(中國(guó)石油天然氣股份有限公司 撫順石化分公司，遼寧 撫順113008)

石油化工

重質(zhì)裂解原料在工業(yè)應(yīng)用中存在的問(wèn)題及措施

馬 文 斌

(中國(guó)石油天然氣股份有限公司 撫順石化分公司，遼寧 撫順113008)

從大慶原油常減壓餾分油、加氫精制、加氫裂化生成油物性分析出發(fā)，結(jié)合BMCI值的計(jì)算結(jié)果，研究了其作為裂解原料的可行性。系統(tǒng)地闡述和分析了國(guó)內(nèi)以輕柴油、大慶減一線、蠟下油以及減壓餾分油等重質(zhì)原料制取低碳烯烴在實(shí)驗(yàn)室模擬、工業(yè)試驗(yàn)以及實(shí)際生產(chǎn)中的裂解性能和結(jié)焦情況，列舉了國(guó)內(nèi)3個(gè)典型裂解爐型在加工加氫裂化尾油所積累的經(jīng)驗(yàn)。重點(diǎn)對(duì)重質(zhì)原料裂解過(guò)程中裂解爐結(jié)焦特征進(jìn)行了分析，針對(duì)在裂解重質(zhì)原料時(shí)出現(xiàn)的嚴(yán)重結(jié)焦、急冷油粘度過(guò)大等問(wèn)題，結(jié)合國(guó)內(nèi)外所取得的經(jīng)驗(yàn)提出了應(yīng)對(duì)措施。

重質(zhì)原料；蒸汽裂解；裂解性能；結(jié)焦性能；措施

20多年來(lái)，隨著乙烯原料輕質(zhì)化工作不斷推進(jìn)，國(guó)內(nèi)乙烯原料結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的變化。截止到2009年，輕柴油在乙烯原料總量的比例從1992年52.70%下降到6.30%，輕烴、石腦油從1992年的10.00%、35.70%分別上升到13.44%、67.97%。90年代中后期開(kāi)始，不少大型煉廠改造或新建加氫裂化裝置，加氫裂化尾油（HVGO）在乙烯原料中的比例迅速增長(zhǎng)，近年來(lái)基本維持在原料總量的10%左右[1]。但隨著本輪新建和擴(kuò)建乙烯裝置的投產(chǎn)，裂解原料不足的矛盾日顯突出，煉化一體化企業(yè)挖掘內(nèi)部潛在的裂解資源是解決問(wèn)題最直接、最有效的途徑。本文重點(diǎn)回顧國(guó)內(nèi)利用重質(zhì)裂解原料生產(chǎn)乙烯在科研和生產(chǎn)方面所取得的經(jīng)驗(yàn)，以期為企業(yè)裂解原料多樣化提供借鑒作用。

1 企業(yè)已經(jīng)使用的和潛在的部分裂解資源性質(zhì)

為了拓展裂解原料，提高裝置負(fù)荷，對(duì)企業(yè)已經(jīng)利用的和潛在的資源進(jìn)行梳理、計(jì)算，結(jié)果如表1所示。其中HVGO、直餾石腦油以及焦化汽柴油經(jīng)加氫精制所得石腦油等已作為裂解原料長(zhǎng)期使用。此外，芳烴抽余油、重整拔頭油、戊烷油、丙烷、重整液化氣等已經(jīng)是乙烯企業(yè)成熟的裂解原料。

表1顯示，常一線煤油餾分、全部減壓餾分、加氫裂化重石腦油、加氫裂化煤油、中壓加氫柴油、脫蠟油的BMCI值高于20，理論上均不是理想的裂解原料。針對(duì)常一線煤油餾分BMCI值明顯高于常二線餾分的問(wèn)題，查閱其它分析檢測(cè)機(jī)構(gòu)近期對(duì)大慶原油的評(píng)價(jià)結(jié)果看，180～275 ℃餾分要比相鄰餾分的BMCI值高出3～4，因此大慶原油常一線煤油餾分BMCI值比常二線高的特點(diǎn)得到進(jìn)一步確認(rèn)。對(duì)文獻(xiàn)[2]中大慶原油數(shù)據(jù)進(jìn)行分析看，大慶原油200～250 ℃餾分的正構(gòu)烷烴含量分別低于250～300 ℃、300～350 ℃餾分7.6%和12.5%，而芳烴含量?jī)H低2.7%和2.2%；250～350 ℃餾分中單、雙環(huán)芳烴含量比200～250 ℃餾分的單、雙環(huán)芳烴含量

