煤制油行業產品提質項目創新探索

武 錚

（山西潞安煤基清潔能源有限責任公司，山西 長治 046200）

0 引言

此煤制油尾油處理設備，包括減壓塔和產品調整管線，減壓塔具有輸入口、柴油抽出管線、重柴抽出管線和減壓塔底油管線，減壓塔通過輸入口與前端設備連通，前端設備將油品通過輸入口輸送到減壓塔內，柴油抽出管線的輸入端與減壓塔的上部連通，重柴抽出管線的輸入端與減壓塔的中部連通，減壓塔底油管線的輸入端與減壓塔的底部連通，調節管將重柴抽出管線與底油管線連通，調節管上具有調節閥組。通過探索研究煤制油尾油處理方法，可快速調整抽出油蠟的凝點，便于調節和控制，這樣保證減壓塔底部產品油蠟品質的安全和穩定性更好。

1 減壓塔尾油產品質量不穩定分析

1）尾油產品質量檢測涉及的技術環節較多，每個環節都是環環相扣、密不可分的。技術環節作為化工產品質量檢測的關鍵性影響因素，有油品的回收率、裝置的單耗以及產品的指標，這些技術環節的條件，充分影響油品的凝點以及品質[1]。因此，要求人能夠正確掌握好塔的平穩操作，而平穩操作的關鍵就是要掌握好三個平衡，即物料平衡、汽液相平衡和熱量平衡。

2）通過對減壓塔尾油進行分析監控，尾油的組分主要由減壓塔各側線的抽出情況及進入減壓塔的產品組分兩部分決定，由于工況的不穩定性，對于減壓塔尾油的變化調整也較為困難。

2 減壓塔尾油指標調整時影響因素

減壓塔以分餾塔底油為進料，按工藝及產品質量要求調節塔底蒸汽量、真空度等指標，產出合格的產品（見圖1）。

圖1 減壓塔流程圖

2.1 減壓塔閃蒸段溫度

在塔的操作壓力一定時，進料在閃蒸段的汽化量決定于閃蒸段的溫度。提高閃蒸段溫度可增加餾出物產率，即增加了過汽化量。減壓塔的目的是產出減壓重柴油主要用于外送及調整塔底出口尾油的指標，而減壓塔閃蒸段溫度是受分餾塔底油的溫度決定的，從而間接受分餾塔進料加熱爐調節，由設于加熱爐出口的溫控（調節燒嘴燃料氣量）控制出口溫度。可用少許變化閃蒸段溫度來調節過汽化量。過汽化量決定減壓塔的側線抽出和塔底油分離的清晰度。

2.2 減壓塔真空度

塔的操作壓力是由減壓抽真空系統來維持。目前塔頂抽真空系統分為兩級，其中一級為2 個，二級為2 個，正常投用時一級和二級各投用1 個，投用時先投用二級蒸汽、再投用一級蒸汽，這樣投用后抽真空效果較好，并且在對減壓塔壓力進行調節時要緩慢，不要過猛，不要隨便改變設定值，防止大幅波動造成沖塔事故。負壓操作降低了油品的沸點，使沸點較高的油品在較低溫度下氣化，從而將其相互分離，避免在高溫下操作時結焦及熱裂化等。這還可以避免減壓系統設備在高溫下操作。影響減壓真空度的主要原因有：

1）投用抽真空系統前，微開抽真空系統1.0 MPa蒸汽閥，對蒸汽管道暖管（暖管約20 min），暖管時打開導淋，當抽真空器分水罐前溫度達到操作溫度（達到160 ℃以上），壓力達到操作壓力（達到0.8 MPa 以上），且發現導淋排蒸汽都是氣不是水的時候關閉導淋閥，投用減壓抽真空分水罐，這樣可有效放置蒸汽帶液，導致壓力低達不到操作。

2）抽真空在運行的過程中，會有一部分能量以熱能的形式散發，但是它必須通過一些外界因素將其散熱出去，散熱的過程就被稱為冷卻的過程，當然，如果產生的熱量不能及時散發的話，就會影響抽真空零部件的性能，甚至造成真空系統的損壞。真空系統發熱方式存在差異，目前系統運行主要靠水冷器對其進行降溫，水冷器并聯三臺，其中一臺降溫后可以再一臺進行降溫，從而達到所需要的溫度指標，如果水冷器后溫度達不到快速降溫，這樣也會影響抽真空系統[2]。

