尤順 (中海瀝青股份有限公司，山東 濱州 256600)

0 引言

延遲焦化裝置在生產(chǎn)過程中，必定會(huì)產(chǎn)生一定量的污油，這些污油主要分為輕污油和重污油。如果將這些輕污油或重污油直接送至罐區(qū)，需要經(jīng)過脫水和升溫才能重新送至其他裝置再進(jìn)行回?zé)捥幚恚厝粫?huì)增加額外的能耗。除此之外，如果有些污油回?zé)捄螽a(chǎn)生的產(chǎn)品(如：蠟油)如果不進(jìn)行回?zé)?，而是直接作為燃料油對外銷售，則會(huì)因?yàn)槭袌鰞r(jià)格低而造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，因此，如何降低蠟油收率也是裝置在輕、重污油回?zé)掃^程中急需解決的問題。

另外，不管是輕污油回?zé)掃€是重污油回?zé)挘疾豢杀苊獾貢?huì)遇到回?zé)拵那闆r，如果輕污油或重污油回?zé)挄r(shí)帶水，則會(huì)在高溫管線內(nèi)大量汽化，比如，當(dāng)回?zé)捴练逐s系統(tǒng)時(shí)，對分餾塔的側(cè)線回流量會(huì)造成很大的沖擊，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成分餾塔沖塔。再比如，當(dāng)回?zé)捴匚塾瓦M(jìn)入到接觸冷卻塔時(shí)，會(huì)隨著焦炭塔的周期性操作而導(dǎo)致接觸冷卻塔底泵頻繁抽空，直接造成焦炭塔急冷油中斷，分餾塔底溫度和液位大幅度波動(dòng)。

中海瀝青股份有限公司通過技術(shù)研究和工藝改造，同時(shí)結(jié)合裝置的實(shí)際特點(diǎn)，對于輕污油選擇直接回?zé)捴练逐s塔中段返塔部分；而對于重污油，由于其成分比較復(fù)雜，既包括裝置內(nèi)的自產(chǎn)重污油，也包括裝置外送來的重污油，故選擇將裝置外產(chǎn)生的重污油先回收至該裝置內(nèi)重污油罐，然后通過重污油罐底重污油回?zé)挶没刂练逐s塔28 層塔盤蠟油上返塔部分。同時(shí)，將裝置內(nèi)自產(chǎn)重污油送至接觸冷卻塔。接觸冷卻塔底油的流向分為三個(gè)部分，一部分通過接觸冷卻塔底泵升壓，作為急冷油回?zé)捴两固克?，另一部分送至分餾塔底部作為循環(huán)洗滌油，還有一部分，則通過分餾塔蠟油餾出閥送至蠟油汽提塔，經(jīng)過一系列冷卻后送至重污油罐，再通過重污油回?zé)挶盟椭练逐s塔蠟油上返塔部分重新進(jìn)行回?zé)挕?/p>

該裝置還通過將分餾塔下部高溫重蠟油(43 層塔盤)引入接觸冷卻塔，將接觸冷卻塔底溫度維持在220 ℃左右，最大限度的避免了接觸冷卻塔底泵的抽空現(xiàn)象。通過調(diào)節(jié)裝置循環(huán)比(主要是增大循環(huán)比)，將裝置內(nèi)自產(chǎn)蠟油的收率降為了0%，解決了自產(chǎn)蠟油作為燃料油外賣經(jīng)濟(jì)效益低下的問題。

1 早期回?zé)挿桨?/h2>

1.1 早期輕污油回?zé)捁に嚰按嬖诘膯栴}

該裝置的輕污油主要包括汽油反沖洗過濾器產(chǎn)生的輕污油，壓縮機(jī)入口分液罐，壓縮機(jī)級(jí)間分液罐排液產(chǎn)生的輕污油，吸收穩(wěn)定系統(tǒng)各機(jī)泵和換熱器檢修時(shí)產(chǎn)生的廢油，這些污油的主要成分是汽油和柴油。該裝置早期的輕污油通過地下輕污油泵抽出，直接回?zé)捴练逐s塔柴油段富吸收油返塔部分，后因地下輕污油罐容易存水，則選擇將輕污油經(jīng)地下輕污油泵先送至罐區(qū)，經(jīng)過罐區(qū)脫水，升溫后再送至焦化分餾塔中段換熱器返回分餾塔。輕污油回?zé)捴粮晃沼头邓€上時(shí)，經(jīng)常由于輕污油帶水造成柴油自動(dòng)反沖洗過濾器頻繁反沖，不僅造成柴油和汽油產(chǎn)品質(zhì)量不合格，而且反沖洗會(huì)產(chǎn)生更多的輕污油，不利于節(jié)能降耗?；?zé)捴翐Q熱器時(shí)會(huì)導(dǎo)致中段返塔流量大幅度波動(dòng)，擾亂分餾塔物料平衡和熱量平衡，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致分餾塔沖塔。

