焦化甩油回炼措施的完善与实施

1、焦化甩油回炼措施的完善与实施 摘要：分析了焦化装置甩油产生的过程及甩油的组成和性质，对三条甩油回炼线不能正常投用的原因及完善措施提出了建议，并对完善实施后的甩油回炼效果作一介绍。 关键词：预热油 放空油 甩油回炼 放空油回炼 存在问题 改进措施 效果 1 概述 延迟焦化是既连续又间歇的生产过程。工艺流程上一台加热炉配两个焦炭塔。热渣油进入其中一个焦炭塔生焦到一定高度后，将热渣油切换到另一个焦炭塔去。在切换之前，新塔（备用焦炭塔）要进行预热。 焦炭塔预热过程中，从生产塔引入新塔的高温油气部分冷凝沉集于新塔底部，形成冷凝油，称预热油。它主要组份是蜡油和少量水份。 焦炭塔一般2436小时预热一次，即

2、产生甩油一次。据估算，甩油量为装置处理量的3%左右。 焦炭塔切换之后，老塔要经过吹汽、水冷将热焦炭冷却至常温下才能进行除焦作业。焦炭塔放空污油是焦炭塔切换生产后，遗留在焦炭中的一些残余油气，通过大吹气和给水冷焦两个过程进入放空污油罐的。其产率约占装置处理量的1%。焦炭塔放空污油大体和预热油性质相似，但含有较多水份和焦粉类物质。焦化焦炭塔预热油和放空油性质见表1。 严格意义上讲焦化甩油应包括预热油和放空油这两部分。但本文前部提到的甩油回炼措施的完善与实施仅是指预热油的回炼，放空油回炼的措施将在后文提到。 表-1焦化装置历年甩油量及产率 年度处理量（万吨）甩油量（吨）产率（%）1996199719

3、98199941373847209151761320695138425.104.775.442.97这部分甩油送入污油罐，作为污油出厂,其中的轻组份没有很好利用。甩油回炼就是要将甩油中轻组份切割出来，提高装置的轻质油收率、减少装置外排污油量。 表2焦化蜡油、预热油和放空油性质 项目 蜡 油 预热油（回炼油） 放 空 油密度/ kgm-3（20） 910.9 903.9 949.6粘度/ mm2/s（100） 4.335 3.28 4.07残炭 / wt% 0.11 0.52 1.77饱和烃 / wt% 54.51 58.64 36.1单芳烃 / wt% 11.23 8.19 8.36双芳烃 /

4、 wt% 8.06 7.37 5.95叁+多芳烃 /wt% 14.12 14.19 23.95 胶质 / wt% 12.08 11.61 26.61 凝固点/ 28 30 / 分 子 量 350.1 324.8 327.6 c/h 7.31 7.41 8.09 注：本表数据取自2000年8月2425日标定数据2 甩油回炼措施存在的问题 1996年焦化装置扩、改工程中，就设计了甩油回炼线；1998年3月装置检修期间，又另上了一条甩油回炼线，接至分馏塔（c-002）0层进料段。但这三条甩油回炼线，一直未投入使用。具体甩油流程及回炼线（1）、（2）、（3）见图1所示。分馏塔急冷油回炼线（3）回炼线（

5、1）回炼线（2）2341蒸汽737#线307#线5油气b-4b-98f-1/1f-1/21、2、3、4焦炭塔5分馏塔6容87冷88换4.176 图1 焦化甩油流程及回炼线 甩油出装置的基本流程是：焦炭塔（c-001/14）在预热时产生的预热油流入甩油罐 （d-008），用甩油泵（b-9）经冷-8冷却至100左右，送入307#线出装置。 图1所示回炼线（1）是从b-9出口接至c-002蜡油回流的一条管线；回炼线（2）则从b-9出口接至c-002， 0层进料段；回炼线（3）是b-9另一出口接至焦炭塔急冷油的工艺管线。2.1回炼线（1）存在的问题 回炼线（1）从b-9出口接至蜡油回流线上，一旦实施，

6、将甩油引入蜡油回流，可能会出现以下问题： a.甩油中含有水和焦粉，引入蜡油回流后进入分馏塔（c-002），可能会引起c-002 压力上升，含水多时会引起c-002冲塔；而甩油中含有的焦粉会堵塞塔盘，降低分馏效果。 b.b-9为蒸汽往复泵，出口压力0.50.8mpa,而b-4/1.2（蜡油泵）出口压力1.21.4mpa,可能会引起甩油泵b-9憋压。 c.回炼线（1）一旦投入使用，改流程时，阀门都处于管架之上，操作十分困难。基于以上原因，回炼线（1）一直未投入使用。 2.2回炼线（2）存在的主要问题 回炼线（2）是将b-9出口甩油接至分馏塔（c-002）0层进料段，甩油时，将塔壁阀打开,将甩油送入

