傳統延遲焦化工藝改造成調節循環比工藝可行性探討

＊張紅旭

（中海石油舟山石化有限公司 浙江 316015）

傳統延遲焦化工藝改造成調節循環比工藝可行性探討

＊張紅旭

（中海石油舟山石化有限公司 浙江 316015）

傳統延遲焦化工藝循環比比較固定，對改變產品的性質、分布影響較小，如果采用調節循環比工藝，可以很好的解決這個問題。通過同行業同類裝置靈活循環相較于工藝改造效果上來看，大大提高了延遲焦化裝置上的實際操作的靈活性。本文對傳統延遲焦化裝置上的改造進行了可行性方面的分析。

傳統延遲焦化；工藝改造；循環比

1.裝置的現狀和存在問題

舟山石化2.4Mkt/a延遲焦化裝置，于2008年投產以來，經過了摻煉重質油流程改造和增加原料油預處理系統兩次比較大的改造，形成了目前以加工渣油為主，加工海洋重質原油為輔的特色生產模式。

現有生產工藝流程見圖1。原料重油自罐區經泵送入裝置，換熱后進焦化爐對流段，在分餾塔底與高溫油氣接觸。分餾塔底油經泵入焦化爐輻射段，經四通閥進入焦碳塔底部。裂解油氣在分餾塔內自下而上分餾出重蠟油、重餾分油、粗柴油、粗汽油和富氣組分。重餾分油作為加氫改質進料，粗柴油和粗汽油作為加氫精制進料，重蠟油作為產品銷售。

圖1 公司延遲焦化工藝流程

上述生產流程在實際操作中，存在以下問題：（1）不能根據實際生產的需求來調節循環比。循環比它主要是用來控制焦化蠟油的干點，對焦化裝置加工量、產量、產品分布和性質都有影響。（2）循環比過高會造成焦化的加熱爐及焦炭塔、分餾系統的負荷升高，結果只能犧牲裝置加工量的生產。（3）加熱爐流程為對流段和輻射段分開，油品進對流段后入分餾塔，對流段和輻射段分別操作，由于受焦化周期性操作影響，對流段溫度波動較大，易造成對流段超溫現象，同時也會造成分餾塔底液位波動嚴重。

按照設計要求加工的原料為含硫低氮重油，而裝置投產以來，實際加工的原料為低硫高氮重油，在日常生產中調節循環比、多出重蠟油是主要的操作調整手段。對傳統延遲焦化工藝來說，實際的循環比比較固定，在操作中可調節的幅度較小，只能依靠調整原料的性質來改變產品中的氮分布。

摻煉海洋重質原油對產品收率有明顯影響，特別是粗汽油、粗柴油、重餾分油、重蠟油的產品分布尤為明顯，重餾分油中的氮含量從摻煉油開始有所降低。

2.調節循環比的兩種流程

循環比主要是指分餾塔內焦化餾出油的循環量以及與新鮮原料油量的比值。現在可調節循環比有兩種方法，第一種則是反應油氣和原料在分餾塔進料段直接換熱的過程，主要靠改變分餾塔蒸發段溫度來調節循環油量，第二種則是從分餾塔抽出循環油或者是餾分油，并按照比例和新鮮進料進行混合，在這種情況下原料油會從油氣進料口上側、下側進塔，根據需要冷凝循環油量來調節原料的上、下進料量。

與傳統延遲焦化流程相比較的話，調節循環比工藝流程有其本身的優點，其優點在加熱后的原料油不進分餾塔，而是直接進入焦炭塔中。分餾塔內的反應油氣熱量由塔底的循環油回流帶走。進焦化加熱爐的循環油量可以根據需要來進行調節，下面介紹兩種不同的可調循環比流程。

(1)可調循環比流程。裝置外原料油進入原料緩沖罐，經原料泵加壓后分別與分餾塔各側線換熱后進入加熱爐進料緩沖罐，與循環油一起經加熱爐進料泵送至加熱爐對流段、輻射段后進焦炭塔，如圖2。

(2)靈活循環比流程。分餾塔底油（循環油）經泵抽出與對流油混合后進入緩沖罐，調節循環油泵出口重蠟油的流量，使進入緩沖罐油量的大小來改變循環比，該工藝具有靈活調節循環比的功能，可根據生產要求來調整生產方案和產品結構，最關鍵的使該工藝可實現超低循環比的要求，對流出口油不進分餾塔，調節循環油泵出口到緩沖罐的油量來實現數據為零的操作模式，使輻射油中不含循環油組分，實現超低循環比的操作，如圖3。

上面兩種流程有以下特點：

(1)操作靈活，適應性強。裝置主要設備富氣壓縮機、分餾塔、輻射泵等運行環境狀態均較好。根據實際情況、裝置加工量和產品分布的最佳組合，采用調節循環比工藝改造會進一步改善目前的生產狀況和操作條件。(2)反應油氣的熱量用循環油回流來取走，使分餾塔的蒸發層與塔底溫度根據實際生產需要進行調節，提高產品質量，流程中的循環油也可以是重蠟油、重餾分油或粗柴油。(3)分餾塔底的循環油的溫度一般可以控制到350℃左右，這樣就可以減輕塔底結焦的情況。(4)重質的原料油不需要再進入分餾塔，與油氣也不混合，對于穩定、提高分餾塔上部產品的性質與質量是有很大好處的。(5)加熱爐進料溫度最高為330℃進對流室。這樣可能降低焦化裝置主要設備輻射泵在操作方面的苛刻度，也有利于操作，分餾塔塔底溫度下降到350℃左右，減緩了焦粉在分餾塔底部的積聚，更加有效地減輕了分餾塔底結焦和輻射泵入口帶焦粉的現象，解除了分餾塔塔底結焦對長周期運行的制約。

