传统延迟焦化工艺改造成调节循环比工艺可行性探讨

＊张红旭

（中海石油舟山石化有限公司 浙江 316015）

传统延迟焦化工艺改造成调节循环比工艺可行性探讨

＊张红旭

（中海石油舟山石化有限公司 浙江 316015）

传统延迟焦化工艺循环比比较固定，对改变产品的性质、分布影响较小，如果采用调节循环比工艺，可以很好的解决这个问题。通过同行业同类装置灵活循环相较于工艺改造效果上来看，大大提高了延迟焦化装置上的实际操作的灵活性。本文对传统延迟焦化装置上的改造进行了可行性方面的分析。

传统延迟焦化；工艺改造；循环比

1.装置的现状和存在问题

舟山石化2.4Mkt/a延迟焦化装置，于2008年投产以来，经过了掺炼重质油流程改造和增加原料油预处理系统两次比较大的改造，形成了目前以加工渣油为主，加工海洋重质原油为辅的特色生产模式。

现有生产工艺流程见图1。原料重油自罐区经泵送入装置，换热后进焦化炉对流段，在分馏塔底与高温油气接触。分馏塔底油经泵入焦化炉辐射段，经四通阀进入焦碳塔底部。裂解油气在分馏塔内自下而上分馏出重蜡油、重馏分油、粗柴油、粗汽油和富气组分。重馏分油作为加氢改质进料，粗柴油和粗汽油作为加氢精制进料，重蜡油作为产品销售。

图1 公司延迟焦化工艺流程

上述生产流程在实际操作中，存在以下问题：（1）不能根据实际生产的需求来调节循环比。循环比它主要是用来控制焦化蜡油的干点，对焦化装置加工量、产量、产品分布和性质都有影响。（2）循环比过高会造成焦化的加热炉及焦炭塔、分馏系统的负荷升高，结果只能牺牲装置加工量的生产。（3）加热炉流程为对流段和辐射段分开，油品进对流段后入分馏塔，对流段和辐射段分别操作，由于受焦化周期性操作影响，对流段温度波动较大，易造成对流段超温现象，同时也会造成分馏塔底液位波动严重。

按照设计要求加工的原料为含硫低氮重油，而装置投产以来，实际加工的原料为低硫高氮重油，在日常生产中调节循环比、多出重蜡油是主要的操作调整手段。对传统延迟焦化工艺来说，实际的循环比比较固定，在操作中可调节的幅度较小，只能依靠调整原料的性质来改变产品中的氮分布。

掺炼海洋重质原油对产品收率有明显影响，特别是粗汽油、粗柴油、重馏分油、重蜡油的产品分布尤为明显，重馏分油中的氮含量从掺炼油开始有所降低。

2.调节循环比的两种流程

循环比主要是指分馏塔内焦化馏出油的循环量以及与新鲜原料油量的比值。现在可调节循环比有两种方法，第一种则是反应油气和原料在分馏塔进料段直接换热的过程，主要靠改变分馏塔蒸发段温度来调节循环油量，第二种则是从分馏塔抽出循环油或者是馏分油，并按照比例和新鲜进料进行混合，在这种情况下原料油会从油气进料口上侧、下侧进塔，根据需要冷凝循环油量来调节原料的上、下进料量。

与传统延迟焦化流程相比较的话，调节循环比工艺流程有其本身的优点，其优点在加热后的原料油不进分馏塔，而是直接进入焦炭塔中。分馏塔内的反应油气热量由塔底的循环油回流带走。进焦化加热炉的循环油量可以根据需要来进行调节，下面介绍两种不同的可调循环比流程。

(1)可调循环比流程。装置外原料油进入原料缓冲罐，经原料泵加压后分别与分馏塔各侧线换热后进入加热炉进料缓冲罐，与循环油一起经加热炉进料泵送至加热炉对流段、辐射段后进焦炭塔，如图2。

(2)灵活循环比流程。分馏塔底油（循环油）经泵抽出与对流油混合后进入缓冲罐，调节循环油泵出口重蜡油的流量，使进入缓冲罐油量的大小来改变循环比，该工艺具有灵活调节循环比的功能，可根据生产要求来调整生产方案和产品结构，最关键的使该工艺可实现超低循环比的要求，对流出口油不进分馏塔，调节循环油泵出口到缓冲罐的油量来实现数据为零的操作模式，使辐射油中不含循环油组分，实现超低循环比的操作，如图3。

上面两种流程有以下特点：

(1)操作灵活，适应性强。装置主要设备富气压缩机、分馏塔、辐射泵等运行环境状态均较好。根据实际情况、装置加工量和产品分布的最佳组合，采用调节循环比工艺改造会进一步改善目前的生产状况和操作条件。(2)反应油气的热量用循环油回流来取走，使分馏塔的蒸发层与塔底温度根据实际生产需要进行调节，提高产品质量，流程中的循环油也可以是重蜡油、重馏分油或粗柴油。(3)分馏塔底的循环油的温度一般可以控制到350℃左右，这样就可以减轻塔底结焦的情况。(4)重质的原料油不需要再进入分馏塔，与油气也不混合，对于稳定、提高分馏塔上部产品的性质与质量是有很大好处的。(5)加热炉进料温度最高为330℃进对流室。这样可能降低焦化装置主要设备辐射泵在操作方面的苛刻度，也有利于操作，分馏塔塔底温度下降到350℃左右，减缓了焦粉在分馏塔底部的积聚，更加有效地减轻了分馏塔底结焦和辐射泵入口带焦粉的现象，解除了分馏塔塔底结焦对长周期运行的制约。