高1.5%和0.6%，但柴油餾分中芳烴的烷基鏈碳數(shù)要遠(yuǎn)多于煤油餾分。

表1 已經(jīng)使用的和潛在的裂解資源物性指標(biāo)Table 1 Properties of the Used and Potential Resource

從以上分析，不難理解常一線BMCI值相對(duì)高的原因。通過(guò)與純俄羅斯原油、沙極輕原油、科威特、南巴、錫德?tīng)枴W連特等原油窄餾分BMCI值對(duì)比發(fā)現(xiàn)，這些原油的窄餾分BMCI值一般隨原油餾分變重而增大，因此大慶原油常一線餾分BMCI值高于常二線柴油餾分是大慶原油的特性。加氫裂化煤油也存在類(lèi)似的特征。另外，大慶原油的減壓餾分油BMCI值雖然高于20，但基本集中于23左右，隨著餾分變重BMCI值增加得不明顯。

2 重質(zhì)原料蒸汽裂解主要特征

為了科學(xué)、合理地利用這些潛在的裂解資源，下面歸納、分析國(guó)內(nèi)乙烯生產(chǎn)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)在裂解大慶、華北原油餾分油實(shí)踐中所取得的經(jīng)驗(yàn)。

2.1 輕柴油（AGO）

在特定的時(shí)期，由于缺少足夠的石腦油做裂解原料，國(guó)內(nèi)引進(jìn)的部分大型乙烯裂解裝置曾經(jīng)長(zhǎng)期大量使用AGO。這種所謂的AGO設(shè)計(jì)餾程為175～360 ℃，即常減壓蒸餾裝置的常一、二、三線餾分油。燕山石化30萬(wàn)t/a乙烯裝置于1976年5月建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)利用AGO作為裂解原料在SRT Ⅱ型裂解爐生產(chǎn)低碳烯烴。經(jīng)過(guò)多年的生產(chǎn)實(shí)踐，燕山石化在以大慶、華北原油的常一二三線、減一線、蠟下油生產(chǎn)乙烯方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)[3,4]。

表2 裂解用柴油主要質(zhì)量指標(biāo)Table 2 The Main Quality Index of AGO

燕山石化30萬(wàn)t/a乙烯裝置的裂解原料曾經(jīng)以常一、二、三線餾分油按常壓塔餾出率自然混合而成。裂解裝置投油試車(chē)、考核期間使用寬餾分大慶AGO；正式生產(chǎn)后，改用華北AGO，并逐步增加原料油的重組分，原料指標(biāo)見(jiàn)表2。工業(yè)裝置運(yùn)行表明，在裂解爐出口溫度775 ℃、稀釋比0.75的條件下，乙烯收率可達(dá)24%以上。其中大慶AGO的乙烯收率可達(dá)26%以上；丙烯、丁二烯也高于設(shè)計(jì)值；裂解汽油收率高于設(shè)計(jì)值，尤其是C5餾分收率遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)值，但芳烴（BXT）含量一般低于設(shè)計(jì)值；

裂解燃料油收率遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值。用大慶AGO的裂解周期最長(zhǎng)曾達(dá)到76 d，其裂解溫度大部分時(shí)間為785℃，運(yùn)行終止時(shí)的最高爐管壁溫度為1 036 ℃，急冷鍋爐出口溫度為435 ℃（設(shè)計(jì)550 ℃）。用華北AGO在770～775 ℃條件下裂解時(shí)，最長(zhǎng)清焦周期也曾達(dá)到76 d，但大多數(shù)在50～60 d停爐清焦。在裂解裝置投產(chǎn)后一年多的運(yùn)行中，大多在裂解爐運(yùn)行兩個(gè)周期后，急冷鍋爐做一次清焦處理。

1978年后，原料密度已增至800 kg?m-3左右；原料餾分變寬，初餾點(diǎn)降至60～80 ℃，50%餾出溫度為270～280 ℃，干點(diǎn)為360～370 ℃；原料平均分子量從試車(chē)時(shí)的156上升至1986年的266。幾年中，通過(guò)不斷調(diào)高裂解爐出口溫度以避免乙烯收率下降，但急冷鍋爐的運(yùn)行周期由原來(lái)的50 d以上縮短到40 d左右。

