07 金陵分公司I套延迟焦化大负荷生产技术总结.doc

金陵分公司I套延迟焦化装置大负荷生产技术总结2005年10月目 录一.装置概况3二.装置生产情况4三.主要的技术措施71、缩短生焦周期，提高装置加工量72.加工劣质原料8（1）掺炼重油催化油浆8（2）加工劣质减压渣油10（3）关于消泡剂的使用13四.延长装置运转周期141、严格管理工艺控制指标142、精心维护设备15五.环境保护15六.目前存在的问题：16金陵分公司I套延迟焦化装置大负荷生产技术总结自2002年以来，金陵分公司在原有的800万吨/年的综合原油加工能力的基础上，原油加工量历年突破，大负荷所带来的装置能力不足问题日益突出，其中最为关键的是渣油加工能力的不足。在此情况下，延迟焦化装置担当着重要的任务，尤其是120万吨/年的1#延迟焦化装置因是三炉六塔，生产任务最为艰巨。在2002-2004年间，装置全体员工为把高负荷状态下的1#延迟焦化装置开稳开好，克服了生产负荷大、原料性质恶劣、设备腐蚀加剧等重重困难，并在实践中不断总结完善，摸索出了许多行之有效的工作方法和管理办法，借此机会与各位领导、专家及同行们作专门汇报和交流。一. 装置概况金陵分公司现有的原油一次加工能力为1350万吨/年，延迟焦化装置有三套，总能力为340万吨/年。其中1#延迟焦化装置于1965年9月投产，初始规模为30万吨/年，经多次改扩建，现达到125万吨/年，由焦化系统、分馏系统和吸收与稳定系统组成。采用三炉六塔生产流程，原料经加热炉对流室预热到330-350后进分馏塔，再经加热炉的辐射段加热至500进入焦炭塔。加热炉为单面辐射立式炉，焦炭塔为有堵焦阀预热方式，其中1#、2#、5#、6#焦炭塔采用有井架式水力除焦，3#、4#焦炭塔采用无井架式水力除焦。二. 装置生产情况1、 原料和产品：1#焦化装置加工的原料主要为管输原油的减压渣油和沙特轻质原油的减压渣油。主要产品有干气、液态烃、汽油、柴油、蜡油和焦炭。2、 装置实际加工量及物料平衡:2004年，1#焦化实际加工量为127.47万吨，运行天数360天，平均日加工量为3540吨，实际加工负荷超过了设计值。物料平衡见表-1。表-1 物料平衡项 目2004年计划2004年实际2003年实际与2003年比较t%t%t%t%原料：减压渣油12500001274725124494029785产品：气体813006.501081218.48879427.06201791.42 液态烃175001.40150541.18164781.32-1424-0.14 汽油19750015.8019494115.2919940716.02-4466-0.73 柴油39380031.542477833.3238625131.03385272.29 轻蜡油20630016.5014969211.7420212616.24-52434-4.5 重蜡油25000.20000000 抽出油00000000 石油焦3450027.6037082529.0934651327.83243121.26 损失62000.564860.5162240.502620.013、装置主要操作参数与产品质量表-2 操作参数项目单位数值项目单位数值炉-1炉膛温度760-800吸收塔顶回流量m3/h1620辐射出口温度501126层粗汽油量m3/h2532辐射流量t/h64塔顶压力MPa0.80.9辐射人口压力MPa2.2-2.3解析塔塔顶温度7090炉-2炉膛温度740-840塔底温度130160辐射出口温度5011塔顶压力MPa0.80.9辐射流量t/h76再吸收塔塔顶温度3650辐射人口压力MPa1.5-2.0塔底温度4055炉-3炉膛温度770-800柴油入塔流量m3/h26辐射出口温度5011塔顶压力MPa0.70.9辐射流量t/h76干气流量Nm3/h600010000辐射人口压力MPa1.5-1.7稳定塔塔顶温度5070分馏塔塔顶温度95-115塔底温度180210蒸发段温度355-375塔顶回流量m3/h36塔底温度360-390塔顶压力MPa0.91.3焦炭塔塔顶温度410-425容-28压力MPa0.91.3塔底温度480-490其它容-21压力MPa0.040.08塔顶压力MPa0.17-0.23炉-1、2注水量t/h1.4塔顶温度3045炉-3注汽量kg/h600700塔底温度4055渣油进装置温度140170表-3油品质量分析项目 名称汽油柴油轻蜡油渣油密度(kg/m3,20)728.7859.2908.0998.5硫含量 ppm6300116001270019900馏程HK4419924510%8224434850182350459干点195361全馏(ml)969598残 炭(%)17.76闪 点()40-55表-4焦炭质量分析项 目灰份(%)硫份(%)挥发份(%)数 值0.06-0.391.64-3.566.6-14.024、装置能耗包含吸收稳定系统后的能耗情况如下：表-5 能耗计算各类消耗2004年实际2003年实际与2003年对比单耗(kg标油/t)总耗(t标油)单耗(kg标油/t)总耗(t标油)单耗(kg标油/t)总耗(t标油)新鲜水0.23293.20.19236.50.0456.7循环水0.821045.30.871083.1-0.05-37.8除盐水0.13165.70.0899.60.0566.1电7.369382.07.669536.2-0.3-154蒸汽0.70892.30.13161.80.57730.5中压蒸汽1.101402.21.161444.1-0.06-41.9燃料20.322590220.23251850.09717热进出料-2.18-2779.0-2.19-2726.40.01-52.6能耗28.4936317.028.1335020.10.361296.9三. 主要的技术措施1、缩短生焦周期，提高装置加工量2005年前，金陵分公司主要采取缩短生焦周期的措施来弥补全厂渣油加工能力的不足。1#焦化自2003年8月至2005年5月，一直施行22小时生焦周期。缩短生焦周期的关键是缩短吹汽、给水和除焦等辅助生产时间，具体时间安排见表-6。表-6 I延迟焦化装置的生焦周期生焦周期小吹汽大吹汽给水放水除焦空余预热2211.5524.526由于1#焦化装置的6个焦炭塔共用一个放空系统，生焦周期缩短后，老塔处理时间会经常重叠，一旦一个焦炭塔的除焦延时，就会影响其它各塔生产程序的安排，造成整个生产周期混乱；同时，除焦时间的不固定，经常会造成一次除焦跨越两个班组，车间管理的难度加大。所以当时采用22小时生焦周期。2.加工劣质原料（1）掺炼重油催化油浆2002年，由于两套重油催化装置掺渣量的增加，大量的重油催化油浆找不到合适的出路，为此，焦化装置先后五次共掺炼油浆32000吨。但均出现了汽柴油收率和产品质量下降、干气和焦炭产率上升的现象，经济效益差。2002年掺炼油浆数据汇总见表7、表8。表7 2002年掺炼时间与掺炼比日 期油浆量（t）处理量（t）掺炼比（%）2月02日03月29日143881914517.524月02日04月25日4990868935.748月01日08月27日3420963023.559月03日09月20日3495598615.849月26日10月30日57461124955.11表8 焦炭质量表 数值项目2001年正常值套渣油+油浆2002年8月2002年10月挥发份%9.413.5410.7015.8110.1315.97灰份0.180.310.240.730.260.82硫份%1.652.01.822.341.822.43由表中生产数据可见，掺炼重油催化油浆后，延迟焦化装置有如下影响:产品分布改变明显 掺炼重油催化油浆后，在相同处理量的情况下，焦化干气产率增加1.53.5%，焦化汽油收率略有上升，焦化柴油收率下降较多，总轻收下降2.613.21%，总液收下降2.03.5%，焦炭产率略有上升。