延迟焦化装置长周期运行的影响因素及技术措施

文对延迟焦化装置长周期运行的影响因素及所采取 的技术措施进行了综述。
1 减缓加热炉炉管结焦
加热炉是延迟焦化装置的核心设备，它的长周期 运行关系到延迟焦化装置的安全生产，而加热炉炉管 结焦问题，成为影响延迟焦化装置长周期运行的最重 要因素。 随着原油的变重，焦化装置加工高沥青质含 量的劣质渣油的比重逐渐增大，加热炉炉管结焦问题 显得更为突出，严重时需停工进行烧焦处理，这会导 致装置操作周期缩短，频繁停工检修，威胁装置的安 全生产，制约着装置的生产能力。 为了解决加热炉炉 管的结焦问题，各石化企业的操作及技术人员在生产 过程中总结出了一系列减缓加热炉炉管结焦的有效 方法。
收稿日期： 2010-11-04 作者简介： 李 林（1981－），男，四川南充人，助理工程师，硕士，2008年毕业于西南石油大学化学工艺专业，主要从事延迟焦化装置工艺技术管 理工作。
38 天然气与石油 2011 年 4 月 NATURAL GAS AND OIL
影响加热炉炉管结焦的因素主要有原料性质、炉 管壁温度、渣油在炉管内的流动状态等，减缓炉管结 焦就要从这几方面考虑。 王玉章［3］对延迟焦化加热炉 辐射进料结焦性能进行了研究，通过向辐射进料中加 入富含芳烃的催化裂化澄清油，即增加循环比，不仅 可以降低辐射进料的沥青质含量，提高辐射进料的芳 烃与沥青质比，改善原料性质，而且还可以提高辐射 进料的临界分解温度，抑制沥青质和甲苯不溶物的生 成，缩短辐射进料分解后在低温高压炉管范围内的流 动距离和停留时间，有利于进一步减轻焦化炉管的结 焦。 在装置正常生产过程中，要严格监控，保持合理的 炉膛温度， 出现紧急情况时要及时提高注水或注汽 量，保证炉管温度不超标，同时还要严格控制火焰高 度，保持火焰高度在炉膛高度的 1/3 左右，严禁火焰直 接燃烧炉管［4~5］，防止炉管壁温度太高。 洛阳石油化工 工程公司研究了一种辐射室炉管“双点二级”注水技 术［6］，该技术以占全部注水量 10 %的软化水由辐射进 料口注入炉管，用于降低裂化产物的分压，促使渣油 中的重组分进一步发生裂化反应；占全部注水量 90 % 的软化水由转油管道入口注入炉管，用于提高渣油缩 合反应加热阶段的流速。 该技术在石家庄炼油厂［6］、高 桥 石 化 炼 油 厂 ［7］和 锦 西 石 化 分 公 司 炼 油 厂 ［8］的 延 迟 焦 化装置上得到成功应用，有效地延长了加热炉的运转 周期和提高了加热炉的处理能力。
37 第 29 卷 第 2 期
OIL AND GAS TREATING AND PROCESSING 油气加工
延迟焦化装置长周期运行的影响因素公司炼油厂，甘肃 兰州 730060
摘要： 延迟焦化是一种应用广泛的重油/渣油加工技术，随着原油的日益变重，延迟焦化装置在重油/
39 第 29 卷 第 2 期
OIL AND GAS TREATING AND PROCESSING 油气加工
结盐控制剂。 中石化胜利油田分公司 400kt/a 焦化装 置在分馏塔水洗完成之后，向顶循泵入口持续加入一 种不易挥发的 GshoretmCK358 结盐控制剂，防止盐类 在塔内聚集。 该结盐控制剂进入塔内后会往重组分方 向，即塔的下方走。 在这个过程中，塔中的盐类沉积物 就会逐渐被结盐控制剂所浸润。 结盐控制剂可以和金 属表面形成强有力的结合，并逐渐使盐类从金属表面 分 离 ，被 液 流 冲 散 带 走 ， 并 随 产 品 带 出 分 馏 塔 ［16］；d） 调 整操作，适当减少小吹汽量或缩短吹汽时间等，尽量 使水蒸气分压低于饱和蒸汽压，使之不在塔内凝结成 水，这样就能较好地抑制顶循结盐 。 ［17］
参考文献：
［1］ 王雪松 ，袁志祥 ，尹鲁江 ，等. 延迟焦化工艺的技术进展 ［J］.