試驗(yàn)表明，柴油中混入輕油組分，在柴油的裂解條件下，影響乙烯收率。為此，燕山石化公司采取了提高常壓塔塔頂溫度和常一線餾出口溫度、調(diào)整中段回流等主要措施將裂解原料中石腦油組分脫出，提高裂解原料的初餾點(diǎn)。通過(guò)操作指標(biāo)優(yōu)化，乙烯收率提高了1.0%～1.2%。

2.2 大慶減一線

1994年，燕山石化公司乙烯裝置由 30萬(wàn)t/a擴(kuò)建成45萬(wàn)t/a，所需裂解原料增加1/3，在無(wú)新增煉油加工能力的情況下，解決原料缺口困難很大。為此，研究采用大慶減一線油調(diào)入AGO生產(chǎn)裂解原料以解決原料不足問(wèn)題[5]。經(jīng)多種調(diào)和方案的分析發(fā)現(xiàn)，在AGO中調(diào)入不同比例減一線油（最高21.1 %），BMCI值變化不大，穩(wěn)定在18.3～19.7之間；烴組成中，飽和烴均在80%以上，芳烴最高18.3%；在調(diào)入21.1%減一線油時(shí)，初餾點(diǎn)、干點(diǎn)符合指標(biāo)要求，50%餾出溫度較原料指標(biāo)高10℃；密度、硫含量均符合要求。

從常三線、減一線混油與常二線油在模擬裂解爐上裂解性能評(píng)價(jià)結(jié)果看，其三烯收率分別比常二線低1%左右[6]；從混油的單爐工業(yè)運(yùn)行數(shù)據(jù)看[7]，乙烯、丙烯收率均低于相同裂解溫度的評(píng)價(jià)試驗(yàn)，詳見(jiàn)表3。實(shí)際工業(yè)使用情況見(jiàn)表5。

表3 大慶常三減一線油裂解性能評(píng)價(jià)結(jié)果與工業(yè)單爐運(yùn)行數(shù)據(jù)Table 3 Cracking Performance Evaluation Results and Industrial Single Furnace Operation Data of Daqing Distillate from No.3 Cut of Atmospheric Tower and No.1 of Vacuum Tower

2.3 蠟下油

溶劑脫蠟是利用溶劑在低溫下對(duì)油和蠟溶解度差異，將難溶解蠟和易溶解油分離成含油蠟和脫蠟油，再將低溫固態(tài)含油蠟結(jié)晶和溶劑逐步升溫，使熔點(diǎn)較低的油從蠟中析出，從而達(dá)到進(jìn)一步脫油的目的，這部分析出油就是蠟下油。與輕柴油相比，蠟下油的氫和烷烴含量高，而芳烴含量低。理論上，蠟下油是較好的裂解原料。

模擬試驗(yàn)中，使用蠟下油裂解時(shí)對(duì)流段、輻射段、急冷鍋爐結(jié)焦量分別是輕柴油裂解的3.18、1.35、1.45倍。

工業(yè)試驗(yàn)中，裂解爐出口溫度控制在780±2℃、橫跨溫度高于原料干點(diǎn)20 ℃（509～520℃）、稀釋比1（一、二次注汽比2∶3），考慮到蠟下油重而導(dǎo)致裂解爐火嘴和引風(fēng)機(jī)能力不足，蠟下油進(jìn)料負(fù)荷為正常石腦油、AGO進(jìn)料負(fù)荷的77%。裂解爐裂解蠟下油實(shí)際運(yùn)行32 d后，由于蠟下油原料不足而停止試驗(yàn)。從停爐前運(yùn)行和停爐后爐管壁的情況

看，預(yù)計(jì)運(yùn)行周期可延長(zhǎng)10 d。燕山石化公司蠟下油裂解工業(yè)試驗(yàn)結(jié)論認(rèn)為，蠟下油裂解時(shí)急冷鍋爐不是限制裂解爐運(yùn)行周期的主要因素，爐管壁結(jié)焦溫度升到爐管最高使用溫度是限制裂解爐運(yùn)行周期的主要因素；蠟下油不宜高深度裂解，以免運(yùn)行周期過(guò)短和爐管損壞。

表4 蠟下油模擬與工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Simulation and Industrially Experimental Results of Sweat Oil

表5 1994-1999年燕山石化乙烯原料結(jié)構(gòu)、三烯收率及裂解爐運(yùn)行周期Table 5 The structure of raw materials, triene yield and cracking furnace operation cycle of Yanshan petrochemical company from 1994 to 1999

