淺析延遲焦化裝置分餾塔底結焦原因及措施

石軍計，王亦成

（玉門油田煉化總廠a.重油車間；b.常減壓車間，甘肅 玉門 735200）

1 延遲焦化裝置概況

玉門煉化延遲焦化裝置加工能力為30萬t·a-1，自1993年建成投產，至今運行近19年，近年來我廠延遲焦化裝置一直處于高負荷運行，延遲焦化裝置現面臨著全廠重油平衡的巨大壓力。目前，延遲焦化裝置處理量最高能力達到960t·d-1，當日負荷高達117%。2011年1～12月份加工量已達到33.32萬t，負荷率為111%，已經超過了設計值的最大負荷，為保證全廠的渣油平衡，延遲焦化還將長期處于超負荷運行狀態。

超負荷運行狀態下，由于焦炭塔氣速增加和生焦后期焦層較高，大量粉焦會隨高溫油氣進入分餾塔底，這些粉焦停留在分餾塔底會粘附在塔壁上，不斷結焦，粉焦量大的時候甚至可以堵塞輻射抽出過濾器，造成輻射泵抽空，影響正常生產。因此如何確保分餾塔正常生產嚴防分餾塔底結焦就顯得尤為重要。

表1 延遲焦化裝置加工情況Tab.1 Process of delayed coking unit

2 各因素對分餾塔底結焦的影響

2.1 加熱爐輻射出口溫度的影響

加熱爐輻射出口溫度是延遲焦化裂解縮合反應的關鍵參數，玉門延遲焦化爐出口溫度控制在492±1℃，加熱爐輻射出口溫度降低亦焦化反應深度下降，焦炭泡沫層有所增加，易引發泡沫夾帶現象，焦粉攜帶入分餾塔底而引起結焦。為了降低泡沫層高度，緩解分餾塔底結焦，可適當提高加熱爐輻射出口溫度。若加熱爐輻射出口溫度偏高將導致加熱爐負荷增大，爐管表皮溫度過高，部分爐管局部過熱而引發輻射爐管氧化剝皮同時也加重了輻射爐管結焦的傾向。

日常生產中我們可以根據延遲焦化原料的性質變化，在原料變輕時，提高加熱爐出口溫度1～2℃；在原料變重時，降低加熱爐出口溫度1～2℃。防止因原料性質的變化，造成反應深度不夠，泡沫層增高，加大生焦后期粉焦攜帶入分餾塔的幾率，引起分餾塔底結焦。同時，可以在切換四通閥前2h，提高爐出口溫度1～2℃,有利于降低泡沫層高度,減緩焦粉攜帶。

2.2 分餾塔底溫度的影響

分餾塔底溫度控制一般不能過高，也不能過低。過高，分餾塔底容易結焦；過低，加熱爐負荷加重。我裝置原料溫度180℃左右，一般塔底溫度控制在360℃左右。生產中采用上下部進料和蒸發段溫度來調節和控制塔底溫度，控制上部進料量不小于50%，保證分餾換熱段三層塔板有足夠的液體流量，將高溫油氣中的焦粉洗滌下來，防止焦粉帶到塔上部。分餾塔底液面設定在50%左右，分餾塔底液位不宜維持過高，這樣不但增加塔底存液量，也使塔底循環油流動困難，增大了分餾塔底油停留時間，循環油轉化率上升，生焦可能性增強。

裝置在在在處理量較大時，分餾塔底溫度會相應升高，根據設計要求，分餾塔底溫度控制在380℃以下，如果溫度過高會加速分餾塔底及蒸發段結焦，堵塞分餾塔底的舌形塔盤，造成油氣上升通路不暢，危害分餾塔的正常運行。

2.3 焦層偏高的影響

玉門延遲焦化裝置在超負荷運行情況下，焦層高度過高，基本在17～18.5m之間，甚至出現了高達18.9m的情況，而焦化裝置原設計的安全高度為16m，目前裝置生焦高度已超過安全高度，極易發生沖塔事故。當焦層高度超過安全高度時，油氣中焦粉攜帶量會增大，分餾塔底過濾器前后壓降會明顯增大，將造成輻射泵入口過濾器堵塞和分餾塔塔底被焦粉結死等一系列問題。