7、分馏塔，达到回炼的目的。但还存在如下问题： a.操作不便的问题同回炼线（1）一样。 b.没有扫线措施，冬季易凝线。 c.没有制定可行的措施防止甩油中水份带入分馏塔引进操作波动。因为以上原因，回炼线（2）也没有投用。 2.3回炼线（3）存在的问题 回炼线（3）是b-9另一出口接至焦炭塔急冷油的一条回炼线。其问题是： a.b-9甩油至焦炭塔急冷油的这一出口管径为dn50，管径小，不能满足b-9甩油量的需要。 b.操作不便和缺少扫线措施的问题同回炼线（2）一样，不再赘述。 3 改进措施及效果 笔者认为有两种甩油回炼措施可行：一是甩油引入蜡油急冷油，进入焦炭塔回炼；二是利用目前的回炼线（2），加以改进

8、，也是可行的。 甩油引入蜡油急冷油进行回炼，这在焦化装置改造之前就使用过，已有成功的经验，不再赘述。下面着重探讨第二种方法，利用回炼线（2）甩油进入分馏塔回炼。 甩油进入分馏塔回炼要解决好两个问题：一是甩油带水、带焦粉对分馏塔操作影响的问题；二是甩油进入分馏塔后，分馏塔的物料平衡、热平衡的问题。 经过车间、技术部门、设计院、工建公司的配合，2000年8月份焦化甩油回炼措施经整改、完善，达到了实施、投用条件。 改造后的甩油回炼流程见图2。 扫线回炼线（2）回炼线（3）c-002蒸汽新增顶油线图2 改造后甩油回炼平面图去放空系统 b-9 图2中新增了一条往放空系统去的顶油线，它的作用是在刚开始甩油

9、温度较低时，先往放空系统顶除甩油中和管线中的存水，减少甩油带水对分馏塔操作的影响。 本次完善了两种甩油回炼方案，即回炼线（2）和回炼线（3）。但由于是边生产边施工，考虑到动火的安全和施工上的问题，泵-9出口甩油至蜡油急冷油的出口管线没有更换仍然是dn50的管径，不能满足甩油量的需要，故没有投用。 2000年8月9日，我们将焦炭塔预热油甩入分馏塔进行回炼，获得了成功，标志着焦化甩油回炼取得实质性进展。 我们制定了甩油回炼的操作规程，规定200之前，甩油往放空系统顶水；当预热焦炭塔塔底温度大于200时，开始甩油进分馏回炼，从而避免了甩油带水引起的分馏操作波动。 实际操作中，泵-9启动30分钟左右，

10、焦炭塔底温度即可上升到200，按现在每塔预热5小时计算，24小时生焦，开“两炉四塔”双套生产，每天泵-9甩油回炼达9小时以上。甩油回炼后，焦化装置外甩污油量大幅减少。2000年8-11月份生产数据表明：投用甩油回炼后，焦化装置外甩污油量为2656吨（放空油），占加工量的1.32%;而2000年17月份外甩污油量占加工量的产率为3.59%。投用甩油回炼后，外甩污油产率下降2.27%,减少外甩污油4551吨。表-2投用甩油回炼前、后轻质油收率提高对比 月份项目2月份8-11月份轻收提高（%）产量（t）产率(%)产量（t）产率(%)汽油605112.472492212.43+0.32柴油172663

11、5.797248936.15日平均处理量 （t/d）16641657说明：2000年2月份与8-11月份日平均处理量相当，进行轻收对比具备可比性。比较后认为投用甩油回炼可提高轻质油收率0.30%左右。 这部分甩油进入分馏塔后，全部转变成汽、柴、蜡油，按内部价格计算，创造经济效益为: 提高轻收0.30%, 价值 45510.3%(1680元)=2.29万元 蜡油减去污油价值:(4551-45510.3%)(790-630)=72.6万元 (蜡油价格-污油价格)2000年8-11月份合计创造效益: +=74.89万元 4 放空油回炼措施 因焦化放空油是通过大吹汽和冷焦两个过程进入放空污油罐的，其中

12、含有较多水分和焦粉类物质，在现有污油沉降罐（v-25，容积34m3）中油水分离时间短、分离不好，脱水困难。我厂本着投资少、见效快的原则，在现有放空流程不变的条件下，新建两个400m3的放空污油脱水罐，采取轮流加温脱水、切换使用的方法，尽量脱出污油中水分，然后将污油送入焦化原料泵出口，和原料一起经原料-蜡油换热器h-1/1.2换热再经对流管加热后送入分馏塔回炼（也可直接送至分馏塔回炼）。具体流程见图3所示。 去炉对流 容-45/2 容-45/1 去 分馏塔 换-1 原料泵出口 放空油自容-25来 s蒸汽蒸汽 泵-29 泵-45/1.2图2 焦化放空污油回炼流程 容-45/1.2- 放空污油罐 泵

