溶劑脫瀝青裝置運行總結(jié)及問題研究

林志強LIN Zhi-qiang

（中海石油寧波大榭石化有限公司，寧波 315812）

1 概況

某公司溶劑脫瀝青裝置設(shè)計加工規(guī)模為160 萬噸/年，年開工時數(shù)8400 小時，操作彈性60%-110%。裝置原料為常減壓裝置所產(chǎn)的減底渣油，采用石油化工科學(xué)研究院提供的“減壓渣油正丁烷溶劑雙段脫瀝青”的技術(shù)路線，設(shè)計質(zhì)量溶劑比為3:1，裝置產(chǎn)品有輕脫油、重脫油及脫油瀝青。溶脫裝置包含抽提、超臨界回收、汽提溶劑回收、導(dǎo)熱油等部分組成。裝置自2022 年年初首次投產(chǎn)運行以來，一直穩(wěn)定生產(chǎn)運行。

2 工藝技術(shù)特點

溶脫裝置參照國內(nèi)外溶劑脫瀝青裝置的現(xiàn)狀與發(fā)展，設(shè)計采用了國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，其主要技術(shù)特點如下：

①采用兩段抽提工藝流程，提高脫瀝青油的產(chǎn)品質(zhì)量。

②裝置主要設(shè)備，抽提器、膠質(zhì)分離器、DAO 分離器采用專業(yè)廠家的內(nèi)件，具有分離效率高、處理能力大的特點。

③抽提器、膠質(zhì)分離器設(shè)置內(nèi)置加熱器，控制抽提器頂?shù)诇夭睿岣呙摓r青油質(zhì)量。

④優(yōu)化換熱網(wǎng)絡(luò)流程，采用膠質(zhì)與膠質(zhì)溶液換熱、瀝青與瀝青溶液換熱，回收熱量，節(jié)省蒸汽、燃料氣的消耗，有利于節(jié)能。

⑤在裝置換熱負(fù)荷大的部位采用高效單旋管式換熱器，有利于裝置節(jié)能。

⑥采用復(fù)合式空冷器冷卻低壓溶劑，提高換熱效率，節(jié)省循環(huán)水的消耗。

⑦針對本裝置介質(zhì)重、粘度高的特點，設(shè)置了沖洗油、沖壓油流程。

⑧本裝置高溫泵設(shè)置專用封油系統(tǒng)，保障泵的安全運行。

3 主要流程簡介

3.1 抽提及超臨界回收

來自常減壓裝置或罐區(qū)的減底渣油進(jìn)入原料緩沖罐，由原料油泵升壓，再與少量溶劑混合稀釋后進(jìn)入抽提器上部，與抽提器下部上升的溶劑進(jìn)行萃取分離。含有絕大部分溶劑、輕脫油和重脫油的高壓溶液從抽提器頂部流出，經(jīng)換熱升溫后進(jìn)入重脫油分離器上部，與下部進(jìn)入的上升溶劑進(jìn)行萃取分離。含有絕大部分溶劑和輕脫油的高壓溶液從重脫油分離器頂部流出，經(jīng)高壓溶劑泵進(jìn)一步升壓并換熱升溫后進(jìn)入輕脫油分離器，在輕脫油分離器內(nèi)超臨界條件下，實現(xiàn)溶劑和輕脫油的分離。回收的溶劑經(jīng)換熱降溫，分別去抽提器下部、重脫油分離器下部及抽提器原料進(jìn)料線稀釋。

3.2 產(chǎn)品及低壓溶劑回收

3.2.1 輕脫油

輕脫油溶液由輕脫油分離器壓力自動壓入輕脫油汽提塔上部，汽提塔底部設(shè)有1.0MPa 汽提蒸汽，在輕脫油汽提塔內(nèi)，溶劑和水蒸汽從塔頂出來，經(jīng)過冷卻后進(jìn)低壓溶劑罐回收。輕脫油汽提塔塔底輕脫油由產(chǎn)品泵抽出升壓、換熱后至下游裝置或罐區(qū)。

3.2.2 重脫油

重脫油溶液從重脫油分離塔底部析出，經(jīng)過換熱升溫后進(jìn)入重脫油汽提塔上部，汽提塔底部設(shè)有1.0MPa 汽提蒸汽，在重脫油汽提塔內(nèi)，溶劑和水蒸汽從塔頂出來，經(jīng)過冷卻后進(jìn)低壓溶劑罐回收。重脫油汽提塔塔底重脫油由產(chǎn)品泵抽出升壓、換熱后至下游裝置或與脫油瀝青混合后進(jìn)罐儲存。

