延迟焦化装置长期运转过程中的状况和处理方案

＊刘宇麟 牟健健 路骞

（中国石油化工股份有限公司济南分公司 山东 250000）

延迟焦化装置长期运转过程中的状况和处理方案

＊刘宇麟 牟健健 路骞

（中国石油化工股份有限公司济南分公司 山东 250000）

针对现有的延迟焦化原料生产大多重视数量而忽略质量，使得加热炉，焦炭塔，大气油管线和分馏塔等装置容易引发很多问题，本文主要针对加热炉和焦炭塔存在的故障进行分析并且提出了相应的处理方案。实验结果表明，本文研究的针对延迟焦化装置长期运转过程中的问题处理方案能够有效解决在运转过程中出现的状况。

延迟焦化；加热炉；焦炭塔；大气油管线；分馏塔

1.引言

含硫原油处理的主要部分是含硫渣油模块处理，延迟焦化设备则是加工渣油的重要设备，根据资料表明，美联邦35个大型企业中包含91个炼油企业，延迟焦化加工实例占据能够完成蒸馏操作的13.5%，占据二次加工能力的23.5%；国内石油加工企业延迟加工完成度占据蒸馏能力的8.2%左右，占据整体加工实力的18.3%，世界排名第二。焦化操作过程中，当加热到一定温度值，在焦炭塔的内部产生热裂解以及缩合反应，并且随着延迟焦化装置长期使用以及装置处理数量不断增加，焦炭塔泡沫层级和安全生产的矛盾更加严重，随之而来的延迟焦化装置问题频发，使得焦化装置的安全，稳定以及长期运行带来一定的困难。

2.加热炉装置常见问题和处理方案

(1)加热炉装置常见问题

含硫渣油余留炭量大，容易引发加热炉的炉管结焦状况，而加热炉装置是延迟焦化装置的核心装备，因而，长时间生产运转的关键策略在于预防炉管结焦，并且延长加热炉装置的运转时间，结焦能够使得管壁的温度极速上涨，增大加热炉管内部的压力，并且增大炉管内部的腐蚀以及高温氧化程度，由于加热炉管装置仅能被迫停炉之后进行烧焦。若炉管内部通过多次烧焦之后，内部光洁程度削弱，并且渣油的结焦程度提升，使得烧焦时间缩短对加热炉管的使用时间产生作用。

(2)加热炉装置常见问题的处理方案

①增大循环比。科研人员针对延迟焦化加热炉体的辐射进料结焦状况进行深入分析，采用向辐射原料中增加芳烃催化裂化油类的方式实现循环比增加，进而减少辐射进料之中的沥青物质含量，提升辐射进料中芳烃和沥青的比例并且改变原料的属性。

②保证炉膛温度达标。在装置正常运转的过程中，需要严格控制并且保证炉膛温度值的科学范围，若发生紧急状况时则需要提升注水以及注汽量，保障炉管温度结果不超出标准结果，此外，需要严格保证温度值以及火焰高度值在炉膛高度值的三分之一左右，禁止火焰和燃烧炉管直接接触，避免炉管壁的温度值过高。下表给出炉管注汽位置和注汽量变化情况：

表1 炉管注汽位置和注汽量变化情况

③双点二次注水方式。国内科研者研究了针对辐射室炉管的双点二次注水方式，该方式占据全部注水量15%软化水由辐射进料入口进入炉管，用作减少裂化产物的分压值，便于渣油的重组分实现裂化反应。占据整体注水量91%的软化水能够从转油管道入口进入到炉管装置中用以提升渣油缩合化学反应加热过程的流速。此技术在很多厂家均得到实际应用，并且有效提升了加热炉装置的处理功能。

④改进原料。原料属性是保障加热炉体正常工作的标准。以某延迟焦化装置处理含硫渣油为案例，其原料组成成分和沥青（渣油沥青）接近，加工时间仅为五到七天左右，两台加热炉的炉管表明温度升高，通过测试发现炉壁温度都在660度以上。烧焦操作之后，原料仍然不能够改变，两周后陆续发生结焦状况，因而，延迟焦化装置处理含硫渣油存在制约。

⑤溶剂脱沥青。溶剂脱沥青装置便于完成高硫处理，高重金属原油获得渣油，由于其劣质化采用溶剂脱沥青以及重油催化劣化操作获得沥青油的质量不高。针对处理含硫渣油整体状况差的问题，溶剂脱沥青装置往往选取正丁烷以及异丁烷混合实现溶剂脱沥青到延迟焦化再到重油催化裂化的组合技艺。

(3)结论

本章主要给出延迟焦化装置中的加热炉常见问题和处理方案，首先分析了加热炉装置常见问题，进而给出加热炉装置常见问题的处理方案，包括：增大循环比，保证炉膛温度达标，双点二次注水方式，改进原料和溶剂脱沥青。

3.分馏塔顶端循环结盐状况和处理方案

(1)分馏塔顶端循环结盐状况

基于焦化操作原料中包含大量的氯化物和氯盐等，并且在采油中容易受到采油辅助溶剂和常减压装置等脱盐状况的不确定因素作用，因而分馏塔的塔顶很容易产生结盐状况，分馏塔顶端循环系统结盐状况容易导致汽油的干点较高，分馏塔冲塔状况产生，由于分馏塔顶端泵易被抽空，因而密封部分容易被撕开会，对整个延迟焦化装置长时间安全运行产生不利的作用。

(2)测控汽油干点

完成分顶循环油的分流，减慢分馏塔塔盘的结盐速率，延伸分馏塔塔顶装置的持续运转时间。

(3)调节分馏塔的热匹配状况

调节分馏塔各个部分的热匹配状况，适当地增加塔顶端的负荷，保证分馏塔顶循环和回流操作，使得分馏塔顶温度值大于水蒸气凝结的温度值，避免盐类的溢出，减缓分馏塔顶端循环和结盐状况。