13、-29- 焦炭塔放空污油泵 泵-45/1.2- 放空污油回炼泵 换-1 - 原料蜡油换热器 焦化放空污油回炼措施2001年8月17日放空污油罐开始装油，8月30日16：00污油含水量分析为22%即开始向分馏塔回炼，至9月1日20：00停止回炼，对焦化装置生产未造成太大影响。放空污油罐容-45/2液面经检尺由开始回炼前的5.7米下降至停止回炼时的2.3米，液面下降3.4米，首次累计回炼放空污油量约为：g=0.7858.2423.40.8=145吨。 ( /4 d2 h d4t )焦化放空污油的首次顺利回炼为我厂污油找到了一条较好的出路。但目前此项措施还存在一些问题，亟待解决。4.1放空污油回炼措

14、施目前存在的问题及对策焦化装置目前24小时切换生产一次,产生两塔放空污油。放空污油的来源是2.5小时的大吹汽和1.5小时的给水冷焦过程。按装置现有的处理量来估算，放空污油量每天20吨左右，但实际情况是400m3的放空污油罐容-45/1、2，每罐仅够装4天（即8塔放空油），每天放空油量多达60-80吨，放空污油含水量达60-80%以上。因放空污油量大，而放空污油罐容积相对偏小，造成放空污油在罐中沉降时间不够，部分放空污油来不及脱水后回炼，被迫外送至中转污油罐。成造放空污油含水多的原因有以下几点：a. 焦炭塔大吹汽后期至给水期间，放空油量很少；大量蒸汽冷凝水带入放空污油沉降罐容-25中，因容-25

15、脱水包容积小，脱水困难，造成大量水分带入放空污油罐容-45/1、2中，加大了污油脱水的时间和难度。可以采取的对策是：在2.5小时焦炭塔改放空完后，给水时，放空油中油量很少，这时不向容-45送油，而将污油和水存放在容-25中，加强容-25的脱水，可以最大限度地减少给水期间，大量水分带入放空污油沉降罐容-45中，减轻后部脱水的压力。另外在给水冷焦时，及时将从焦炭塔顶溢流出的冷焦水改至冷焦热水罐中，脱离放空系统，也可减少放空污油的带水。b. 放空冷却器冷-12/2、3、4因改放空时，放空油气温度高达400以上，造成冷却器冷热不均，引起冷却器小浮头垫片经常损坏，造成在改放空时部分循环水漏入容-25中，

16、被带入放空油中。采取的对策是：加强设备的维护，在放空冷却器处选用性能良好的金属波齿垫，防止小浮头垫片的损坏；操作方面，在改放空时一定要按操作规程缓慢进行，防止改放空时，温度、压力的距烈波动，引起损坏设备。c. 目前因焦炭塔-1/3放空阀（气缸阀）内漏，造成在塔-1/3正常生产时，仍有部分油气漏入放空系统，加大了放空油量，此设备问题亟待解决。d. 放空污油中油包水的现象存在，造成脱水困难。考虑采取的对策是：在车间成本允许的前提下，考虑采用一些质量可靠的脱水剂或破乳剂，以增强脱水效果。4.2对改空污油回炼措施改进的设想目前国内延迟焦化装置的放空系统大致可以分为两类，一类是带塔顶回流的塔式放空系统，

17、此类放空系统较复杂，占地面积大，设备投资大。但这类放空系统可以实现放空污油和水在塔内的分离，利于放空污油的回炼，一般均可实现放空污油的全回炼。另一类就是如我厂的这种简易放空系统，主要特点是占地紧凑，设备投资少，但不利于放空油和水的分离，还需要再建罐，以便于放空油、水的分离，如我装置及长岭炼油厂焦化装置等。因受我装置占地面积的限制，我装置放空污油回炼系统配套的放空污罐为两个400m3的油罐，比起长岭焦化装置一个700m3和一个1000m3放空污油罐是小了很多。这是造成我装置放空污油回炼系统暂时不能实现污油全回炼的客观因素。但针对现有措施确实还有进一步改进和完善的必要。综合各方面的考虑，认为应该在放空污油罐的内部构造上作一些改进。目前的两个罐的抽出口位置偏低，离地面仅500-600mm左右，罐内无任何设施。参照其它厂情况，建议改为如下几种结构。a. 内部加隔板，以利于油、水分离，如图：类似于隔油池的结构:污油 污油 污油污油 污油隔板水 至泵-45/1.2入口 下水 图4b. 浮动式吸入口结构，利于泵入口吸入油，而不带水，如图：污油浮球式吸入口 金属软管 至泵-45/1.2入口 下水 图5 5 结束语我装置甩油回炼措施的顺利投用，它的意义决不仅在于这项措施能提高轻收、节能增效方面。我认为随着全球性的原油重质化、劣质化趋