如何减少焦粉对延迟焦化装置长周期运行的影响

2022-11-11

引言:

延迟焦化装置工艺主要是将重质渣油经深度加工转化为瓦斯气、汽油、柴油、蜡油和焦炭的热加工工艺, 它是炼厂渣油加工及提高轻质油收率的重要手段, 随着延迟焦化装置加工量的提升, 焦炭塔焦层偏高, 容易发生粉焦携带, 影响装置的日常生产, 是影响延迟焦化装置长周期安全平稳运行的一个瓶颈。

一、装置介绍

玉门炼化总厂延迟焦化装置由洛阳设计院设计, 装置设计加工能力30万吨/年, 原料为玉门二级减压渣油, 1993年10月建成投产, 运行21年, 是我厂实施短流程-燃料型加工方案的一主要生产装置。近年来我厂延迟焦化装置长期处于高负荷运行状态, 装置面临着全厂重油平衡的巨大压力, 由于装置运行年份较久, 设备老化严重, 目前存在的安全隐患较多, 这就要求我们工作重点放在克服装置设备陈旧老化等安全隐患, 同时装置满负荷运行的情况下, 实现装置高效优化安全平稳运行。

二、粉焦携带对装置长周期安全平稳运行的影响

近年来伴随着延迟焦化装置加工原料的重质化, 装置长期处于满负荷运行状况, 粉焦携带入系统当中往往造成装置机泵晃量甚至抽空, 焦炭塔顶油气线、分馏塔底循环线、分馏塔辐射抽出线等多处过滤器堵塞, 通过多次清理机泵进出口以及过滤器给装置生产带来了诸多安全隐患。

焦粉随高温油气进入大油气线以及分馏塔系统当中, 引发大油气线及分馏塔底结焦, 造成装置内油气运行不畅, 危害装置的正常运行, 甚至由于焦炭塔携带到分馏塔底的焦粉随辐射原料进入加热炉中, 很容易成为加热炉结焦的诱因。

三、粉焦携带原因分析

延迟焦化装置周期性生产在生焦后期焦炭塔油气速率增加、焦层高度偏高, 导致没有来得及进行生焦反应的泡沫层物质大量粉焦随高温油气线进入大油气线以及分馏塔系统当中, 并在大油气线和分馏塔底以及塔底循环系统聚结生焦, 导致焦炭塔顶油气线、分馏塔底循环线、分馏塔辐射抽出线等关键部位等多处过滤器堵塞, 造成辐射泵、塔底循环泵抽空等事故的发生, 也曾多次在分馏塔油气分离罐, 柴油汽提塔, 蜡油集油箱, 仪表控制阀等多处发现粉焦存在, 影响装置安全平稳生产。

焦炭塔在切换四通阀、改放空系统日常操作过程中, 不可避免地会对分馏塔的操作带来周期性的操作波动, 总厂低压瓦斯管网压力波动较大时, 焦炭塔憋压、失压过程中也容易造成焦炭塔顶携带大量焦粉的泡沫层冲入分馏塔, 从而引发分馏塔冲塔事故的发生。焦化装置切塔后处理老塔时, 小吹汽过程中容易把泡沫层吹出焦碳塔或加大焦炭塔线速提高焦粉携带量。

焦炭塔线速过高, 必然会造成焦炭塔产生严重的雾沫夹带, 使大量的粉焦或泡沫层物质经大油气线进入分馏塔底, 沉积到分馏塔底的焦粉颗粒对焦化油具有一定吸附能力, 易形成焦子, 影响分馏系统的正常运行, 甚至会造成装置停车。焦粉带入焦化加热炉炉管中, 焦粉颗粒与管壁接触, 当油品反应时, 焦粉会变得越来越大, 极易吸附在高温管壁上, 产生结焦。

