宋明超,張俊曉,雷 亮,馬 凱
(中石油克拉瑪依石化有限責任公司,新疆 克拉瑪依 834003)
焦化裝置自運行以來,焦化系統(tǒng)急冷油注入焦炭塔頂部大油氣線,主要用于控制大油氣線溫度,防 止頂部溫度過高而造成大油氣線結(jié)焦,同時減少油氣攜帶焦粉量,減緩分餾塔底及其所屬管線的結(jié)焦。 但是在正常生產(chǎn)過程中,經(jīng)常出現(xiàn)大油氣線結(jié)焦及塔壓升高,分餾塔底部結(jié)焦等問題,造成分餾塔 底部抽出線過濾器堵塞,進而循環(huán)泵入口過濾器堵塞,流量僅為 5~10 t/h,而正常運行時該流量可達 15~ 40 t/h。在此情況下,為確保分餾系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行,需對管線及過濾器每星期清焦一次,操作人員的 勞動強度大大增加。而加熱爐爐管結(jié)焦現(xiàn)象的出現(xiàn),更是一個不容忽視的問題:導致爐管壓降增加,加熱爐熱效率下降,加熱爐負荷的提高受到了很大限制,嚴重影響裝置的安全長周期運行。
(1)焦炭塔頂部抽出線急冷油的注入方式及現(xiàn)狀分析 改造之前直接分三點注入,當時設計的主要目的是降低焦炭塔頂部油氣抽出溫度,防止油氣溫度過高造成油氣線結(jié)焦。在裝置實際運行過程中,通過注入急冷油,油氣溫度是保持平穩(wěn)了,但是油氣攜帶 部分焦粉問題沒有得到根本解決。
(2)焦化阻焦增收劑的注入位置及分析 改造之前焦化阻焦增收劑注入位置在加熱爐入口,減緩了高溫油品在爐管內(nèi)的結(jié)焦,但是在實際操作中發(fā)現(xiàn),隨著原料性質(zhì)的不斷變化,高溫油品在分餾塔底結(jié)焦的趨勢較大,分餾塔底部管線及過濾器 的清焦處理過于頻繁,每周一次,不利于裝置的安全長周期運行。
1)由直接三點式注入改為通過增設環(huán)型分配器注入,根據(jù)實際焦粉顆粒情況,經(jīng)過計算分析測算, 環(huán)型分配器開¢8 的小孔即可滿足生產(chǎn)條件,形成屏幕狀攔截面,攔截油氣所攜帶的焦粉。
2)工藝改造流程如圖1,并進行具體分析。
圖1 工藝改造流程
通過現(xiàn)場實施,焦炭塔頂部大油氣線增加環(huán)型分配器后,急冷油的注入均勻了。在焦炭塔頂部溫度 控制平穩(wěn)的同時,油氣通過環(huán)型分配器形成屏幕狀,很好地起到了攔截焦粉的作用。
1)由原來的加熱爐入口注入改為分餾塔底部注入,可有效減緩分餾塔底部高溫重質(zhì)組分的結(jié)焦,也 減少了分餾塔底部及其所屬管線及過濾器的結(jié)焦。
2)將阻焦劑由加熱爐入口注入改為分餾塔底部注入,具體工藝改進前后流程如圖2。
圖2 工藝改進前后流程圖
阻焦劑注入位置改變后,分餾塔底部、塔底抽出線及塔底過濾器結(jié)焦問題;塔底循環(huán)泵抽不上量的現(xiàn)象得到了明顯的改善,同時加熱爐爐管各段壓降減小,從而緩解了爐管的結(jié)焦傾向。
加熱爐進料提高 8 t/h,新鮮原料可提高 5 t/h,每年按 4000 h 計,可多加工原料 20 kt,年經(jīng)濟效益如表1。
表1 年經(jīng)濟效益
由表1可知,每年可產(chǎn)生經(jīng)濟效益 831.153 萬元,因此,兩項對策的實施,一是為裝置的安全長周 期運行提供了保障;二是促進了裝置的節(jié)能降耗工作;三是增加了裝置經(jīng)濟效益。
(1)分餾塔底管線及入口過濾器的清焦工作,由工藝改進前的每周一清,到現(xiàn)在的 20 天一清,減少 了管線清焦及清洗過濾器的次數(shù)。
(2)分餾塔底循環(huán)泵流量工藝改進前為 8~15 t/h,工藝改進后為 15~40 t/h,循環(huán)泵流量的增加,加 大了塔底循環(huán),有效防止了分餾塔底的結(jié)焦。
(3)加熱爐爐管壓降的降低,保證了加熱爐負荷的提高,工藝改進前加熱爐分支進料最大量為 48 t/h,改進后可達到 52 t/h,確保了裝置大處理量時加熱爐負荷的提高。
(4)加熱爐運行效率的提高,使得作為占焦化裝置能耗 80%的燃料氣消耗減少,裝置的綜合能耗明顯降低。
(5)裝置實施這兩項技術改造后,每年可產(chǎn)生 831.153 萬元的經(jīng)濟效益。