工 业 催 化 ，2006，14（4）：22-25.
5 防止弹丸焦的生成
弹丸焦是焦化生产过程中不希望得到的产品，弹 丸焦的生成具有许多危害， 在焦炭塔给水冷焦时，生 焦孔容易堵塞，造成给水困难；放水时弹丸焦堵塞平 衡管，水放不下来，焦炭塔自动底盖机由于上部压力 大，不能打开，打乱生焦周期；拆卸底盖过程中焦炭塌 方严重影响操作人员的人身安全；在钻孔和除焦阶段 焦炭易塌陷损坏钻头及钻杆，严重时无法除焦 。 ［18］ 弹 丸焦的生成受焦化原料性质和操作条件的影响，在原 料粘度较大，重金属含量、残炭值、沥青质含量高，焦 炭塔反应温度高、反应压力低，循环比较小时易生成 弹 丸 焦 ［19］，也 有 文 献 报 道 较 低 的 循 环 比 可 抑 制 弹 丸 焦 的生成 。 ［20］
延迟焦化；长周期；结焦；技术措施 文献标识码：B 文章编号：1006-5539（2011）02-0037-03
0 前言
延 迟 焦 化 工 艺 是 一 种 应 用 广 泛 的 重 油/渣 油 加 工 技术，由于其技术简单，投资及操作费用低和经济效 益好等特点，世界上 85 %以上的焦化处理装置都采用 延迟焦化工艺［1］。 近年来，原油逐渐变重劣质化、轻质 油品需求量上升和重燃料油需求量下降，重油/渣油深 度加工任务日益繁重，延迟焦化装置在重油/渣油加工 中的地位越显突出，作为重质油轻质化重要手段的延 迟焦化装置面临着新的挑战， 开工率要求不断提高， 连续运转周期要求不断延长，安全环保及节能减排要 求日趋严格［2］。 在延迟焦化装置加工过程中，加热炉炉 管结焦、大油气线结焦、分馏塔底结焦、分馏塔顶循结 盐和弹丸焦的生成等因素影响着延迟焦化装置的长 周期运行，各石化企业针对这些影响因素采取了相应 的技术改进措施， 有效地延长了装置的运行周期，本
料中沥青质、Ni、V 的含量，有效地防止了弹丸焦的生 成。
6 结语
在原油逐渐变重劣质化，轻质油品需求量不断上 升，重燃料油需求量不断下降，重油/渣油深度加工任 务日益繁重的今天，延迟焦化装置在炼油生产中的地 位显得日益重要， 装置是否能长周期安全平稳运行， 决定着炼油厂重油/渣油加工任务能否完成。通过采取 相应的技术措施， 可以有效地减缓加热炉炉管结焦、 大油气线结焦、分馏塔底结焦、分馏塔顶循结盐和弹 丸焦的生成，延长了装置的运行周期。 在装置的实际 生产过程中， 要抓住装置长周期生产的瓶颈问题，找 出影响装置长周期运行的主要因素，并制定有效的技 术措施进行解决，从而保证延迟焦化装置长周期安全 平稳运行。
3 防止分馏塔底结焦
分馏塔底部温度一般在 345～365 ℃范围内波动， 属于高温、易结焦的部位，结焦倾向与原料性质、焦炭 塔暖塔、甩油回炼、切塔及油气携带焦粉等因素有关。 由于分馏塔底结焦，经常造成底部抽出线过滤器和底 循环泵入口过滤器堵塞，清焦处理频繁，还会造成辐 射泵上量困难甚至出现抽空，不利于装置的安全长周 期运行 。 ［13］
的圆环注在焦炭塔除焦口内， 圆环上开了 8 个向内 45°的 开 孔 ；兰 州 石 化 ［13］将 焦 炭 塔 顶 部 急 冷 油 由 直 接 三点式注入改为在大油气线内增设环形分配器注入。 经过实际生产验证，原结焦严重部分的大油气线无明 显结焦现象，说明这些方法有效地减缓了大油气线的 结焦。 另外，在操作过程中要控制好加热炉出口温度、 焦炭塔塔顶的温度、泡沫层高度和生焦高度，切塔时 保证平稳操作，切塔后严格控制小吹汽量，防止将泡 沫层带入大油气线。