可以说, 减少焦粉携带对分馏塔、加热炉的长周期运行具有重要意义。

四、焦化粉焦携带的预防措施

1. 降低焦炭塔泡沫层及焦层高度

减少焦粉携带的主要措施是减小焦炭塔的线速度, 势必会减少装置的加工量, 一般不会采用, 此外, 注入急冷油、消泡剂可以有效减少一部分焦粉携带。焦炭塔顶注急冷油及消泡剂的注入位置及方式有较大关系, 冷急油注入口在油气线下端口呈环状喷射可有效的起到洗涤作用, 消泡剂的注入口应探进焦炭塔内, 保证消泡剂能有效地打在泡沫层上, 起到消泡剂的消泡作用, 否则在高温高气速状况下, 消泡剂还没有发生作用便由高温油气线带入到分馏塔系统当内。

加热炉出口温度变化也对减少泡沫层高度有重要作用, 生焦中后期, 焦碳塔的安全高度降低, 此时带焦粉的泡沫层容易被携带出焦炭塔进入分馏塔, 适当提高加热炉反应温度, 反应深度增加, 泡沫层也有所降低。增加消泡剂和急冷油量, 严格有效的监控焦炭塔生焦间泡沫层高度及油气线速, 才能有效控制好焦炭塔的安全生焦高度, 严防大量粉焦带入装置系统中, 确保装置安全平稳运行。

2. 控制加热炉注水量, 降低焦炭塔油气线速

为了减少和延缓加热炉管结焦, 采取炉管注水方法来提高热渣油在炉管内流速, 缩短热渣油在炉管内停留时间, 减少炉管结焦机会, 但注水量越大焦炭塔内油气线速就越大, 越易因油气携带焦粉或者泡沫层物质进入大油气管线和分馏塔底, 因此加热炉注水量控制一定要适当, 在保证加热炉正常运行的前提下尽量减少炉管注水量, 以降低焦炭塔油气线速。

3. 循环比的控制

由于焦化循环油生焦量很小, 绝大部分是以油气的形式在焦炭塔中存在, 因此循环比控制过高会造成焦炭塔内油气量增加, 从而使焦炭塔内油气线速增加。降低循环比可以实现减少加热炉热负荷, 适当的循环比还可以提高分馏塔底焦粉的采出, 减缓分馏塔底结焦。

4. 优化装置日常操作, 严防粉焦携带

焦化装置系统压力波动会加剧焦炭塔中焦粉的携带。压力波动主要发生在焦炭塔切换, 改放空操作, 小给汽, 大给汽操作。操作幅度大时会产生压力波动。这些情况在每套延迟焦化装置中都时有发生。

焦炭塔切换, 改放空操作, 小给汽, 大给汽操作应做到操作多次、少许, 缓慢进行, 严防焦炭塔系统的压力剧烈波动, 从而能够有效避免粉焦因压力波动而被携带入系统当中。日常操作中定期清理焦炭塔顶、分馏塔底循环抽出、辐射抽出、甩油罐进出口等部位的过滤器, 确保装置长周期安全运行。

综述

粉焦携带制约着延迟焦化装置长周期安全平稳运行, 我装置在满负荷运行状态下, 这就要求我们日常工作中通过优化焦炭塔周期操作, 合理降低焦炭塔内的焦层高度、增加消泡剂和急冷油注入量, 严防分馏塔冲塔事故的发生, 控制好系统压力, 调节好加热炉出口温度, 减少加热炉注水量, 灵活调整装置循环比, 定期清理过滤器, 最大限度的降低延迟焦化装置系统内的粉焦携带问题, 确保延迟焦化装置的长周期、安全、平稳、稳定运行。

摘要：焦粉主要是在延迟焦化装置焦炭塔中产生, 日常生产中我们可以通过控制它的数量和造成的影响, 避免因为大量粉焦携带入延迟焦化装置系统中, 致使装置的运行成本及维修费用增高, 甚至造成安全事故影响延迟焦化装置长周期、安全、平稳运行。

关键词：延迟焦化,长周期,焦粉,焦层高度,过滤器