3.2.3 脫油瀝青

脫油瀝青溶液從抽提塔底部析出，經(jīng)過換熱升溫后進(jìn)入脫油瀝青汽提塔上部，汽提塔底部設(shè)有1.0MPa 汽提蒸汽，在脫后瀝青汽提塔內(nèi)，溶劑和水蒸汽從塔頂出來，經(jīng)過冷卻后進(jìn)低壓溶劑罐回收。脫油瀝青汽提塔塔底瀝青由產(chǎn)品泵抽出升壓、換熱后至進(jìn)罐區(qū)儲存。

3.3 熱油系統(tǒng)

溶脫裝置脫油瀝青溶液、重脫油溶液及溶劑溶液等設(shè)備升溫，均由裝置內(nèi)導(dǎo)熱油系統(tǒng)提供熱量。導(dǎo)熱油自緩沖罐經(jīng)熱油泵抽出升壓后，經(jīng)加熱爐進(jìn)加熱升溫，加熱升溫后至規(guī)定溫度，再至各所需換熱器進(jìn)行換熱，換熱后導(dǎo)熱油回到導(dǎo)熱油緩沖罐循環(huán)使用。

4 裝置運行

溶脫裝置首次開工以來，裝置運行基本穩(wěn)定，產(chǎn)品指標(biāo)、運行能耗達(dá)到設(shè)計要求，現(xiàn)就裝置實際運行情況簡單介紹如下。

4.1 原料性質(zhì)

溶脫裝置原料主要為常減壓裝置所產(chǎn)的減底渣油，原料性質(zhì)主要見表1 所示。

表1 裝置原料性質(zhì)表

從表1 可以看出，溶脫裝置在實際運行期間，原料性質(zhì)數(shù)據(jù)與設(shè)計值基本一致。因供常減壓裝置原油均為常規(guī)加工原油，確保了溶脫裝置原料的穩(wěn)定，對裝置穩(wěn)定運行起很好的促進(jìn)作用。

4.2 產(chǎn)品質(zhì)量

溶脫裝置生產(chǎn)的產(chǎn)品有：輕脫油、重脫油和脫油瀝青。實際運行過程中，輕脫油和重脫油的產(chǎn)品質(zhì)量與設(shè)計值基本接近，符合控制要求，見表2 所示。

表2 輕脫油重脫油產(chǎn)品性質(zhì)表

溶脫裝置所產(chǎn)重脫油不單獨外送，與脫油瀝青混合后外送進(jìn)瀝青罐儲存，混合后的混合瀝青產(chǎn)品符合公司生產(chǎn)要求，混合后產(chǎn)品質(zhì)量見表3 所示。

表3 重脫油和脫油瀝青混合后產(chǎn)品性質(zhì)表

4.3 物料平衡

根據(jù)生產(chǎn)指令要求，溶脫裝置一直維持低負(fù)荷穩(wěn)定運行，經(jīng)過不斷優(yōu)化調(diào)整，裝置物料平衡數(shù)據(jù)見表4 所示。

表4 裝置物料平衡數(shù)據(jù)表

從表4 裝置物料平衡表可以看出，輕脫油收率與設(shè)計值基本一致，重脫油收率略低于設(shè)計值，主要是在實際運行過程中，重脫油汽提塔運行負(fù)荷大，塔頂溶劑易攜帶重脫油進(jìn)低壓溶劑回收系統(tǒng)而影響裝置運行，故在裝置穩(wěn)定運行條件下，適當(dāng)降低重脫油收率可避免此種異常情況發(fā)生。脫油瀝青收率約為58.3%，高于設(shè)計值，主要原因是為避免重脫油汽提塔實際運行負(fù)荷過高，裝置抽提器運行溫度適當(dāng)高控，適當(dāng)降低抽提器抽提效果，此舉在一定程度上使脫油瀝青收率有所增加。

4.4 操作參數(shù)

溶劑脫瀝青裝置開工初期至目前運行穩(wěn)定，經(jīng)過不斷的優(yōu)化調(diào)整，裝置主要操作參數(shù)運行值見表5 所示。

表5 裝置主要操作參數(shù)運行表

從表5 可以看出，溶脫裝置溶劑比約為4.1:1、抽提溫度135℃，均高于設(shè)計值，主要是裝置實際采用混合C4 作抽提溶劑，同時裝置運行負(fù)荷低，為保證裝置在低負(fù)荷條件下的抽提效果，適當(dāng)提高了溶劑比；同時為確保重脫油汽提塔不超運行負(fù)荷，適當(dāng)提高抽提器抽提溫度。裝置低壓溶劑泵出口流量為50t/h，溶劑總循環(huán)量為422t/h，可見超臨界系統(tǒng)回收溶劑占比達(dá)到87.6%。

