延迟焦化装置低负荷运行工艺分析

宋树林

（中国石油大庆石化公司炼油厂，黑龙江大庆163711）

受“新冠肺炎”疫情影响，某石化公司炼油厂成品油出厂困难，库存较高，需要炼油装置降负荷生产。为确保各装置在低负荷（低于设计最低负荷加10%负荷或结合实际情况确定）运行期间的平稳运行，要求各单位持续做好低负荷运行装置生产运行、工艺防腐、安全环保等方面存在的偏离设计问题或潜在隐患，评估风险、制定措施、落实责任，确保了实现各装置低负荷平稳运行［1]。

1 原料性质变化对比

该延迟焦化装置设计处理量3428 t/d，2019年9月～2020年1月装置最低处理量2400 t/d，装置负荷率70%以上，在设计范围内。装置不同负荷原料性质对比见表1。

表1 装置不同负荷原料性质对比

从表1 可以看出，不同处理量下，装置原料性质没有明显变化，与设计比较残炭值升高，结焦倾向增加，焦炭产率升高。

2 工艺防腐情况

2.1 空冷偏流

焦化装置相关空冷有汽油空冷E1115A-F，柴油空冷E1119AB，混合富气空冷E1206，稳定塔顶空冷E1027。

（1）加强分馏汽油柴油空冷检查，焦化装置汽油空冷及柴油空冷正常投用，检查未发生偏流情况。装置汽油空冷东侧1组增加假伴热，在汽油空冷发生偏流时，可以将东侧空冷切除。

（2）加强混合富气空冷E1206 检查，空冷出口温度控制在38～48 ℃，未发生偏流，运行平稳。

（3）加强稳定塔顶空冷E1207 调整，关小旁路，增加空冷介质流量，空冷出口温度2～15 ℃，出现偏流时，岗位及时调整空冷介质流量［2]。

2.2 铵盐结晶

（1）加强分馏塔顶空冷压降变化监控，焦化装置分馏塔塔顶及顶循系统运行平稳，空冷压降无增大趋势，未出现结盐加剧问题。

（2）车间对装置小接管进行全面排查，无泄漏情况发生。

（3）车间对重点部位保温全面排查，对缺少保温部位进行全面梳理，上报保温计划，择期整改。

2.3 低温露点腐蚀

焦化装置分馏塔顶核算露点温度，装置处理量2400～2700 t/d 之间调整时，分馏塔顶露点温度82～91 ℃之间，分馏塔顶回流温度最低时105 ℃，分馏塔顶温度119 ℃，均高于露点14 ℃以上。

（1）处理量2700 t/h，分馏塔顶压力100 kPa，换算绝压为200 kPa；分馏塔顶油含量20 t/h，气相10330 m3/h，水相5.9 t/h。汽油分子量按115 计算，计算出塔顶物料摩尔量，通过摩尔比计算塔顶气相中水分压所占的比例，然后结合塔压计算水分压为51 kPa，估算露点温度为82 ℃，见表2。

表2 处理量2700 t/d时分馏塔顶物料量

（2）装置处理量2400 t/h，塔顶压力100 kPa，换算为绝压为200 kPa；分馏塔顶油含量15 t/h，气相9960 m3/h，水相6.0 t/h。汽油分子量按115 计算，计算出塔顶物料摩尔量，通过摩尔比计算塔顶气相中水分压所占的比例，然后结合塔压计算水分压为73 kPa，估算露点温度为91 ℃，见表2。

表3 处理量2400 t/d时分馏塔顶物料量

（3）根据焦化装置烟气分析，由Müller 曲线法计算出SO3气体浓度，再由该浓度得出烟气露点腐蚀温度。延迟焦化装置SO2浓度最高为3 mg/m3，转化率为20%，SO3浓度0.6 mg/m3。

气体的体积浓度与质量浓度换算关系为：V=22.4×m/M，其中V，m，M 分别表示体积浓度，质量浓度及分子量。由此可以计算出，V=22.4×0.6/80=0.168×10-6。由体积浓度为0.168×10-6，可得露点温度为103 ℃。

