延遲焦化裝置污油回?zé)捈夹g(shù)的研究及應(yīng)用

徐先財(cái)，王成章，魏 文

（中國(guó)石油 烏魯木齊石化公司煉油廠，新疆 烏魯木齊 830019）

延遲焦化裝置污油回?zé)捈夹g(shù)的研究及應(yīng)用

徐先財(cái)，王成章，魏 文

（中國(guó)石油 烏魯木齊石化公司煉油廠，新疆 烏魯木齊 830019）

通過(guò)對(duì)延遲焦化裝置甩油和放空污油在回?zé)掃^(guò)程存在的焦炭塔預(yù)熱初期產(chǎn)生的甩油含水量高和放空塔底溫度低等問(wèn)題進(jìn)行分析，提出了引高溫（350 ℃）蠟油急冷油進(jìn)放空塔，通過(guò)混合加熱的方式提高放空塔底溫度，解決甩油和放空污油在回?zé)掃^(guò)程中因污油帶水造成機(jī)泵汽蝕抽空及改善了放空瓦斯氣攜帶焦粉的難題。技術(shù)改造后實(shí)際運(yùn)行情況表明，改造后的污油回?zé)捈夹g(shù)實(shí)現(xiàn)了裝置污油的全部回?zé)?，輕油收率提高了3百分點(diǎn)，加工損失率降低了3.22百分點(diǎn)，并且回收利用了裝置余熱，降低了裝置能耗，裝置運(yùn)行平穩(wěn)安全，提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

延遲焦化；甩油；放空污油；全回?zé)?/p>

中國(guó)石油烏魯木齊石化公司1.20 Mt/a延遲焦化裝置于2011年11月一次試車(chē)成功投產(chǎn)。該裝置由中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司設(shè)計(jì)，采用一爐兩塔的工藝路線，設(shè)計(jì)產(chǎn)物有干氣、液化氣、汽油、柴油、蠟油和石油焦。裝置原設(shè)計(jì)可通過(guò)放空系統(tǒng)回?zé)捤τ停ń固克A(yù)熱產(chǎn)生的凝縮油）和老塔改放空處理產(chǎn)生的放空污油。但自投產(chǎn)以來(lái)，由于裝置放空系統(tǒng)操作異常，無(wú)法按原設(shè)計(jì)回?zé)捜康奈塾?，產(chǎn)生的污油需經(jīng)冷卻后送至污油罐區(qū)。全年裝置不能回?zé)挼奈塾图s39.1 kt，收率約為3.26%。若能實(shí)現(xiàn)裝置污油全回?zé)?，將大幅提高裝置的液體收率。

本工作對(duì)延遲焦化裝置甩油和放空污油在回?zé)掃^(guò)程中存在的焦炭塔預(yù)熱初期產(chǎn)生的甩油含水量高和放空塔底溫度低等問(wèn)題進(jìn)行了分析，提出引高溫蠟油急冷油進(jìn)放空塔的方法，采用混合加熱方式提高放空塔底溫度，解決甩油和放空污油在回?zé)掃^(guò)程中因污油帶水造成機(jī)泵汽蝕抽空的難題。

1 污油回?zé)挻嬖诘膯?wèn)題

1.1 焦炭塔預(yù)熱初期產(chǎn)生的甩油含水量高

由于延遲焦化裝置焦炭塔間歇運(yùn)行的特殊性，除焦后的空塔要進(jìn)行蒸汽趕空氣、試壓和預(yù)熱［1］，這會(huì)造成焦炭塔油氣預(yù)熱前期甩油中含有大量水汽，含水甩油回?zé)捚陂g機(jī)泵因汽蝕而易抽空，導(dǎo)致回?zé)捓щy且對(duì)分餾塔操作產(chǎn)生一定的影響［2］。為了能夠平穩(wěn)地進(jìn)行甩油回?zé)挷僮?，將焦炭塔預(yù)熱過(guò)程中前期產(chǎn)生的含大量水汽的甩油（預(yù)熱溫度在200℃以前的甩油）改至放空塔后甩至罐區(qū)，只回?zé)掝A(yù)熱焦炭塔后期產(chǎn)生的含水汽很少的甩油。因此，裝置無(wú)法直接回?zé)掝A(yù)熱初期產(chǎn)生的甩油。