焦炭质量受影响 在掺炼期间，由于重油催化油浆中催化剂固体达7mg/L左右，这直接影响了焦炭的灰份。灰份从掺前的最大值0.31%上升到0.730.82%，增加2.5倍。分馏塔底和辐射进料泵结焦 焦化掺炼重油催化油浆后，曾出现加热炉辐射进料泵出口压力由3.2MPa逐渐降到2.5 MPa，致使加热炉辐射流量下降，不能保证正常生产。拆修发现辐射进料泵叶轮与平衡鼓之间有较多脆而松散的固体杂质，径向间隙被堵塞。2003年2月，由于辐射进料量无法保证，装置被迫停工。抢修时发现，分馏塔底结焦高度达1.6米，已达到辐射进料泵侧线抽出口，两台塔底过滤器几乎被焦堵死，辐射进料泵的第一级叶轮入口处有大量焦块。对辐射进料泵体内和分馏塔底的粘结物采样分析，诊断为催化剂固体粉末与沥青质，对辐射进料泵体内和分馏塔底的粘结物进行灼烧，灰份分别高达54.5%和41.3%，主要是重油催化油浆的催化剂粉末。 综上所述，金陵分公司焦化装置掺炼油浆后，轻收和液收都下降、经济效益不好，并且还带来系统压力升高，分馏塔底和辐射进料泵严重结焦等问题，为确保装置安全、高负荷、长周期平稳运行，金陵分公司焦化装置已于2002年11月起停止掺炼重油催化油浆。（2）加工劣质减压渣油2003年下半年至2005年5月，金陵1#焦化装置先后加工过瑞斯查比、玛利姆、伊轻、伊重、乌拉尔、拜若根、埃尔滨、巴士拉等高残炭、高含硫、高沥青质的减压渣油。尤其是2004年3月份开始加工的巴士拉减压渣油（掺炼量达到55%以上），其沥青质含量高达9.5%，残炭达20.83%，远高于管输的3.2%和14.0%，实际生产情况表明，加工劣质原料时存在以下问题：炉膛温度上升，加热炉辐射炉管的结焦加快，加热炉需经常烧焦。2004年上半年，1#焦化装置的3座加热炉共进行了5次烧焦。以炉-3为例，2月17日烧焦结束后，炉膛温度在720至740之间，炉管下表面热偶温度在520，处理量每个分支在35t/h。由于当时全厂渣油库存高，按公司要求，焦化装置提高加工量，加上原料性质差，为防止泡沫携带，略降注汽量。而到4月4日（运行52天），炉膛温度上升到800，炉管下表面热偶温度上升到700，而此时的处理量每个分支被降到30t/h ，被迫再次烧焦。炉管、转油线弯头的冲刷减薄现象比较严重。2004年4月4日，对I套焦化的炉-3进行停炉烧焦时，发现五个热电偶套管冲刷减薄严重、辐射东分支转油线直角弯头冲刷减薄穿孔。6月6日1#焦化停工抢修时发现炉-3加热炉急弯弯头减薄严重，最薄处只有2 mm左右，同时又发现在4月新换的转油线的90度弯头再次出现减薄。这与炉3处于辐射总管的最末端有关，焦粉在直线运动的惯性下，最容易在炉3集结，因此它带焦及结焦较炉1、2严重，所需的烧焦时间也最长。由于结焦主要在辐射入口处，在烧焦时对辐射出口处的急弯弯头和转油线90度弯头高温冲刷就更严重，烧焦时焦粒在高速流动时对硫化膜的磨损作用使硫化膜更容易破裂、脱落，烧焦也加速了钢材的硫腐蚀。另一方面在正常生产时，在高流速的状态下，在弯头处，会形成较强涡流，涡流对硫化膜也有较强的冲刷作用，易形成腐蚀区域。焦炭塔油气线瓦斯线腐蚀。2001年元月更换的总管大瓦斯线厚度为12毫米，材质为20#碳钢，投用3年后，到2004年3月15日发生腐蚀穿孔，并相继于4月17日和5月17日又腐蚀穿孔，被迫更换为Cr5Mo材质的管线。该管线的操作温度为420，处于高温腐蚀范围内，金陵分公司加工的渣油硫含量较高，处理量大，气速高，更加剧了腐蚀。