2.3 減壓塔頂取熱

減壓塔頂溫度是減壓塔控制熱平衡的一個重要手段，也是對側線指標產品有重要的影響的一個指標。

1）塔頂回流取熱系統：減壓塔頂設有取熱的蒸汽發生器和空冷器，用以冷凝部分減一線產物。所冷凝的餾分作為塔頂回流送回塔頂第一床層以控制塔頂溫度。該塔頂回流決定減一線和減二線之間的切割點。并影響減壓塔頂抽真空系統和減壓塔的真空度。

2）冷回流：回流液的溫度低于泡點溫度，稱為冷回流。

3）熱回流：回流液的溫度處于泡點溫度，稱為熱回流。

4）精餾塔回流既可保證提餾段工作狀態穩定，又可增加理論回流比，因為回流液進入提餾段后會使提餾段上升的蒸汽大量冷凝，提高塔頂產品純度的同時又可以保證塔頂產品的數量，但可能會增加塔釜的熱負荷，熱量消耗較大。如果產品的附加值高，那么經濟上還是比較合理的，比飽和液體回流劃算的多。

2.4 側線產品的抽出

柴油側線的抽出是液位和柴油產品流量串級調節。可以通過對流量調節器的適當重定來改變側線產品的產量和質量。改變任一側線餾分流率，會使一個或更多的其他分餾塔工藝參數平衡變動：

1）影響別的側線餾分產量和產品性質變化。

2）影響減壓塔的取熱，改變了塔內蒸汽和液體的流通量，將會改變產品之間的分餾質量。

3）影響減壓塔過汽化流量。

為此，需要進行操作上的重新調整來達到目的，針對以上的幾個方面，在操作情況不變的情況下，減壓塔進料溫度、真空度、減壓塔取熱的影響均為一定量的波動范圍，對側線抽出的調整方面，成為決定減壓塔的尾油品質的一個重要的手段[3]。

要保持穩定的操作必須穩定進料量和進料溫度，其次才是側線及塔底抽出量。只要密切注意塔的側線抽出，并及時加以調節，就能掌握塔的指標調整，因為抽出量的多少影響塔的所有指標，如果指標變化，減壓塔產品就會跟隨變化，導致產品不合格。如果調節不及時，會嚴重影響塔的混亂。在這種情況下，通常是先控制塔的穩定以及側線抽出，確保產品質量合格。

3 此項工藝優化對減壓塔尾油的指標調整的優勢

此項技改通過對減壓塔尾油外送流程及重柴油外送流程進行優化調整（見圖2），通過重柴油并入減底的尾油流量及減壓塔各側線的外送量調整輔助調整，可將柴油抽出管線、重柴抽出管線和底油管線的抽出進行充分利用，根據尾油指標變化調整重柴油的流量，從而在短時間內實現對尾油指標的調整，且外送管線上具有調節閥組，閥組后增加空冷器及過濾器等裝置，穩定尾油抽出后對裝置的影響程度，保證尾油組分調整時系統安全穩定，且便于控制，更加安全，且可保證減壓塔底抽出的蠟油品質的穩定。

圖2 減壓塔尾油技改管線照片

4 結語

1）減壓塔操作中熱量平衡是比較重要的，需要控制進料的量和溫度的比例，為此在進料時控制加熱爐的運行比較關鍵；目前對于減壓塔的操作主要有減壓塔的進料量、減壓塔塔頂壓力、減壓塔塔頂和塔底溫度；目前這四個量已經達到最優的效果，為此需要提高產品的品質，只能靠側線的抽出，抽出的溫度會直接影響產品的指標，這樣就要對側線的抽出有足夠的操控，抽出時不僅要觀察減壓塔的整體平衡，更要控制抽出后的處理，將抽出后并至減壓塔底，這樣來增加產品的指標以及需求量。

2）根據以上可以看出，在未技改前，將塔的操作已經達到最佳，通過在減壓塔尾油外送管線上增加調節閥及改善外送方式的方法后，減壓塔的尾油指標可控，實現高質量、多元化產品，同時此方法也較為簡便，操作方面更加安全[4]。