我們裝置根據實際生產經驗，根據原料性質變化，嚴格控制分支流量，要求嚴格控制焦層高度，嚴防沖塔事故的發生。同時，按照階梯式加入消泡劑，初加入時間為切塔前8h，并且在切換前4h已到生焦后期加大消泡劑泵流量，該方式能夠有效降低泡沫層高度。

2.4 焦炭塔切換和改放空時，壓力波動的影響

焦炭塔在切換四通閥、改放空操作過程中，不可避免地會對分餾塔的操作帶來周期性的壓力波動，穩定系統壓力，減緩焦炭塔頂壓力劇烈波動，從而能夠有效避免粉焦因壓力波動而被攜帶入分餾塔系統，引發沖塔事故的發生。在切塔初期,新塔的油氣量不足，老塔小吹汽目的是為了回收炭塔中的殘余油氣，老塔給汽時應盡量小而緩慢,避免老塔壓降損失過大，目前我裝置小給汽時間控制在40min，保證老塔進料管線，閥門吹掃干凈，以避免結焦，同時確保系統壓力穩定。切塔后老塔壓力一旦出現大幅度下降，在焦碳塔生焦末期沒有來得及進行生焦反應的泡沫層物質由于二次汽化進入大油氣線以及分餾塔系統，并在大油氣線和分餾塔底（或塔底循環系統）聚結生焦，會導致焦炭塔頂油氣線、分餾塔底循環線、分餾塔輻射抽出線等多處過濾器堵塞以及輻射泵、塔底循環泵抽空等事故的發生。在低壓瓦斯管網系統壓力波動較大時，焦炭塔憋壓、失壓容易造成攜帶大量焦粉的泡沫層沖入分餾塔，造成沖塔事故的發生。

2.5 原料性質劣質化的影響

我廠原油已向高硫、高瀝青質劣質原油發展，原油的減壓渣油大部分進入我延遲焦化裝置加工，焦化裝置在超負荷運行的情況下加工這些殘炭、瀝青質高的劣質原料時，焦炭塔生焦高度變高，空塔余量較少，油氣容易夾帶更多的粉焦，造成焦炭塔塔頂揮發線和分餾塔底過濾器的堵塞以及易引發分餾塔底結焦。日常工作中加大對減壓渣油性質及時跟蹤分析，通過控制原料殘炭不大于20%，可有效防止原料因殘炭和瀝青質含量高而引起焦炭塔沖塔，造成粉焦攜帶，引起分餾塔底結焦。

3 預防分餾塔底結焦措施

（1）控制好高溫油氣進分餾塔溫度即焦炭塔頂部溫度。

（2）增大分餾塔底回流，控制好分餾塔底溫度。

（3）保證塔底循環油泵的正常運行，保證足夠的循環量，防止結焦。

（4）根據分餾塔底過濾器的前后壓差，及時清理過濾器。

（5）控制好焦炭塔系統的平穩操作。

①換完塔后小吹汽的控制不易過大，防止將大量泡沫層吹去分餾塔；②控制焦炭塔的生焦高度，防止沖塔；③避免焦炭塔壓力大幅度波動；④定期清理焦炭塔頂過濾器。

4 結語

針對焦化裝置普遍存在的分餾塔底結焦問題，我裝置在超負荷運行的前提下實際生產中摸索了一定的寶貴經驗并取得了較好的效果，同時不斷吸取國內同行先進生產經驗和加強理論知識的學習，生產實踐中，精心、平穩操作，以先進的技術優化生產，盡量減少焦化裝置分餾塔底結焦，實現延遲焦化裝置安全、平穩、滿負荷、長周期運行。

［1］林世雄.石油煉制工程［M］.北京:石油工業出版社,1990.

［2］梁朝林，沈本賢.煉油工程技術叢書-延遲焦化［M］.北京：中國石化出版社，2007.

［3］錢家麟.管式加熱爐（第二版）［M］.北京：中國石化出版社，2003.