實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中，將蠟下油與常三線油、減一線油一并調(diào)入裂解原料中，其中1997年、1998年蠟下油占燕山石化公司乙烯原料的比例分別是5.6%和1.5%，乙烯、丙烯收率基本不變。表5 數(shù)據(jù)表明，裂解爐運(yùn)行周期縮短的原因應(yīng)為常三線、減一線油調(diào)入比例增加所致。

2.4 減壓柴油（VGO）

北京化工研究院[9,10]利用常減壓裝置餾程350～500 ℃的VGO，即蠟油組分，先后在處理量2 kg·h-1模擬裂解裝置和100 kg·h-1中試裝置上開(kāi)展了裂解制烯烴研究。模擬裝置爐管垂直設(shè)置在爐中間，尺寸為Ф6 mm長(zhǎng)21.5 m，材料Cr18Ni9Ti。中試裝置的爐管由對(duì)流段和輻射段兩部分組成。對(duì)流段橫向設(shè)置，尺寸為Ф38×3 mm、長(zhǎng)約80 m；輻射段為一組Ф38×4 mm垂直排管，長(zhǎng)約36 m，由14根帶回彎頭的直管組成，設(shè)在爐子中間位置，材料為25Cr20Ni，管兩側(cè)各用20個(gè)無(wú)焰板式燒嘴以氣體燃料加熱。試驗(yàn)用的VGO物性如表 6，VGO裂解性能評(píng)價(jià)結(jié)果如表7。

中試裝置連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)30 d，估計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)周期可在40d以上。中試的急冷鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)表明，VGO裂解的高壓蒸汽回收量較AGO少30%。

目前，未見(jiàn)國(guó)內(nèi)減二線及以上重質(zhì)餾分油作為工業(yè)裂解原料使用情況的報(bào)道。

2.5 加氫裂化尾油（HVGO）

在氫源保證的前提下，利用加氫裂化裝置以150RMB￥/t左右的加工費(fèi)用即可將VGO轉(zhuǎn)化成優(yōu)質(zhì)的石腦油、煤油、柴油以及裂解性能相當(dāng)于石腦油的尾油。因此，VGO直接裂解的原料價(jià)格優(yōu)勢(shì)已不復(fù)存在。HVGO作為裂解原料的數(shù)量已從1992年的11萬(wàn)t增加到2009年的300萬(wàn)t。從裂解性能來(lái)看，HVGO已經(jīng)是公認(rèn)的優(yōu)質(zhì)裂解原料。

表6 試驗(yàn)用的VGO物性Table 6 The VGO Properties Used in the Experiments

表7 VGO裂解性能評(píng)價(jià)結(jié)果Table 7 Evaluation Result of the VGO Cracking Performance

2.5.1 HVGO物性和裂解性能

HVGO的裂解性能隨著原料油來(lái)源、催化劑、工藝流程、反應(yīng)壓力、轉(zhuǎn)化深度及餾程的不同而不同。

從表8可以看出，緩和加氫裂化工藝尾油質(zhì)量

差，三烯收率低；中壓加氫改質(zhì)尾油是理想的裂解原料，但對(duì)原料的要求高，其工藝不及高壓加氫裂化靈活[11]。裂解HVGO要比VGO的乙烯收率高出6%～7%，丙烯收率有所下降；比AGO的乙烯收率高出4%～5%左右。

表8 不同加氫裂化工藝尾油性質(zhì)和裂解性能Table 8 Properties and Cracking Performance of HVGO from Different Process

2.5.2 幾個(gè)典型爐型加工HVGO運(yùn)行情況

齊魯石化公司[12,13]在SRT-Ⅳ型爐上裂解來(lái)自勝利煉廠密度（20 ℃）840.1 kg?m-3、餾程295～534℃、BMCI值12.8、含有0.85%膠質(zhì)和0.25%瀝青質(zhì)的HVGO時(shí)，急冷油粘度(50 ℃)增加至3 000～5 000 mm2?s-1；裂解爐對(duì)流段結(jié)焦嚴(yán)重，燒焦過(guò)程中對(duì)流段最下部管線經(jīng)常被燒穿。 為此，通過(guò)降低原料干點(diǎn)至525 ℃、降低HVGO在總投油量的比例、向原料油中注入二甲基二硫以及向急冷塔中注入裂解柴油、調(diào)整塔頂裂解汽油回流量、兩個(gè)爐區(qū)急冷油互調(diào)等措施初步解決了出現(xiàn)問(wèn)題，裂解爐運(yùn)行周期由原來(lái)的20～30 d提高到50 d以上。