1.2 早期重污油回?zé)捁に嚰按嬖诘膯栴}

該裝置的重污油則主要包括開停工過程中產(chǎn)生的污油、冷水罐或熱水罐定期撇油時(shí)產(chǎn)生的污油、設(shè)備檢維修密閉吹掃時(shí)產(chǎn)生的污油、焦炭塔預(yù)熱過程中產(chǎn)生的甩油、老塔大吹汽和給水冷焦過程中產(chǎn)生的污油，和其他裝置送至焦化裝置內(nèi)重污油罐的污油。這些污油的主要成分是柴油和蠟油組分。該裝置早期的重污油回?zé)捁に嚍椋簩τ谘b置外產(chǎn)生的重污油，首先收至該裝置內(nèi)重污油罐，然后通過重污油回?zé)挶弥苯铀椭两佑|冷卻塔上返塔進(jìn)行回?zé)?，與裝置內(nèi)產(chǎn)生的蠟油或重蠟油混合在一起，進(jìn)入接觸冷卻塔底，一部分塔底油經(jīng)過接觸冷卻塔底泵送至焦炭塔頂做急冷油，另一部分則進(jìn)入分餾塔底作為循環(huán)洗滌油，還有一部分，則是由分餾塔進(jìn)行分餾，餾出至蠟油汽提塔，汽提塔底蠟油通過產(chǎn)品蠟油泵直接外送至蠟油罐區(qū)。

該方案有其自身的缺點(diǎn)。對于裝置外產(chǎn)生的重污油，因?yàn)槭侵苯踊責(zé)捴两佑|冷卻塔上返塔，所以，如果罐區(qū)重污油脫水不夠徹底，那么，進(jìn)入到焦化重污油罐后就會(huì)產(chǎn)生帶水現(xiàn)象，當(dāng)接觸冷卻塔底溫度低于100 ℃時(shí)，尤其是在冬季或裝置整體熱量不足時(shí)，會(huì)有凝結(jié)水產(chǎn)生。當(dāng)水變成蒸汽進(jìn)入接觸冷卻塔后，很可能會(huì)造成接觸冷卻塔底泵頻繁抽空、接觸冷卻塔塔頂回流中斷、焦炭塔頂急冷油不上量，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)造成焦炭塔頂急冷油中斷，焦炭塔頂超溫和分餾塔底結(jié)焦。

對于裝置內(nèi)自產(chǎn)重污油，則主要來自老塔處理過程中的自產(chǎn)蠟油或重蠟油，包括焦炭塔預(yù)熱前期產(chǎn)生的甩油和吹汽給水冷焦過程中產(chǎn)生的蠟油或重蠟油。由于預(yù)熱前期甩油溫度偏低，而且含有少量的冷凝水，因此也會(huì)造成接觸冷卻塔底泵發(fā)生抽空。在吹汽給水期間，由于高溫油汽從焦炭塔吹入了接觸冷卻塔，塔底如果存水，也會(huì)吸熱汽化，也會(huì)導(dǎo)致接觸冷卻塔底泵出現(xiàn)抽空現(xiàn)象。而且，如果將裝置內(nèi)自產(chǎn)蠟油外送至罐區(qū)作為燃料油外賣，還會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。

2 其他煉廠的回?zé)挿桨?/h2>

2.1 其他煉廠的輕污油回?zé)挿桨?/h3>

因?yàn)檩p污油成分比較復(fù)雜，而且通常含水和其他雜質(zhì)。所以，一般煉廠會(huì)根據(jù)輕污油的性質(zhì)，將輕污油在罐區(qū)切水后回?zé)捴两够b置。中海油氣泰州石化有限公司嘗試了三種不同的回?zé)挿绞?，一是將輕污油回?zé)挼椒逐s塔柴油上返塔部分，二是將輕污油回?zé)挼椒逐s塔頂回流罐，三是將輕污油回?zé)捴两佑|冷卻塔。根據(jù)生產(chǎn)需要，最終采取將輕污油回?zé)捴练逐s塔頂回流罐的流程。中海石油煉化有限責(zé)任公司惠州煉化分公司則選擇直接回?zé)捴敛裼头捣逐s塔線上。

2.2 其他煉廠的重污油回?zé)挿桨?/h3>

中海油氣泰州石化有限公司選擇將罐區(qū)來的重污油通過接觸冷卻塔的進(jìn)料霧化器送至接觸冷卻塔中，重污油在接觸冷卻塔中被加熱后進(jìn)入塔底，和塔底油一起去焦炭塔去做急冷油，水汽和輕油組分則進(jìn)入接觸冷卻塔頂回流罐進(jìn)行油水分離。

