福建延迟焦化装置的扩能改造.doc

延迟焦化装置的扩能改造福建炼油化工有限公司 林华贵 郑恒仁摘要 福建炼化公司延迟焦化装置处理量从0.4mt/a扩大到0.6mt/a，扩能50，投资1718万元。加热炉采用了减少热负荷及提高热效率的措施，降低了循环比及直接减压渣油热进料，并对加热炉本身进行改造提高热效率；分馏塔、焦炭塔、富气压缩机及换热设备也作了相应的技术改造。工业标定结果表明，产品质量满足要求，装置能耗降低31.2%,年增经济效益1000万元。主体词：延迟焦化装置 技术改造 工业规模1、 前言 1997年福建炼油化工有限公司实施了原油加工能力从250万吨/年到400万吨/年的扩能改造。根据全厂的物料平衡核算，延迟焦化装置的处理能力要提高到60万吨/年，才能满足全公司扩能后的渣油处理能力，保证有较高轻质油收率和较好的经济效益。 福建炼化公司焦化装置扩能改造本着投资少、见效快的原则。在不更换主要设备的情况下，经过北京设计院和福建炼化公司的共同努力，对原有的40万吨/年的装置进行标定和测算，找出制约的瓶颈。经过各方面的充分论证，于1997年46月成功地实施了装置扩能改造，改造采用新工艺、新技术、新设备，成功地消除了制约生产能力提高的“瓶颈”。改造后装置仍采用“一炉两塔”流程，主要技术指标如下： 装置处理能力：60万吨/年 年开工时间：8000小时 操作循环比：0.2 加工能耗：31.3万大卡/吨原料 汽柴油收率：44 焦炭产率：18.5%改造合装置投料试车一次成功，98年福建炼化公司和北京设计院共同对改造后装置进行了标定，标定结果表明实际运行参数与设计相符，实现了延迟焦化装置处理能力达60万吨/年的扩能改造目标。2 改造内容 与原装置相比，主要改造内容有：2.1加热炉 装置处理能力提高50，意味着加热炉的负荷也要提高50，对此我公司没有采用增加加热炉的办法，而是采用油品热量转移和改造加热炉本身的热负荷分配等新技术来实现。（1）、将原设计的操作循环比从0.4降至0.2，加热炉热负荷减少4.7%。（2）、采用热进料形式，焦化原料油改为直接从常减压热进料，进料温度由100提高到150。同时修改换热流程，让原料油首先与高温位的柴油、蜡油换热，使原料进加热炉对流段的温度提高到280，节省加热炉负荷15.3。（3）重新调整对流段的注水管、过热蒸汽管和原料加热管的根数和排列，将对流室最下四排管改为辐射管，这样辐射管从原来的72根增至88根，而对流管相应减少；将原热油式空气预热器更换为热管式空气预热器，以提高加热炉的热效率和降低能耗；采用改进的喷咀结构，使炉管吸热更加均匀，避免在低循环比下，由于对流段辐射的介质温度提高而发生炉管局部结焦，通过这些改造使加热炉在主体不动的情况下提高热负荷30。 以上三项合计，可使加热炉负荷提高50，满足处理能力提高到60万吨/年的需要。2.2分馏塔 焦化分馏塔直径为3200mm，若处理能力提高到60万吨/年，塔径明显偏小，为保证全塔汽液负荷均匀，产品质量合格，采取以下措施：（1）原蜡油箱下增加一个重蜡油抽出口和回流入口，以保证低循环比操作和轻蜡油质量。（2）增加原有塔盘的开孔率，提高塔的处理能力。（3）充分利用分馏塔空间，增加4层塔盘，提高分馏精确度。（4）调整各中段回流取热量，保证塔内汽液相负荷均匀。2.3 焦炭塔 这次改造焦炭塔基本不作改动。但处理能力提高到50后，生焦量也相应增加，在焦炭塔生焦后期容易将泡沫焦带到塔顶挥发线和分馏塔底，影响生产操作和装置长周期运行。因此，本次改造在距焦炭塔顶9米、17米处分别增加两台中子料位计，监测焦炭塔泡沫层高度。2.4 富气压缩机 本次改造为了节省投资，只将气压机型号由2mcl406改为2mcl407，汽轮机则利用原有备用转子进行改造，汽轮机壳体、压缩机基础及辅助系统不变。3 装置标定装置扩能改造于1997年4月1日动工，同年5月28日完工，6月3日投料试车成功并生产出合格产品。1999年7月15日17日，公司组织对装置进行标定。标定数据和40万吨/年的对比如下所示 表一 原料性质密度kg/m3总硫ppm残碳%馏程350含量%500含量%530含量%nippmvppmhk51030改造前0.93751.198.892300.59.512.61.5改造后0.96171.0213.053345180.44.017.19.9 表二 汽油的主要性质汽油柴油轻蜡油改造前改造后改造前改造后改造前改造后密度kg/m3710.7719.2816.8815.3870.3892.7馏程hk4246166138174220107070208174340355308420038250113952562393854027010527443090146139303303416481kk168173322329441总硫 ppm2430418224614686710000总氮 ppm51.058.012008661076溴价108.4886.1酸度0.362.96辛烷值67十六烷值51.0凝点 -2034粘度（50）1.6013.8胶质5394ni, ppm0.17v , ppm0.05残碳 0.35 表三 