茂名石化公司[14]在48-U型爐上裂解BMCI值9.4～11.4的HVGO，其初餾點(diǎn)到90%餾出點(diǎn)普遍低于設(shè)計(jì)值。投用HVGO后，裂解爐運(yùn)行周期能保持在40～45 d，和投用石腦油基本一致，運(yùn)行末期急冷鍋爐出口溫度由初期的380 ℃上升到508 ℃。

吉林石化公司[15]利用LSCC1-1型爐裂解HVGO。原設(shè)計(jì)裂解溫度837 ℃，稀釋比0.8。對(duì)流段采用二次注汽技術(shù)，在原料預(yù)熱二段出口注入一股稀釋蒸汽，在對(duì)流一段出口注入第二股稀釋蒸汽，一、二次注氣比為9∶1。2004年改造后，裂解尾油采用在預(yù)熱一段出口一次注氣，稀釋比改為0.7。設(shè)計(jì)HVGO餾程為345～522 ℃，實(shí)際原料餾程211～446 ℃（98%餾出溫度）。裝置投產(chǎn)之初，裂解爐運(yùn)行周期不到30 d，最短10 d。經(jīng)分析后，在尾油總管上增加注硫線和二甲基二硫注入泵，控制原料中硫含量在60～100 mg/kg。該項(xiàng)措施實(shí)施后，裂解爐運(yùn)行周期提高到40 d。在急冷鍋爐出口溫度380 ℃，直接投HVGO后不到10 d，急冷鍋爐出口溫度就達(dá)到600 ℃。通過(guò)摸索，在裂解爐和急冷鍋爐燒清焦后，先加工15～20 d石腦油，然后再投尾油。投油前，急冷鍋爐出口溫度372 ℃；投石腦油的15 d中急冷鍋爐出口溫度在410～420 ℃間緩慢上升。在改投HVGO后急冷鍋爐出口溫度迅速上升至480℃，此后溫度上升緩慢，裂解HVGO 36 d后，出口溫度達(dá)到590 ℃。

綜合以上AGO、VGO、HVGO裂解的工業(yè)生產(chǎn)和科研實(shí)踐看，重質(zhì)原料裂解的一個(gè)顯著特征是結(jié)焦問(wèn)題，不但有輕質(zhì)原料裂解時(shí)出現(xiàn)裂解爐輻射段、急冷鍋爐結(jié)焦，裂解重質(zhì)原料時(shí)還常常出現(xiàn)裂解爐對(duì)流段的結(jié)焦。以往以輕烴、石腦油作為裂解原料，在設(shè)計(jì)裂解爐時(shí)不考慮對(duì)流段結(jié)焦與燒焦問(wèn)題，因此對(duì)流段沒(méi)有與高溫?zé)瓜噙m應(yīng)的材質(zhì)以及燒焦設(shè)施，所以這類(lèi)爐型對(duì)流段結(jié)焦，其問(wèn)題相對(duì)嚴(yán)重。

3 重質(zhì)原料的結(jié)焦特征分析

有關(guān)裂解爐結(jié)焦的問(wèn)題已經(jīng)有過(guò)廣泛而深入的研究[16,17]，下面重點(diǎn)分析重質(zhì)原料裂解結(jié)焦特點(diǎn)及原因。

3.1 重質(zhì)原料裂解的對(duì)流段結(jié)焦

從目前的文獻(xiàn)看，未發(fā)現(xiàn)有輕烴、石腦油裂解過(guò)程中在對(duì)流段結(jié)焦的報(bào)道，而柴油、重柴油組分裂解時(shí)對(duì)流段結(jié)焦的現(xiàn)象十分普遍，HVGO裂解時(shí)對(duì)流段結(jié)焦也時(shí)有發(fā)生。分析認(rèn)為，重質(zhì)原料露點(diǎn)偏高，如果在對(duì)流段汽化不完全，部分液滴附著于對(duì)流段管壁上造成停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，具備了類(lèi)似焦化工藝（500 ℃左右、生焦時(shí)間24 h）的反應(yīng)條件，附著物中的多環(huán)環(huán)烷烴、多環(huán)芳烴以及膠質(zhì)、瀝青質(zhì)勢(shì)必發(fā)生脫氫縮合，直至結(jié)焦。重質(zhì)裂解原料在對(duì)流段瞬間完全汽化技術(shù)，解決了HVGO裂解時(shí)對(duì)流段結(jié)焦問(wèn)題能夠充分證明這個(gè)觀點(diǎn)。

