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1、中 国 石 化 股 份 公 司延迟焦化第二届年会资料延迟焦化年会论文中国石化股份有限公司茂名分公司二OO五年十月焦化装置提高处理量的措施张兴永 周国平 莫欧松中国石化股份公司茂名分公司摘 要:延迟焦化装置缩短生焦时间,实时监控生焦高度 ,降低循环比,优化操作,加强设备管理,进一步提高装置的加工能力.主题词:延迟焦化 处理量 循环比 生焦周期1 前言延迟焦化装置是重油加工的主要装置之一,具有工艺技术成熟,投资和成本较其他渣油加工工艺相对较低,效益大,对原料要求低的特点,因此,延迟焦化装置是目前炼油厂实现渣油零排放的重要装置之一.特别是在原油性质越来越差的情况下,焦化在二次加工中的作用尤为重要.如
2、何对现有装置进行改造和优化操作,进一步提高装置的处理量,成为行业内的共同课题.茂名分公司炼油加工能力1350万吨/年,有直馏渣油351.7万吨,另有催化油浆、糠醛抽出油等重油57万吨,总计408万吨.现有重油加工装置以及商品燃料油、自用燃料油总计可加工364万吨,重油加工能力相对不足.且茂名加工的主要原油为中东原油,经蒸馏装置深拔后,渣油性质差、残炭大、含硫高,不适合渣油加氢或重油催化加工.焦化装置所加工的主要渣油性质见表-1.表-1 部分原料渣油性质项目伊重沙重沙中拉曼伊轻密度 g/厘米31.02111.04341.02881.02731.0192残炭 %24.3223.9020.3420.
3、2620.30含硫 %3.7955.1305.1174.793.373茂名分公司第二套延迟焦化装置(100万吨/年)于2004年5月底一次投产成功,使焦化装置的能力由60万吨/年提高到100万吨/年,但仍不能满足渣油平衡,如何进一步提高焦化装置的加工能力,成为生产中迫切需要解决的主要问题.2 提高装置处理量的措施制约延迟焦化装置处理能力的关键设备是加热炉、焦炭塔、分馏塔及各机泵负荷.通过爬坡对装置各设备能力进行核算摸底,找出制约焦化装置加工量的瓶颈,并根据瓶颈分步采取了 降低循环比、缩短生焦周期等措施,有效提高了 装置的处理量.2.1 降低装置循环比国内各炼厂延迟焦化装置根据各自的生产实际情况
4、不同,采用了 不同的循环比.有些厂希望多生产汽、柴油,采用大循环比.在装置不做改造的条件下,装置加工量相应降低.有的厂为了 增加处理量采用小循环比.小循环比能有效地提高处理量,同时为加氢裂化或催化裂化装置提供更多的原料.从近几年的发展情况来看,国内各炼厂的装置循环比总的趋势在降低.茂名延迟焦化装置的循环比设计为0.4,实际控制在0.150.30,不同循环比生产的物料平衡见表-2.表-2 不同循环比的物料平衡循环比0.150.3日处理量 t/d33003000%产品收率汽油 13.1613.93柴油 33.6134.73蜡油 14.5211.51甩油 1.191.11焦炭28.1128.72液态
5、烃0.300.33干气8.619.17损失0.50.5降低循环比虽然能够提高装置处理量和液体收率,但产品质量降低,尤其是对蜡油产品质量影响较大.蜡油残炭及重金属含量增高,对下游装置影响较大.低循环比生产时,原料渣油主要经下进料线进分馏塔,重蜡循环回流量过小,削弱了 洗涤分馏塔油气进料中焦粉的作用,导致分馏塔侧线产品携带焦粉,影响下游装置的正常生产.不同循环比下产品质量表-3和不同循环比部分参数对比表-4.表-3 不同循环比的产品质量循环比0.15 0.30 项 目汽油柴油蜡油汽油柴油蜡油初馏点 431784117510% 632206221550% 12028211627990% 161351
6、16034895% 365361KK 180525178502全馏 9696350馏出%4245残碳 %0.500.26表-4 不同循环比生产部分参数对比循环比0.150.30处理量 t/d33803000分馏塔顶压力 米Pa0.100.11分馏塔底温度 333353分馏塔蒸发段温度 388362分馏塔换热段温度 389394炉进料总量 t/h 162.5162.5原料泵出口流量 t/h141125炉管壁温 (最高)598588燃料气用量 N米3/h35003200焦炭塔顶温度 415415焦炭塔压力 米Pa0.150.150.19在低循环比生产的情况下,分馏塔底温度 低,导致加热炉进料温度