渣油加工中的地位越显重要，装置能否长周期运行直接影响着炼厂重油/渣油的加工。 在生产过程 中，加热炉炉管结焦、大油气线结焦、分馏塔底结焦、分馏塔顶循结盐和弹丸焦的生成是装置长周期 运行的主要影响因素，对装置长周期运行的影响因素及所采取的技术措施进行了综述。 这些措施的 采取有效延长了装置的运行周期，保证了装置的长周期安全平稳运行。 关键词：
大油气线结焦的影响因素主要有急冷油注入点 位置、加热炉出口温度、冷焦吹汽量、泡沫层高度、生 焦高度、焦炭塔塔顶温度、切塔时的平稳操作等。 上海 石 化 ［11］将 急 冷 油 注 入 由 原 来 的 一 个 喷 嘴 在 焦 炭 塔 顶 垂直油气出口向下打入改为三点对称式注急冷油；镇 海 炼 化 ［10］在 改 造 前 急 冷 油 是 用 侧 线 泵 打 到 焦 炭 塔 顶 油气管线，4 个喷嘴呈 30°角对称地顺油气流向打入， 改造后将急冷油注入点前移到除焦口并逆向打入；锦 州 石 化 ［12］改 造 前 将 急 冷 油 注 在 大 油 气 线 的 出 口 水 平 管上，是一点注入，改造后将急冷油通过一个 6 分管
2 减缓大油气线结焦
焦炭塔大油气管线结焦是延迟焦化装置普遍存 在的一个问题，解决大油气管线结焦是延长焦化装置 开工周期，确保高负荷加工渣油的关键之一。 大油气 管线结焦会导致管线压降过大，焦炭塔顶操作压力增 大，甚至接近安全阀的定压值，严重影响了装置的正 常运行，有时还会被迫停工清焦 。 ［9~10］ 因此，解决大油 气管线结焦是延长延迟焦化装置生产周期的一个关 键问题。
上 海 石 化 考 ［11］ 虑 从 分 馏 塔 底 循 环 泵 出 口 接 一 根 管线跨至焦炭塔入口转油线，定时将分馏塔底的焦送 入焦炭塔，这样可以大大减少分馏塔底结焦；大港石 化 ［14］通 过 调 整 装 置 的 小 吹 汽 量 ，小 吹 汽 量 从 原 来 的 8 t/h 减小到 3 t/h，避免了焦炭塔内油气因线速过大产 生雾沫夹带及大油气线携带焦粉进入分馏塔底的现 象 ，有 效 地 减 缓 了 分 馏 塔 底 结 焦 ；兰 州 石 化 通 ［13］ 过 改 变阻焦剂的注入位置， 从原设计的加热炉入口注入， 改为分馏塔底部注入，有效的减缓分馏塔底部、过滤 器 及 其 附 属 管 线 结 焦 ， 同 时 加 热 炉 管 压 降 由 0.21～ 0.25 MPa 降至 0.11～0.13 MPa，加热炉炉管结焦情况也 得到明显缓解。
4 防止分馏塔顶循结盐
由于焦化原料中含有较多的氮化物和氯盐，以及 采油过程中添加的采油助剂和常减压装置脱盐效果 不稳定等因素影响， 分馏塔顶塔盘易出现结盐现象， 顶循系统结盐常导致汽油干点偏高， 分馏塔冲塔；顶 循泵经常抽空，泵密封极易呲开，严重影响装置的长 周期安全平稳运行 。 ［15］
预 防 分 馏 塔 顶 循 结 盐 的 措 施 主 要 有 以 下 几 点 ：a） 在控制好汽油干点的前提下， 适当分流部分顶循油， 这样可以大大降低塔盘结盐速度，延长顶循系统平稳 运 行时间；b）调整 分馏塔各段 取热分配 ，适 当 增 大 塔 顶负荷，控制好顶循回流，使顶循返塔温度高于水蒸 气 凝 结 温 度 ， 避 免 盐 类 析 出 ， 减 缓 顶 循 结 盐 ［15］；c） 添 加