3.2 急冷鍋爐嚴(yán)重結(jié)焦

Lummus公司[18]曾經(jīng)在一裝置上裂解HVGO，其物性指標(biāo)介于Lummus公司其它成功裂解原料的物性指標(biāo)范圍內(nèi)，但是投料一天后，急冷鍋爐結(jié)焦嚴(yán)重，出口氣體溫度達(dá)到最高允許設(shè)計(jì)溫度，而在對(duì)流段和輻射段沒(méi)有結(jié)焦跡象。結(jié)合加氫裂化裝置空

冷器結(jié)焦問(wèn)題，分析后認(rèn)為，該裝置所使用的HVGO含有高出其它正常運(yùn)轉(zhuǎn)裝置原料3倍的暈苯和卵苯，出現(xiàn)急冷鍋爐嚴(yán)重結(jié)焦的原料中暈苯、卵苯含量分別是40、117 μg?g-1，而沒(méi)有出現(xiàn)結(jié)焦的原料中暈苯、卵苯含量分別是16、41 μg?g-1。文獻(xiàn)[19]表明，這種焦為7～22環(huán)的多環(huán)芳烴；并指出HVGO中多環(huán)芳烴的含量與加氫裂化的原料種類(lèi)、加氫裂化裝置運(yùn)行時(shí)間以及HVGO的干點(diǎn)有密切的關(guān)系。尾油中多環(huán)芳烴含量均隨加氫裂化裝置運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)而增加，隨著尾油的干點(diǎn)提高而增加。尾油的裂解性能隨著多環(huán)芳烴含量的增加而變差，三烯收率下降，結(jié)焦量增加。因此，通過(guò)蒸餾切除尾油中的重組分是十分必要的。

另外，從裂解HVGO裝置的急冷鍋爐出口溫度隨時(shí)間的變化曲線分析，在出口溫度相對(duì)較低時(shí)溫度快速上升，當(dāng)達(dá)到一定溫度后溫度上升趨緩。筆者認(rèn)為這與裂解氣重組分在較低溫度下凝結(jié)于管壁并結(jié)焦有關(guān)，溫度升至一定程度，達(dá)到裂解氣露點(diǎn)以上，這種冷凝—結(jié)焦趨勢(shì)減弱，傳熱系數(shù)也就隨之緩慢遞減，出口溫度上升趨于緩慢。

4 抑制結(jié)焦的措施

(1) 添加結(jié)焦抑制劑

中石化北京化工研究院與燕山石化公司合作開(kāi)發(fā)結(jié)焦抑制劑，在加工重質(zhì)原料的裂解爐上進(jìn)行整爐的工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)[20]。試驗(yàn)結(jié)果顯示，兩爐的運(yùn)行周期分別從加劑前的平均40 d、33.5 d提高至62 d和75 d。

(2)為防止對(duì)流段結(jié)焦，應(yīng)加強(qiáng)借鑒國(guó)外的已有經(jīng)驗(yàn)，做好HVGO生產(chǎn)管理和相應(yīng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[21,22]。

(a) 建立HVGO質(zhì)量的控制指標(biāo)

在質(zhì)量控制指標(biāo)中，應(yīng)明確原料密度、餾程、BMCI值、芳烴含量，特別是三環(huán)以上芳烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)以及微量的暈苯、卵苯含量。原料中硫含量低，在加工過(guò)程中視結(jié)焦情況補(bǔ)硫。

(b) 對(duì)流段完全迅速汽化技術(shù)

二次注汽技術(shù)是解決HVGO裂解生產(chǎn)乙烯對(duì)流段結(jié)焦問(wèn)題十分重要的措施之一。二次注汽的作用是使HVGO能瞬間完全汽化，縮短兩相流在對(duì)流段存在的時(shí)間，防止液相滯留在管壁而發(fā)生脫氫、縮合反應(yīng)，抑制結(jié)焦母體的生成和結(jié)焦現(xiàn)象的發(fā)生，從而消除對(duì)流段結(jié)焦，同時(shí)有利于緩解急冷鍋爐結(jié)焦，延長(zhǎng)運(yùn)行周期。另外，調(diào)整對(duì)流段的布局，增加了爐管預(yù)熱段面積，使原料盡快汽化，從而達(dá)到了對(duì)流段不結(jié)焦的效果。