7、低,加热炉的负荷加大,炉膛温度 高,炉管壁温高,这也会加速炉管结焦,影响装置长周期生产.综合考虑和生产需要,茂名焦化循环比控制在0.150.20.2.2 缩短生焦周期在加热炉和分馏塔负荷有余的条件下,缩短生焦周期是提高延迟焦化装置加工能力的有效方法.一般延迟焦化装置焦炭塔生产周期为48小时,其中24小时生焦,另24小时由7个预处理和后处理过程占用,各程序时间占用见表-5.表-5 焦化48小时生焦周期各程序时间表项目各程序时间 h生焦24小吹蒸汽1.0大吹蒸汽3.0冷焦7.0放水1.0拆卸焦炭塔上下头盖0.5除焦3.0安装焦炭塔上下头盖和试压1.0焦炭塔预热和升温7.5实际生产中只有大吹蒸汽、冷
8、焦、预热和升温时间可调整.因此缩短焦化生焦时间的主要目标应首先集中在这三个步骤上.把焦化生焦时间从24小时降低到20小时就能很容易地使装置加工能力提高20%.2.1.1 茂名焦化20小时生焦时间情况茂名分公司因第一套延迟焦化装置停工进行改造,渣油加工能力不足,在24小时生焦时,虽然处理量由设计值3000t/d提高到3200t/d,但生焦高度 已经达到安全高度 上限2324米,焦炭塔已成为提高处理量的瓶颈.为此,只有缩短生焦时间,才能提高处理量.首先通过爬坡对装置各设备能力及工艺参数进行摸底.将原料进料量由130t/h逐步提高到160t/h,检查机泵电机电流、轴承温度 ,加热炉炉膛温度 、管壁温
9、度 ,焦炭塔顶压力、分馏塔顶压力、产品出装置温度 及产品质量的变化情况.仅柴油出装置温度 超原工艺卡片指标.主要标定工艺参数表-6.表-6 装置处理量130t/h和160t/h标定参数项目130t/h160t/h项目130t/h160t/h日处理量t/d31203840汽油出装置温度 32423242新鲜进料t/h130160加热炉进料t/h150184循环比0.150.15加热炉炉膛温度 670730P102出口压力米Pa3.33.4炉进料压力米Pa1.1001.250C102蒸发段温度 360390炉管壁温(最高)548595C102油气进口温度 410410第一点注汽千克/h180150
10、C102顶温度 101103第二点注汽千克/h250230C102底温度 325335325338第三点注汽千克/h130130C102顶压力米Pa0.100.110.110.12焦炭塔顶压力米Pa0.170.180.200.21C102蜡油抽出温度 290310320330焦炭塔顶温度 410420410420C102柴油抽出口温度 205215215225急冷油量t/h101113C102 4层回流量 t/h1528气压机出口压力米Pa0.91.10.91.1C102顶回流量t/h5575气压力机转速rp米900010050蜡油出装置温度 70807590气压机入口压力0.500.600.
11、550.65柴油出装置温度 60656575延迟焦化装置实行20小时生焦后,焦炭塔的操作时间安排如表-7(每6天一个循环,表-7以一个操作循环周期为例).表-7 20小时生焦焦碳塔操作时间安排(2005年3月21日至26日)时间日期切换小吹汽大吹汽冷焦放水除焦试压预热第一塔 3.210时0时1时3时9时10时14:3015:30第二塔3.2120时20时21时23时3.225时6时10:3011:30第三塔3.2215:3015:3016:3018:3024:153.231时6时7时第四塔3.2312时12时13时15时21时22时3.242:303:30第五塔3.248时8时9时11时17时
12、18时22:3023:30第六塔3.254时4时5时7时13时14时18:3019:302.1.1.1 20与24小时生焦焦碳塔操作时间对比实行20小时生焦后,主要从大吹汽、冷焦、预热和升温三个程序缩短时间.20小时和24小时生焦时间各生产程序安排如表-8所示.表-8 20小时与24小时生焦焦碳塔操作时间对比 项目24小时生焦各程序时间 h20小时生焦各程序时间 h生焦2420小吹蒸汽1.01.0大吹蒸汽3.02.0冷焦7.06.0放水1.01.0拆卸焦炭塔上下头盖0.50.5除焦3.03.0安装焦炭塔上下头盖和试压1.01.0焦炭塔预热和升温7.55.52.1.1.2 20小时生焦实行24小时生焦,装置日处理量最大为3150吨,实行20小时生焦后平均生焦高度 23米,日处理量提高到3750吨,每天可多处理重油600吨,装置处理量提高了 20%,效果明显.24小时和20小时生焦装置主要工艺参数见表-9.表-9 24小时和20小时生焦主要工艺参数对比项目24小时20小时项目24小时20小时日处理量t/d31503750C102底温度 330340325335新鲜进料t/h127156C102蒸发段温度 370388循环比0.180.15C102蜡油抽出温度 295318P102出口压力米Pa3.33.4C102柴油抽出口温度 2102
