母體，進(jìn)而發(fā)展成大塊焦塊，然后隨著急冷油進(jìn)入減粘塔。

3 針對分析結(jié)果建議改進(jìn)措施

(1)提高乙烷裂解爐運行的穩(wěn)定性。優(yōu)化乙烷裂解爐的操作，使其操作負(fù)荷、裂解爐出口溫度(COT)及超高壓蒸汽(SS)溫度控制在工藝操作參數(shù)范圍內(nèi)，以保證減粘塔的穩(wěn)定進(jìn)料，減小粘度控制系統(tǒng)的大幅度波動。

(2)加大過濾器排油頻次。由于急冷油經(jīng)過濾器之后進(jìn)入減粘塔，急冷油含有焦粒較多，為了降低急冷油中的焦粒，應(yīng)加強過濾器排油和清焦頻次，進(jìn)而降低結(jié)焦母體數(shù)量，提高油品品質(zhì)。

(3)針對減粘塔燃料油出口管線出現(xiàn)堵塞情況，停工期間，減粘塔以及HB-151切出檢查，并在減粘塔底部抽出口增加過濾罩(見圖5)，從而把塔底的大焦塊隔離開來，避免大的焦塊進(jìn)入相關(guān)管線并堵死。但這種技改缺點是當(dāng)塔釜的焦塊積累到一定程度時必須切出清理，在一定程度上影響乙烷爐持續(xù)長期運行。

圖5 減粘塔塔內(nèi)安裝的防焦罩

(4)增大減粘塔至FA-155排放線和PFO過濾器入口管線的管徑和縮短管線的長度，并以一定的傾斜度安裝。

4 結(jié)語

隨著各項技改技措和優(yōu)化措施的應(yīng)用，降低結(jié)焦和大塊結(jié)焦塊的影響，急冷油減粘控制系統(tǒng)目前較為穩(wěn)定，F(xiàn)D-154的切換和清理頻率有了很大下降，PFO產(chǎn)品泵再沒有出現(xiàn)過抽空現(xiàn)象，不再對裝置生產(chǎn)形成制約，滿足了裝置高負(fù)荷生產(chǎn)的需要。