(c)急冷油循環(huán)分離系統(tǒng)改進(jìn)

為解決HVGO裂解時(shí)急冷油粘度增大問(wèn)題，在流程上進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)置瀝青（大于370 ℃裂解焦油）汽提塔。HVGO占裂解原料總量少的裂解系統(tǒng)可以不設(shè)瀝青汽提塔，采用降低油洗塔塔底溫度，排放一定比例燃料油的辦法解決急冷油粘度問(wèn)題。

(d) 爐管改進(jìn)

輻射爐管應(yīng)適當(dāng)加粗，急冷鍋爐換熱內(nèi)管直徑適當(dāng)擴(kuò)大，并提高急冷鍋爐允許出口最高溫度。

(3) 研究利用活性炭吸附技術(shù)，吸附并脫出尾油中的多環(huán)芳烴。

(4)利用蒸餾方法切除HVGO的重組分。

5 結(jié)束語(yǔ)

乙烯裂解爐燃料、動(dòng)力消耗是全廠總能耗的重要組成部分，直接關(guān)系到低碳烯烴及其下游產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，是乙烯企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的標(biāo)志。實(shí)際生產(chǎn)表明，隨著直餾餾分油的變重，裂解過(guò)程中結(jié)焦加劇，裂解系統(tǒng)清焦周期越來(lái)越短。爐管?chē)?yán)重結(jié)焦造成傳熱系數(shù)大幅下降，燃料消耗上升；爐管出現(xiàn)局部過(guò)熱而影響爐管的使用壽命；爐管內(nèi)徑減小，生產(chǎn)能力下降；急冷鍋爐結(jié)焦，熱量回收率偏低，出口溫度過(guò)高，影響下游分離系統(tǒng)操作，同時(shí)熱量浪費(fèi)巨大。HVGO在乙烯收率等方面明顯優(yōu)于直餾重質(zhì)原料，但因其原料VGO的性質(zhì)、加工工藝等因素的不同造成HVGO的裂解性能和結(jié)焦性能存在較大差異，生產(chǎn)過(guò)程中也曾出現(xiàn)過(guò)許多問(wèn)題。由于國(guó)內(nèi)部分裂解爐是過(guò)去按AGO作為裂解原料設(shè)計(jì)的，在改為裂解HVGO前沒(méi)有進(jìn)行徹底的適應(yīng)性改造，裝置實(shí)際運(yùn)行中暴露出一些典型問(wèn)題，導(dǎo)致HVGO作為裂解原料的優(yōu)勢(shì)沒(méi)有得到充分發(fā)揮。這些問(wèn)題說(shuō)明我們?cè)诩庸ぶ刭|(zhì)原料的技術(shù)掌握和應(yīng)用上還存在欠缺，企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)、設(shè)計(jì)單位應(yīng)加強(qiáng)交流，共同推進(jìn)重質(zhì)原料裂解技術(shù)的進(jìn)步。

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Existing Problems in Industrial Application of Heavy Cracking Feedstock and Measures

MA Wen-bin
(PetroChina Fushun Petrochemical Company, Liaoning Fushun 113008, China)

By calculating the BMCI value and analyzing physical properties of the distillates of Daqing crude and its subsequent processing products, the feasibility of using above distillates and products as cracking raw material was discussed. The cracking performance and coking performance of heavy feed stock (domestic light diesel oil, Daqing Vac. side cut 1, VGO,etc.) used as raw material to produce low carbon olefin were systematically described and analyzed in the laboratory simulation, industrial test and steam cracking unit. Production experiences from 3 different kinds of domestic crackers for processing HVGO were summarized. The coking characteristics in the cracking process of heavy feed stock were analyzed, and solutions to the problems in the production were put forward based on referential experiences at home and abroad.

Heavy feed stock; Steam cracking; Cracking performance; Coking performance; Measures

TE 624

： A

： 1671-0460（2014）01-0084-06

2013-11-27

馬文斌（1968-），男，遼寧昌圖人，高級(jí)工程師，碩士，1991年畢業(yè)于天津大學(xué)精細(xì)化工專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)從事生產(chǎn)計(jì)劃、統(tǒng)計(jì)工作。E-mail：mwb7259@sina.com。