装置加强加热炉排烟温度控制，加强加热炉空气预热器检查加热炉排烟温度120 ℃，高于露点温度（103 ℃）。

2.4 炉管结焦

（1）焦化装置加热炉炉管易结焦，装置低负荷生产时，车间提高各路注汽量，减缓结焦速度。同时，装置调整阻焦剂使用量，减缓结焦速度。

（2）车间每月使用红外成像仪监测炉管壁温变化趋势，及时调整加热炉火焰及热负荷分布，保证加热炉运行平稳。

2.5 水冷器运行

（1）延迟焦化装置水冷器多为1 组2 台，可以根据实际情况进行切除其中1台，以保证循环水流速。其中分馏塔顶水冷器E1116ABCD，共4 台，冬季温度较低，装置停用切除E1116B 循环水，保证其它3台换热器循环水流速。

（2）装置循环水换热器通过调整换热器热源副线控制温度，循环水出入口不进行大幅度调整，保证循环水流速大于0.9 m/s。

2.6 保温层下腐蚀

（1）车间建立小接管台账，全面排查，防止出现腐蚀泄漏问题。

（2）车间对高温部位及低温部位进行排查，增加保温棉，降低腐蚀风险。

2.7 特殊工况

（1）焦化装置辐射进料泵P1102 切削叶轮，机泵出口压力由4.0 MPa降低至3.0 MPa，减少介质对管线、阀门、控制阀等的冲刷腐蚀。

（2）装置低处理量时，急冷油量控制平稳，减少焦粉携带，防止油气线结焦。

（3）装置通过提高注汽，提高汽提蒸汽保证分馏塔顶含硫污水铁离子合格［3]。

3 工艺管控

3.1 工艺卡片执行情况

延迟焦化装置低负荷运行时，以下指标出现超标现象：

（1）焦炭塔顶温度，由于装置低负荷生产时，热量不足，相同预热时间内，预热不充分，焦炭塔内温度偏低，造成焦炭塔切换时塔顶温度波动超指标。

（2）加热炉出口温度，由于装置自2018年9月10日开工以来连续运行500多天，加热炉炉管壁温较高，车间为保证加热炉安全平稳运行，加强了加热炉管控，在火焰调整过程中，加热炉出口温度易出现波动超指标现象。

（3）加热炉氧含量，装置调火过程及管网瓦斯压力波动时，氧含量容易出现超标现象。

（4）重蜡集油箱温度，低负荷生产下焦炭塔预热时，分馏系统热源不足，导致重蜡油抽出温度低于指标［4～6]。

针对以上低负荷造成超指标的关键点，车间加大管理力度，要求岗位精心操作，缓慢调整，尽可能充分预热，同时，各岗位加强协调，尽量延长预热时间，减少预热波动［7～9]。

3.2 冬防检查情况

（1）盲肠死角及闲置管线检查。延迟焦化装置盲肠死角3 处，闲置管线及设备17 处，岗位、班长、车间三级管理，保证重点部位不出问题。

（2）高空防化冻排查。车间组织工艺、设备、安全，分组对全装置高空进行重点排查，对存在泄漏问题及时处理，同时检查高空仪表保温情况，保证装置平稳运行。

（3）低点排凝检查。车间工艺组将汽油流程上低点放空分别打开，检查是否存水冻凝，共计检查汽油部分3 处；加强液态烃脱水，实行液态烃脱水车间监管制度，保证脱水安全受控。

（4）装置存在的重大隐患。焦化装置仍然存在3 处较为重大隐患，分别为焦炭塔底盖泄漏，汽轮机结垢，T1101B 钻杆焊口存在泄漏风险。无新增重大隐患［10]。

4 采取的措施

（1）加强原料监控，延迟焦化装置设计处理量3428 t/d，2019年9月～2020年1月装置最低处理量2400 t/d，装置负荷率70%以上，在设计范围内。原料硫含量设防值0～0.3%，原料硫含量均在设防值内，无超标现象。2020年2月起装置处理量调整至2700 t/d，装置运行平稳。

（2）加强工艺数据监控，焦化装置低负荷下，工艺参数及防腐参数若发生变化，需进行变更，走相关审批程序。

（3）加强腐蚀数据分析监控，在装置低负荷运转期间，装置加强各防腐关键点监控，分馏塔顶水，压缩机组级间及出口排凝水数据均在指标范围内。

（4）加强易腐蚀部位外观检查，对重点部位进行超声测厚。

（5）加强岗位巡检，加强防冻防凝检查，同时，密切关注设备运行情况。

5 结束语

根据延迟焦化装置排查的低负荷生产数据，对照装置目前生产情况，在工艺、设备、防腐等方面无较大变化，装置目前运行平稳。