1.2 放空塔底溫度低

裝置原設(shè)計(jì)放空污油可以在改放空期間回?zé)捴练逐s塔或作為急冷油回?zé)捴两固克?shí)際改放空操作中，前期放空塔底溫度一般控制在85～105 ℃之間，塔頂壓力在0.04～0.05 MPa左右。改放空期間，放空塔頂部循環(huán)油與來(lái)自焦炭塔的高溫放空油氣接觸，將放空油氣中所含的大量水汽洗滌下來(lái)冷凝在塔中，而此時(shí)放空塔底循環(huán)油經(jīng)過(guò)換熱后的溫度最高不超過(guò)110 ℃，無(wú)法將洗滌過(guò)程中冷凝在塔中的水汽完全蒸發(fā)出去。最終導(dǎo)致放空塔底循環(huán)泵（離心泵）汽蝕抽空，造成放空塔循環(huán)洗滌中斷［3］。

2 污油回?zé)挼谋匾?/h2>

2.1 甩油及放空污油產(chǎn)量大

裝置生焦周期為24 h，焦炭塔平均預(yù)熱時(shí)間為6 h。每次預(yù)熱產(chǎn)生的甩油量約為53.2 t/h，全年甩油量為111.7 kt。從日常操作情況看，當(dāng)預(yù)熱甩油溫度達(dá)200～210 ℃時(shí)，甩油中水汽含量較低，機(jī)泵不會(huì)發(fā)生汽蝕抽空現(xiàn)象，且回?zé)挄r(shí)對(duì)分餾系統(tǒng)操作影響較小。每次預(yù)熱前1.5 h內(nèi)產(chǎn)生的甩油（溫度低于200 ℃）因含水量較高影響回?zé)?，正常生產(chǎn)中需改至放空塔后甩至罐區(qū)。如此計(jì)算，全年將有27.9 kt甩油因含水量較高而不能直接回?zé)?。甩油組分主要是蠟油和柴油，若能全部回?zé)捒商岣哐b置液體收率，降低損失［4］。

另外，裝置改放空時(shí)產(chǎn)生的污油量平均為2 t/ h，每次改放空時(shí)間大約6 h。如此計(jì)算，全年放空產(chǎn)生污油量為4.2 kt。且裝置放空塔內(nèi)的循環(huán)油每經(jīng)過(guò)5次改放空操作需置換一次，每塔循環(huán)油按100 t計(jì)算，加上放空產(chǎn)生的污油，全年共計(jì)有11.2 kt污油需送去罐區(qū)。由于裝置放空塔循環(huán)油采用蠟油，因此放空污油組分主要為蠟油，回?zé)挿趴瘴塾涂商岣哐b置液體收率，降低損失。

2.2 裝置污油外送至罐區(qū)造成損耗

為保證罐區(qū)的安全運(yùn)行，裝置污油外送至罐區(qū)時(shí)須經(jīng)過(guò)空冷冷卻至60 ℃以下，這樣既浪費(fèi)了污油的高溫?zé)崃浚衷斐闪孙L(fēng)機(jī)耗電損失。另外，污油外送至罐區(qū)后，需先進(jìn)行脫水再送回裝置進(jìn)行回?zé)?，這樣不僅造成油品損失，增加下游污水處理負(fù)荷，而且在回?zé)捨塾颓斑€需加熱升溫［4-5］。如此反復(fù)操作不符合能量轉(zhuǎn)換、回收、利用的“三環(huán)節(jié)”優(yōu)化原則［6-7］。

因此，實(shí)現(xiàn)污油全回?zé)?，不僅能提高裝置液體收率，降低油品損失，還可充分回收利用污油的熱量，降低裝置及全廠的能耗，提高企業(yè)效益。

3 污油全回?zé)捈夹g(shù)改造

3.1 污油全回?zé)捔鞒谈脑?/p>

焦炭塔預(yù)熱前期甩油及放空污油無(wú)法正?；?zé)挼脑颍河捎谖塾秃枯^高，造成機(jī)泵發(fā)生汽蝕抽空，回?zé)挄r(shí)對(duì)操作影響大。對(duì)此，結(jié)合裝置現(xiàn)有流程，在大檢修期間進(jìn)行改造。在原有高溫蠟油（350 ℃）去焦炭塔作急冷油的控制閥前增設(shè)一條去放空塔的管線，將高溫蠟油引到放空塔中，然后再由放空塔底循環(huán)泵將高溫蠟油送至焦炭塔頂作急冷油。將高溫蠟油引進(jìn)放空塔可提高塔底溫度，將污油中的水蒸發(fā)出去，同時(shí)改放空時(shí)大量的放空水汽不會(huì)冷凝在塔底。改造后具體流程如圖1所示。