产品分布情况干气凝缩油汽油柴油轻蜡油焦炭损失甩油总计改造前，3.382.9113.9335.3223.0916.421.483.47100改造后，5.712.707.9435.5421.6122.300.772.35100 表四 装置能耗循环水脱氧水软化水新鲜水3.5mpa蒸汽消耗1.0mpa蒸汽产出1.0mpa蒸汽燃料气电非净化风净化风总能耗单位t/ht/ht/ht/ht/ht/ht/ht/hkw/ht/ht/hmj/t改造前600.84.091.161114.21.3816.41.72787.5115.71810.1改造后466.74.621.2024.616.02.9820.31.771008135.6280.21243.1 表五 炉子核算数据表项目单位核算数据设计数据辐射管冷油速度m/s2.03燃料低热值kcal/kg9524.79436.4燃料用量t/h1.771.923总发热量104kcal/h1685.871814.61辐射热负荷104kcal1101.21254.23对流管热负荷104kcal315.9285.9注水管热负荷104kcal82.9691.29过热蒸汽管热负荷104kcal22.0020.67总有效负荷104kcal1522.06辐射平均热强度kcal/m221716.13对流平均热强度kcal/m214306.42注水管平均热强度kcal/m22032.98过热蒸汽管平均热强度kcal/m29075.91汽化率27.640排烟损失7.10炉壁散热2.74过剩空气系数1.23炉热效率90.2690.0 表六 焦炭塔核算数据急冷油流量kg/h塔内体积流量 m3/h塔内线速m/s挥发线体积流速m3/h挥发线线速m/s塔空高m5324.73.34120.118233.362633.6110.94 标定结果分析4.1 装置处理能力 1999年7月15日、17日装置标定期间处理量分别为1737吨/天、1830吨/天，达到设计负荷的96.5%、101.7，相当于年处理量58万吨、61万吨。标定期间操作循环比0.220.30,高出改造设计指标1050，其余指标基本与设计值相同，说明除气压机外，装置处理能力可以稳定达到改造设计指标。4.2 能耗分析 改造前，装置能耗大于42万大卡/吨原料，处于中石化总公司系统较低水平。由于调整了换热流程、增加了烟气余热回收系统、投用装置热进料，尽管装置生产负荷仅达设计能力的80左右，且能耗计量方面也存在一些问题，装置能耗仍然降低到38万大卡/吨原料。标定期间，装置满负荷生产，计量亦比较准确，装置能耗29.7万大卡/吨原料，低于改造设计指标。4.3 加热炉核算分析 设计加热炉总有效负荷为1640万大卡/时，热效率为90，辐射管平均热强度29470大卡/平方米。标定核算结果加热炉总有效热负荷1522.06万大卡/时，为设计负荷的93；炉效率90.26，稍高于设计指标；辐射炉管平均热强度21716大卡/平方米，低于设计指标约7744大卡/平方米。从以上数据看，加热炉的主要技术指标达到设计要求，基本满足60万吨/年加工需要。但是，标定期间加热炉炉膛温度最高点已经达到设计上限850，炉火火苗较高，局部炉管表面呈暗红色，说明加热炉辐射段热负荷已经接近或达到设计指标。4.4 分馏塔运行状况良好 改造设计增加了塔盘开孔率，调整了各侧线回流取热比例；在原蜡油集油箱下增加重蜡油抽出口，同时在蜡油段增加两层塔盘；取消柴油集油箱，柴油改从塔盘抽出并增加两层分馏塔盘。采取以上措施后，分馏塔操作灵活性较改造前大有提高，各侧线取热能力较充足，调节灵活，产品质量控制比较稳定，汽柴油、柴油与蜡油重叠现象已经比改造前大有改进，操作控制的比较好时，汽柴油出现脱空。装置标定数据表明，塔各操作点均在设计指标之内，回流取热基本合理，取热比例为：顶回流取热：13.36柴油回流取热：24.09%中段回流取热：45.79蜡油上下回流取热：16.76%4.5 焦炭塔完全满足设计要求 本次装置改造，焦炭塔基本未作修改。标定核算结果焦炭塔空高10.9米，焦炭塔空塔线速0.118米/秒，与设计指标空高8米、空塔线速0.145米/秒相比，焦炭塔完全能够满足60万吨/年处理能力要求，空塔线速仅达设计指标的80，生焦后空高亦超出设计要求的最小高度2.9米。此外，本次改造还对除焦系统进行了适当修改，原运行问题比较多的除焦风动马达换型。改造后除焦系统运行稳定，除焦速度加快，平均除焦时间比改造前缩短1小时以上，电耗亦下降。4.6 富气压缩机系统运行稳定 富气压缩机组完成改造投产后，运行一直比较稳定，故障率低。但机组从完成安装试车开始，汽轮机转速一直达不到设计要求的13285转/分，最高转速在10800转/分左右。由于转速低，当富气量超过6500标米/时，超出部分就得放火炬。初步分析汽轮机转速提不上去的主要原因为汽轮机进汽压力低、背压高。设计要求汽轮机进汽压力不低于3.2mpa，背压1.1mpa，实际运行过程中由于蒸汽管线管路长(约2000米)、管径较细(入口dg150出口dg250)，蒸汽压头损耗较大。系统管网正常运行，高压蒸汽系统压力3.3-3.5mpa，中压蒸汽系统压力1.0mpa，但进汽压机蒸汽压力仅3.0mpa，背压却高达1.2mpa，降低了汽轮机出力。目前，公司有关部分正在研究加大蒸汽