(4)增加结盐控制溶剂

焦化设备在实现分馏塔水洗操作之后，向分馏塔顶部循环泵入口不断加入一种不容易挥发的结盐控制溶剂，防范盐类在分馏塔内部聚集。若此盐控制溶剂进入到分馏塔内部之后则会重新组合分方向从分馏塔的下方流走。整个过程中，分馏塔中的盐类沉积物质逐步被结盐控制溶剂所浸泡和湿润，能够在金属表层构成有效的结合。

(5)结论

本章主要分析了分馏塔顶端循环结盐状况和处理方案，首先给出分馏塔顶端循环结盐状况产生原因，并给出处理方案，包含测控汽油干点，调节分馏塔的热匹配状况，增加结盐控制溶剂和调节方案。

4.弹丸焦状况产生和处理方案

(1)弹丸焦状况产生

弹丸焦状况是焦化生产中不希望获得的产品，弹丸焦的产生具有严重的危害。当焦炭塔给水模块出现冷焦时，生焦孔很容易产生堵塞状况，使得给水发生困难，当防水过程时，弹丸焦堵塞均衡时，水则很难放出，使得焦炭塔自动底盖装置存在上方压力大的状况，不易打开，进而扰乱生焦周期。拆卸底盖部分时，由于焦炭塌方状况对操作的人员安全带来危机，使得转孔和除焦过程中，焦炭塌陷损坏转头以及钻杆，并且不能够实现除焦操作。

(2)去焦炭塔操作

研究人员发现，对弹丸焦产生的主要因子在于原料属性和构成，通过降低反应温度结果，提升反应压力值，减小循环比值，在超稠原料油中分离一部分轻馏之后再完成去焦炭塔操作能够有效防止弹丸焦的产生。

(3)设定参量

在实践操作中，当延迟焦化装置在焦炭塔内部气流速率低于18mm每秒时，反应温度在501到508摄氏度之间，反应压力结果则介于180Kpa到280Kpa之间，循环比的结果则在0.6到0.8之间。

(4)结论

本章主要分析了弹丸焦状况产生和处理方案，首先研究了弹丸焦状况产生原因，进而给出弹丸焦状况的处理方案，包括去焦炭塔操作和设定参量两种方式。

5.焦炭塔的大气管线存在障碍和处理方案

(1)焦炭塔的大气管线存在的障碍

处理含硫渣油时，焦炭塔泡沫层级通常较高并且易于携带使得大油管线系统结焦，大油气管线的结焦状况在国内同类型装置中较为常见。大油气管线的结焦状况加深则使得焦炭塔顶的压力值上升，热电偶挂焦成都严重。因而处理大气管线结焦成为拉升延迟焦化装置运转时间的重要步骤。

(2)控制泡沫层级的高度部分

实验研究表明，加工含硫渣油的泡沫层级高度需要高于加工低硫渣油的两米之上，若焦炭塔的生焦高达一定程度时，基于气速较高，大量油气在焦炭塔内部生成泡沫，并且大量油气携带焦粉，融入到大油气管线以及分馏塔装置中。此外，一部分焦粉容易贴在大油气管道壁部分产生裂解作用并且形成焦炭。

(3)采用消泡剂处理方法

为处理泡沫焦的携带作用，中国很多炼油企业选取消泡剂的方法去除焦炭塔内部的泡沫，为了处理泡沫的生成则应当将消泡剂增加在辐射加热炉体周围和四周开通的部分。

(4)结论

本章主要研究了焦炭塔的大气管线存在障碍和处理方案，首先分析了焦炭塔的大气管线存在的相关障碍，并给出相应的处理方案，包括急冷油注入点方位的改进，控制泡沫层级的高度部分，采用消泡剂处理方法和生焦高度极限结果的测控。

6.本文总结

本文主要研究加热炉装置常见问题和处理方案，首先分析了加热炉装置常见问题，并给出加热炉装置常见问题的处理方案，包含改进原料，溶剂脱沥青，溶剂脱沥青结合重油催化裂化技巧，溶剂脱沥青-延长焦化-重油催化裂化加工模式，采用适合的加热炉炉管外围热强度以及减少循环比值并且调整加热炉体的负载。进而分析了焦炭塔的大气管线存在的障碍，并给出急冷油注入点方位的改进，控制泡沫层级的高度部分，采用消泡剂处理方法以及生焦高度极限结果测控。

刘宇麟（1990～），男，中国石油化工股份有限公司济南分公司，研究方向：中石化工程。

牟健健（1985～），男，中国石油化工股份有限公司济南分公司，研究方向：中石化工程。

路骞（1988～）,男，中国石油化工股份有限公司济南分公司，研究方向：中石化工程。

(责任编辑 王恒)

Condition and Processing Scheme for the Delayed Coking Device in the Longterm Operation Process

Liu Yulin, Mu Jianjian, Lu Qian

（Ji’nan Branch, China Petroleum and Chemical Corporation, Shandong, 250000）

In view of the problem that most of the existing delayed coking raw material production pay more attention to the quantity rather than quality, which makes the devices of heating furnace, coke drum, air-petroleum pipeline and fractionating etc. be easy to cause many problems. In this article, mainly aiming at the existing malfunctions of heating furnace and coke tower, it makes analysis and also puts forwards the corresponding processing scheme. The experimental results show that, this paper studies the processing scheme for the problems in the process of long-term operation of delayed coking device, which can effectively solve the emerging problems in the operation process.

delayed coking；heating furnace；coke drum；air-petroleum pipeline；fractionating

T

A