针对上述在加工劣质原料出现的情况，金陵分公司I套焦化采取的主要措施有：1、适当降低循环比，调节加热炉负荷。降低循环比可以实现减少加热炉热负荷，但循环比并不是越低越好，适当的循环油可通过将富含环状组分的物质混入进料，促使加热炉这一中间部位的临界结焦区域移向容易满足焦层脱落条件的高温段。同时循环比降低，意味着要减少分馏塔底下部的循环油量，提高分馏塔的蒸发段温度，蒸发段温度上升就会引起轻蜡油残炭超高和蒸发段结焦，同时带来蜡油集油箱以上气液相负荷的增加，以及汽柴油带焦粉等现象。经过我们的反复试验，我们认为蒸发段温度控制在375，分馏塔底控制在390以下比较合适。2、适时调整炉出口温度：加热炉出口温度直接影响到焦炭塔内的反应温度和反应深度。温度过低，反应深度不够，挥发份高；温度过高，焦化反应过深，气体收率增加，焦炭变硬，除焦困难，同时加热炉炉管易结焦，缩短开工周期。为减缓加热炉管结焦，延长开工周期就必须选择合适的反应深度。根据焦化原料型质的改变，要做到及时调整加热炉出口温度，在加工巴士拉减渣时，针对泡沫层较高的现状，我们把加热炉出口温度适当提高，由原先的499提高到502，以增加反应深度，降低泡沫层高度，虽然加热炉负荷有所上升，但有效缓解了泡沫层高造成焦炭塔冲塔。3、加强对原料的监控：日常生产中，重视对焦化原料的密度、残炭、硫含量分析，和芳烃、饱和烃、胶质、沥青质四组份的分析。针对原料性质对加热炉的影响，车间严格对渣油残炭进行每班采样分析，以便车间根据原料性质的变化快速对操作进行调整，同时车间针对二套焦化一炉两塔，对石油焦硫含量要求高，而一套焦化处理量大加热炉多的特点，有目的地将性质较好的二套常减压渣油安排给二套焦化加工，而将性质较差地三套常减压渣油与性质较好的油混炼给一套焦化加工，这样就能有效延长一、二套焦化加热炉生产周期。4、对250以上高温硫腐蚀明显的部位材质全部升级为Cr5Mo；并建立严格的检测制度，加强对腐蚀的监控，做到早发现早处理。加热炉烧焦时严格按照烧焦规程进行烧焦，严禁超温。采取上述措施以后，加上原料性质的优化，自2004年6月I焦化的加热炉烧焦以来，至2005年5月开始各炉检修时未再次烧焦。（3）关于消泡剂的使用金陵分公司I套延迟焦化装置目前使用消泡剂来减少泡沫层，在使用过程中曾进行过注入位置、注入时间和注入量的试验。 注入位置金陵分公司1#焦化装置的消泡剂有塔底四通阀前和塔顶急冷油线两个注入点，经过比较，塔顶急冷油线注入效果相对四通阀前注入没有明显的提高。因此，实际生产中，1#焦化装置的消泡剂注入点在四通阀前。 注入时间2004年3月份，套焦化利用中子料位计进行过消泡剂注入量和注入时间的系列试验，通过对换塔前7小时注入和连续注入的对比试验，表明连续注入的消泡效果并没有明显的改善。在焦炭塔成焦初期，塔的空高余地较大，所以不需注消泡剂。现行的办法是在换塔前7小时，按照同等浓度注入消泡剂。这样消泡剂的消耗减少70%，并减少消泡剂中硅元素进入汽、柴、蜡油的数量，减轻它们在加氢精制催化剂固定床层上的结垢。 注入量对换塔前7小时注入消泡剂的方式进行了注入量分别为50ppm、70ppm、100ppm的试验，从试验结果看改变消泡剂注入量对降低泡沫层高度作用不明显，消泡高度均在2米左右。此后一直采用50 ppm的注入量。四. 延长装置运转周期1、 严格管理工艺控制指标加强对炉膛温度的监控，严禁炉膛温度超过800，炉出口温度严格执行500502的工艺要求，以延缓炉管的结焦速度；充分利用中子料位计和消泡剂，对焦炭塔内的泡沫层实现有效监测和控制，尽量避免焦粉进入分馏系统；用急冷油控制焦炭塔塔顶温度在410-420范围内，防止油气在挥发线内结焦；在切换四通阀后，严格控制小吹汽流量（2t/h），同时继续注