图2 可调循环比焦化工艺流程

图3 灵活循环比焦化工艺流程

据报道，广州石化、胜利油田石化总厂、武汉石化均进行了可调循环比流程改造，焦化循环比的变化对装置处理能力、产品收率、加热炉进料的性质、焦化蜡油馏程和康氏残炭的影响比较大；但是对粗汽以及柴油产品的质量影响则不大，所以装置可以根据具体的情况来改变循环比，使装置的操作更具有灵活性，结果证明该装置的改造取得了成功。

另据报道，长岭石化进行了新增缓冲罐和对灵活循环比流程的改造，在装置开工之后，投用成功的同时，建立塔底重蜡油循环，控制分馏塔塔底温度在340～350℃之间，并控制塔底液位在10%～30%之间，从而减少塔底蜡油在塔内的停留时间，防止了塔底的结焦，控制缓冲罐液位在40%～70%间，并加强对缓冲罐差压液位计的检查力度，防止因为缓冲罐液面不准确而出现辐射泵抽空的问题，渣油进缓冲罐的温度在340～350℃左右。使用到现在，辐射泵和重蜡油泵运行良好，重蜡油过滤器也不需要清理，循环油泵也没有出现抽空现象，循环比大，粗汽、柴油收率增加，重蜡油收率的降低，焦炭与气体收率增加，装置加工能力下降；降低循环比，粗汽、柴油收率降低，重蜡油收率高。

3.调循环比改造的可行性

(1)工艺改造比较

如果采用可调节循环比工艺对流程上的改动，是把原料油与高温油气在塔内换热更改为原料油和循环油通过换热器在塔外部进行换热，对于这个改造过程，装置可通过增加几组换热器完成改造。配合流程改造，将辐射段和对流段连为一体，同时取消了对流出口管线及对流放空管线，装置改动大，投资也较大。

采用灵活调节循环比，只需在现有工艺流程中添加一个缓冲罐和相应的连接管线即可，所需改动以及增加的部分只限于分馏塔，而加热炉和焦炭塔等其它部分一般不做变动,其他现有流程不会有较大的改动，投资较小，经济效益明显。

(2)两种调节循环比工艺改造的优缺点

可调节循环比工艺流程从焦粉平衡的角度看，塔底循环油容易产生塔底焦粉沉积，同时塔底循环油作为分馏塔洗涤换热段换热洗涤油使用，会产生沥青态及焦态固体物的积聚，从而影响到分馏塔与塔底过滤器的正常运行，所以在同样的操作条件下会增加焦粉随油气上升进入粗柴油和蜡油馏份中的量。装置采用定期外甩分馏塔循环油来保证塔底循环量，通过这种措施应对含有的大量焦粉，但是循环油处理困难。

采用灵活循环比工艺流程可以有效防止分馏塔底结焦，改善辐射泵的运行环境。在传统的焦化流程中，对流油与高温油气换热，一方面是油气中的焦粉从焦炭塔进入到了分馏塔，另一方面则是分馏塔底油易结焦。虽然经过过滤器过滤，仍有一部分焦粉带入辐射泵内，很有可能造成泵出入口管线阻塞，影响辐射泵的平稳运行。当采用灵活循环比工艺时，对流油不进分馏塔，并且分馏塔底油温可灵活控制在340～350℃左右，有效的防止了分馏塔塔底结焦，避免了重蜡油带焦粉到缓冲罐严重的问题，更好的防止辐射泵入口带焦粉方面的问题，从而实现各种不同循环比下的生产方案。

4.结论

经过同类装置改造比较经验，得出舟山石化进行灵活循环比工艺改造具有一定的可行性。

张红旭（1983～），男，中海石油舟山石化有限公司，研究方向：石化工艺方向。

(责任编辑 王恒)

Feasibility Discussion of the Improvement of Traditional Delayed Coking Technology to Adjustment Recycle Ration Technology

Zhang Hongxu

（Cnooc Zhoushan Petrochemical co., LTD, Zhejiang, 316015）

The traditional delayed coking process recycle ratio is relatively fixed, which has less influence on changing the nature and distribution of product, if we adopt the adjustment recycle ratio technology, we can solve this problem very well. Compared with the technology improvement effect, the flexible circulation of the same type of equipment in same industry greatly improves the flexibility of the actual operation of the delayed coking device. In this paper, it takes feasibility analysis of the improvement of the traditional delayed coking device.

traditional delayed coking；technology improvement；recycle ratio

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