3.2 污油全回?zé)挼目尚行苑治?/p>

經(jīng)技術(shù)改造后，焦炭塔急冷油（蠟油）分為兩股。一股保持原來(lái)的注入方式不變；另一股由急冷油控制閥前引出進(jìn)入放空塔，與甩油或放空污油混合換熱后，由放空塔底循環(huán)泵抽出，與上一股急冷油合并后一起注入。在生產(chǎn)中，根據(jù)污油回?zé)捔考敖固克敎囟?，調(diào)節(jié)分配兩股急冷油流量大小。

焦炭塔預(yù)熱初期產(chǎn)生的甩油含水量較高，需送至放空塔中，待甩油溫度達(dá)到200 ℃后才可至分餾塔進(jìn)行回?zé)挘?］。技術(shù)改造后高溫蠟油與甩油在放空塔中混合后，甩油中的水汽可在低壓高溫的放空塔中蒸發(fā)出去。放空塔底循環(huán)泵再將放空塔中的污油送至焦炭塔作急冷油回?zé)?。?jīng)兩個(gè)月的實(shí)際摸索運(yùn)行，焦炭塔預(yù)熱初期的甩油送放空塔，放空塔底溫度可控制在200～260 ℃之間，機(jī)泵不再發(fā)生汽蝕抽空，回?zé)掃^(guò)程中操作平穩(wěn)，完全實(shí)現(xiàn)了甩油全回?zé)挕?/p>

3.2.2 放空污油的回?zé)?/p>

技術(shù)改造前，由于放空塔頂部循環(huán)油與高溫放空油氣接觸，將放空油氣中所含的大量水汽洗滌下來(lái)冷凝在塔中，導(dǎo)致放空塔底循環(huán)泵汽蝕抽空，放空塔頂循環(huán)洗滌中斷，放空污油無(wú)法回?zé)?。技術(shù)改造后，高溫蠟油可將放空塔底溫度提升至200～260 ℃，在改放空操作時(shí)，放空塔建立塔頂循環(huán)洗滌，可將來(lái)自焦炭塔老塔處理過(guò)程中產(chǎn)生的高溫放空油氣經(jīng)洗滌傳熱后帶入塔底，水汽不會(huì)冷凝，完全實(shí)現(xiàn)了放空污油回?zé)挕?/p>

圖1 污油全回?zé)挼牧鞒蘁ig.1 Flow chart of recovering all slop oil(the red dashed line was modifed).

4 污油全回?zé)捄蟮膮?shù)分析

4.1 主要操作參數(shù)的對(duì)比

表1是污油回?zé)捈夹g(shù)改造前后裝置的主要操作參數(shù)對(duì)比。由表1可見(jiàn)，回?zé)捛昂蠹崩溆土俊⒓崩溆蜏囟群头趴账诇囟茸兓^大，但焦炭塔頂溫度、壓力及分餾塔底溫度變化不大，說(shuō)明污油回?zé)捨磳?duì)分餾系統(tǒng)造成較大的不利影響。

表1 技術(shù)改造前后裝置的主要操作參數(shù)對(duì)比Table 1 Comparison of main operating parameters before and after the modifcation

4.2 產(chǎn)品收率的對(duì)比

表2是污油回?zé)捈夹g(shù)改造前后裝置的收率對(duì)比。由表2可見(jiàn)，污油實(shí)現(xiàn)全部回?zé)捄螅啾任塾屯馑蜁r(shí)，輕質(zhì)油收率提高了3百分點(diǎn)，裝置不再產(chǎn)生外甩污油后，油品總收率提高了3.22百分點(diǎn)，即加工損失率降低了3.22百分點(diǎn)。

為了全面提高柳林縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)抗旱應(yīng)急能力，保障嚴(yán)重干旱年城鄉(xiāng)用水安全，推進(jìn)構(gòu)建與經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展相適應(yīng)的抗旱減災(zāi)體系，為全縣經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展、跨越發(fā)展、和諧發(fā)展打造良好用水環(huán)境，提供有力水資源支撐，根據(jù)國(guó)家水利部組織編制的《抗旱規(guī)劃實(shí)施方案（2013—2017年）》大綱和省、市水利部門(mén)統(tǒng)一安排，結(jié)合柳林縣實(shí)際，縣水利局制定了《柳林縣抗旱規(guī)劃實(shí)施方案》。

4.3 效益分析

4.3.1 甩油熱量回收

技術(shù)改造前，焦炭塔預(yù)熱初期產(chǎn)生的甩油不能回?zé)?。甩油只能通過(guò)風(fēng)機(jī)冷卻后送至罐區(qū)。技術(shù)改造后，這部分熱量可以得到很好的回收利用。