圖2 可調循環比焦化工藝流程

圖3 靈活循環比焦化工藝流程

據報道，廣州石化、勝利油田石化總廠、武漢石化均進行了可調循環比流程改造，焦化循環比的變化對裝置處理能力、產品收率、加熱爐進料的性質、焦化蠟油餾程和康氏殘炭的影響比較大；但是對粗汽以及柴油產品的質量影響則不大，所以裝置可以根據具體的情況來改變循環比，使裝置的操作更具有靈活性，結果證明該裝置的改造取得了成功。

另據報道，長嶺石化進行了新增緩沖罐和對靈活循環比流程的改造，在裝置開工之后，投用成功的同時，建立塔底重蠟油循環，控制分餾塔塔底溫度在340～350℃之間，并控制塔底液位在10%～30%之間，從而減少塔底蠟油在塔內的停留時間，防止了塔底的結焦，控制緩沖罐液位在40%～70%間，并加強對緩沖罐差壓液位計的檢查力度，防止因為緩沖罐液面不準確而出現輻射泵抽空的問題，渣油進緩沖罐的溫度在340～350℃左右。使用到現在，輻射泵和重蠟油泵運行良好，重蠟油過濾器也不需要清理，循環油泵也沒有出現抽空現象，循環比大，粗汽、柴油收率增加，重蠟油收率的降低，焦炭與氣體收率增加，裝置加工能力下降；降低循環比，粗汽、柴油收率降低，重蠟油收率高。

3.調循環比改造的可行性

(1)工藝改造比較

如果采用可調節循環比工藝對流程上的改動，是把原料油與高溫油氣在塔內換熱更改為原料油和循環油通過換熱器在塔外部進行換熱，對于這個改造過程，裝置可通過增加幾組換熱器完成改造。配合流程改造，將輻射段和對流段連為一體，同時取消了對流出口管線及對流放空管線，裝置改動大，投資也較大。

采用靈活調節循環比，只需在現有工藝流程中添加一個緩沖罐和相應的連接管線即可，所需改動以及增加的部分只限于分餾塔，而加熱爐和焦炭塔等其它部分一般不做變動,其他現有流程不會有較大的改動，投資較小，經濟效益明顯。

(2)兩種調節循環比工藝改造的優缺點

可調節循環比工藝流程從焦粉平衡的角度看，塔底循環油容易產生塔底焦粉沉積，同時塔底循環油作為分餾塔洗滌換熱段換熱洗滌油使用，會產生瀝青態及焦態固體物的積聚，從而影響到分餾塔與塔底過濾器的正常運行，所以在同樣的操作條件下會增加焦粉隨油氣上升進入粗柴油和蠟油餾份中的量。裝置采用定期外甩分餾塔循環油來保證塔底循環量，通過這種措施應對含有的大量焦粉，但是循環油處理困難。

采用靈活循環比工藝流程可以有效防止分餾塔底結焦，改善輻射泵的運行環境。在傳統的焦化流程中，對流油與高溫油氣換熱，一方面是油氣中的焦粉從焦炭塔進入到了分餾塔，另一方面則是分餾塔底油易結焦。雖然經過過濾器過濾，仍有一部分焦粉帶入輻射泵內，很有可能造成泵出入口管線阻塞，影響輻射泵的平穩運行。當采用靈活循環比工藝時，對流油不進分餾塔，并且分餾塔底油溫可靈活控制在340～350℃左右，有效的防止了分餾塔塔底結焦，避免了重蠟油帶焦粉到緩沖罐嚴重的問題，更好的防止輻射泵入口帶焦粉方面的問題，從而實現各種不同循環比下的生產方案。

4.結論

經過同類裝置改造比較經驗，得出舟山石化進行靈活循環比工藝改造具有一定的可行性。

張紅旭（1983～），男，中海石油舟山石化有限公司，研究方向：石化工藝方向。

(責任編輯 王恒)

Feasibility Discussion of the Improvement of Traditional Delayed Coking Technology to Adjustment Recycle Ration Technology

Zhang Hongxu

（Cnooc Zhoushan Petrochemical co., LTD, Zhejiang, 316015）

The traditional delayed coking process recycle ratio is relatively fixed, which has less influence on changing the nature and distribution of product, if we adopt the adjustment recycle ratio technology, we can solve this problem very well. Compared with the technology improvement effect, the flexible circulation of the same type of equipment in same industry greatly improves the flexibility of the actual operation of the delayed coking device. In this paper, it takes feasibility analysis of the improvement of the traditional delayed coking device.

traditional delayed coking；technology improvement；recycle ratio

T

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