4.5 運行能耗

溶劑脫瀝青裝置設(shè)計能耗為24.6 kgEO/t 原料，在裝置實際運行過程中，經(jīng)過不斷優(yōu)化調(diào)整，目前裝置在低負(fù)荷運行條件下，裝置運行能耗約為22.5 kgEO/t 原料，優(yōu)于設(shè)計值。裝置運行能耗見表6 所示。

表6 裝置運行能耗數(shù)據(jù)表

4.6 裝置腐蝕

裝置在運行過程中，對高溫段和低溫段腐蝕數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤分析，其中輕脫油、重脫油、脫油瀝青含鐵離子數(shù)據(jù)低且穩(wěn)定，表明不存在明顯的腐蝕。但三個汽提塔塔頂?shù)蛪喝軇┗厥障到y(tǒng)，溶劑回收罐的含硫污水鐵離子數(shù)據(jù)偏高，普遍在15.0mg/L～20.0mg/L，已明顯高于行業(yè)內(nèi)控制的≯3.0mg/L 指標(biāo)，表明塔頂溶劑回收系統(tǒng)存在腐蝕現(xiàn)象。

5 存在的問題及建議

溶脫裝置自開工以來，通過不斷優(yōu)化調(diào)整，裝置各物料產(chǎn)品收率、產(chǎn)品質(zhì)量、運行能耗等已基本達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計值，裝置運行狀況較好，但是在運行過程中，也發(fā)現(xiàn)一些問題需進(jìn)一步優(yōu)化。

①溶脫裝置在實際運行過程中，發(fā)現(xiàn)脫油瀝青汽提塔存在明顯的發(fā)泡現(xiàn)象，使汽提塔溶劑攜帶瀝青焦粉進(jìn)低壓溶劑回收系統(tǒng)，影響裝置穩(wěn)定運行。

目前已采取的措施：在確保產(chǎn)品質(zhì)量合格及溶劑損耗不增加的前提下，采取逐步降低脫油瀝青汽提塔進(jìn)料溫度的措施。

通過優(yōu)化操作，溶劑攜帶瀝青焦粉有較大改善，但還存在少部分焦粉。

經(jīng)與國內(nèi)其它煉廠的溶脫裝置技術(shù)人員溝通，部分溶脫裝置設(shè)有塔頂旋風(fēng)分離器或瀝青汽提塔添加高溫消泡劑，均有明顯的效果。

建議：溶脫裝置可在三個汽提塔塔頂合并線上增設(shè)旋風(fēng)分離器，或增設(shè)高溫消泡劑注劑流程，適當(dāng)添加高溫消泡劑來改善瀝青汽提塔運行效果。

②溶脫裝置重脫油汽提塔運行負(fù)荷高，實際運行中容易造成沖塔，導(dǎo)致低壓溶劑系統(tǒng)帶黑油，易使抽提器混相和低壓溶劑泵堵塞，不利于于裝置穩(wěn)定生產(chǎn)。

目前已采取的措施：嚴(yán)格控制進(jìn)重脫油汽提塔的重脫油溶液流量，通過操作，目前裝置低負(fù)荷運行條件下，能確保汽提塔穩(wěn)定運行，但若隨著裝置加工負(fù)荷的提高，勢必會增加重脫油汽提塔運行負(fù)荷。

建議：對重脫油汽提塔進(jìn)行技術(shù)改造，提高汽提塔運行能力避免上述問題產(chǎn)生。

③溶脫裝置低壓溶劑回收系統(tǒng)存在腐蝕，影響裝置長周期穩(wěn)定運行。

針對溶脫裝置存在的腐蝕問題，經(jīng)對腐蝕數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤分析，與國內(nèi)其它多家煉油廠溶脫裝置技術(shù)人員溝通，部分溶脫裝置低壓溶劑系統(tǒng)也存在腐蝕現(xiàn)象，經(jīng)在空冷器前添加緩蝕劑后，能控制裝置腐蝕問題。

建議：在裝置低壓溶劑回收系統(tǒng)中添加緩蝕劑進(jìn)行保護(hù)。