4.3.2 放空油氣余熱回收

技術(shù)改造前，由老塔處理時(shí)改放空油氣攜帶的熱量只能通過(guò)風(fēng)機(jī)冷卻，然后進(jìn)行油水分離。經(jīng)過(guò)技術(shù)改造，焦炭塔放空余熱在放空塔中通過(guò)洗滌熱交換，部分熱量得以回收［8］。

4.3.3 風(fēng)機(jī)電能耗降低

技術(shù)改造前，由于污油溫度較高，外送至罐區(qū)前必須通過(guò)風(fēng)機(jī)冷卻。通過(guò)技術(shù)改造，污油直接 回?zé)?，?jié)省了外送前冷卻所耗的電能。

表2 技術(shù)改造前后裝置的收率對(duì)比Table 2 Comparison of the product yields before and after the modifcation

4.3.4 產(chǎn)品收率增加

實(shí)現(xiàn)污油全回?zé)捄?，裝置的汽油、柴油和液化氣收率均有不同程度的增加。蠟油收率下降了0.05百分點(diǎn)，這是由于技術(shù)改造后急冷油為溫度較低的污油，使得反應(yīng)油氣進(jìn)分餾塔溫度偏低，為控制分餾塔底溫度，操作中加大了蠟油熱回流量［9］。技術(shù)改造后，污油實(shí)現(xiàn)全回?zé)?，裝置總液體收率上升了2.95百分點(diǎn)，輕油收率上升了3百分點(diǎn)，總油品損失率下降了3.22百分點(diǎn)，裝置效益得到了提升。

4.3.5 放空瓦斯得到凈化

技術(shù)改造前，放空塔無(wú)法正常建立循環(huán)洗滌，不能有效地洗滌放空瓦斯，低壓瓦斯系統(tǒng)攜帶焦粉嚴(yán)重。通過(guò)技術(shù)改造，放空塔能夠正常操作，加大放空塔頂循環(huán)油量可使放空瓦斯得到很好的凈化［10］。

5 結(jié)語(yǔ)

1）通過(guò)將高溫蠟油急冷油引進(jìn)放空塔，采用混合加熱方式提高放空塔底溫度，解決了甩油和放空污油在回?zé)掃^(guò)程中因污油帶水造成機(jī)泵汽蝕抽空的難題，裝置實(shí)現(xiàn)了污油全回?zé)?，徹底解決了放空系統(tǒng)存在的問(wèn)題。

2）應(yīng)用該技術(shù)方法回收了焦炭塔預(yù)熱初期甩油和放空污油的部分余熱，降低了污油外送額外增加的能耗，提高了裝置收率，改善了放空瓦斯氣攜帶焦粉的問(wèn)題。同時(shí)有效地避免了污油外送至罐區(qū)后脫水處理造成的二次污染。

3）從連續(xù)兩個(gè)月的運(yùn)行情況看，改造后的污油全回?zé)捈夹g(shù)實(shí)際應(yīng)用可行，操作簡(jiǎn)單、安全可靠，對(duì)裝置平穩(wěn)運(yùn)行沒(méi)有影響。

4）技術(shù)改造后實(shí)際運(yùn)行情況表明，改造后的污油回?zé)捈夹g(shù)實(shí)現(xiàn)了裝置污油的全部回?zé)?，輕油收率上升了3百分點(diǎn)，加工損失率降低了3.22百分點(diǎn)。

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（編輯 王 馨）

Discussion and application of technologies for recovering slop oil in delayed coking unit

Xu Xiancai，Wang Chengzhang，Wei Wen
（Urumqi Petrochemical Company Refnery，CNPC，Urumqi Xinjiang 830019，China）

Aimed at high water content in oil slung and low bottom temperature of blow-down tower in recovering slop oil process of a delayed coking unit，high temperature(350 ℃) quenching oil was sent to the blow-down tower to increase the bottom temperature and solve the problem of pump cavitation caused by the slop oil with water. The application results showed that all the slop oil in the unit was recovered，the light oil yield increased by 3 percentage points，the processing loss reduced by 3.22 percentage points，the waste heat of the unit was recycled， the running operation was stable and safe， and the economic beneft of the unit was increased.

delayed coking；oil slung；slop oil；recovering all slop oil

1000 - 8144（2016）05 - 0620 - 04

TE 624.3+2

A

10.3969/j.issn.1000-8144.2016.05.018

2015 - 12 - 17；［修改稿日期］2016 - 02 - 18。

徐先財(cái)（1987—），男，甘肅省武威市人，大學(xué)，助理工程師，電話(huà) 0991 - 6910329，電郵 xuxcws@petrochina.com.cn。