中海石油煉化有限責(zé)任公司惠州煉化分公司則選擇將罐區(qū)來的重污油回?zé)捴两佑|冷卻塔下返塔線上，經(jīng)過接觸冷卻塔底加熱器加熱至150 ℃后進(jìn)入塔底，和塔底污油一起送至焦炭塔去做急冷油[1]。針對重污油回?zé)拵斐伤妆贸榭盏膯栴}，有些煉廠也嘗試了不同的解決方案，中海油氣泰州石化有限公司通過接觸冷卻塔底加熱器和水箱將接觸冷卻塔底溫度控制在180 ℃來減少接觸冷卻塔底泵的抽空現(xiàn)象[2]。

3 優(yōu)化后的工藝應(yīng)用

3.1 優(yōu)化后的輕污油回?zé)挿桨?/h3>

根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過優(yōu)化之后，該裝置輕污油回?zé)挼闹饕緩绞墙?jīng)過地下輕污油泵送至分餾系統(tǒng)，經(jīng)過反復(fù)測試發(fā)現(xiàn)，當(dāng)回?zé)捴练逐s塔富吸收油返塔線時(shí)，很容易因?yàn)檩p污油帶水導(dǎo)致柴油上返塔流量不穩(wěn)，柴油反沖洗過濾器頻繁反沖，分餾塔頂超溫超壓，柴油和汽油產(chǎn)品質(zhì)量不合格。所以，裝置經(jīng)過大修之后，增加了富吸收油返分餾塔線至分餾塔中段油返塔線的跨線，這樣能將輕污油回?zé)捴林卸斡头邓€，減小了輕污油回?zé)拰Ψ逐s塔上部的影響，增加了分餾系統(tǒng)回?zé)捿p污油的穩(wěn)定性。

3.2 優(yōu)化后的重污油回?zé)挿桨?/h3>

根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對于裝置外回收至裝置內(nèi)重污油罐的重污油，該裝置不再回?zé)捴两佑|冷卻塔上返塔部分，而是選擇回?zé)捴练逐s塔蠟油上返塔部分。進(jìn)入蠟油上返塔回?zé)捄螅捎谥匚塾凸迌?nèi)主要是蠟油組份，還有少部分柴油組份，回?zé)捄笙喈?dāng)于增加了蠟油上返塔的冷回流量，可能導(dǎo)致柴油95% 點(diǎn)偏低。所以，回?zé)捴匚塾蜁r(shí)，將蠟油上返塔流量降低了2～5 t，同時(shí)，還根據(jù)重污油罐內(nèi)油品組成中蠟油和柴油的比例適當(dāng)提高了相應(yīng)產(chǎn)品的餾出量。通過反復(fù)測試，這種回?zé)捁に嚹軌蛟诜逐s塔的操作彈性之內(nèi)不影響其側(cè)線產(chǎn)品的主要產(chǎn)品質(zhì)量。

對于裝置內(nèi)周期性自產(chǎn)的重污油，主要存在于接觸冷卻塔中，一部分經(jīng)過接觸冷卻塔底泵送至焦炭塔頂作急冷油，另一部分送至分餾塔進(jìn)行切割，切割后的重蠟油組分留在分餾塔底作為循環(huán)油，汽油和柴油組分送至儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)，蠟油組分則根據(jù)生產(chǎn)要求送至罐區(qū)或送至重污油罐重新進(jìn)行回?zé)挕?/p>

為了解決接觸冷卻塔底泵頻繁抽空的問題，該裝置增設(shè)了分餾塔重蠟油至接觸冷卻塔返回線流程和接觸冷卻塔底蒸汽發(fā)生器取熱流程。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)接觸冷卻塔底溫度通過分餾塔來的重蠟油加熱和接觸冷卻塔底蒸汽發(fā)生器取熱后，大部分時(shí)間都能平穩(wěn)地控制在220 ℃左右[3]。通過這樣優(yōu)化之后，不管是預(yù)熱甩油期間還是吹汽給水期間，都可以使接觸冷卻塔底蠟油含水量大大降低， 從而降低接觸冷卻塔塔底泵出現(xiàn)抽空的頻率，能夠平穩(wěn)地回?zé)捬b置內(nèi)的預(yù)熱甩油和冷焦處理產(chǎn)生的蠟油或重蠟油。不僅如此，接觸冷卻塔還增設(shè)了上回流和下回流，又進(jìn)一步減少了水汽在塔底的積聚。

為了解決回?zé)捴匚塾蜁r(shí)蠟油產(chǎn)出收率高和市場效益低的問題，對于整個(gè)系統(tǒng)的蠟油或重蠟油，該裝置通過增大了循環(huán)比，將循環(huán)比由原先的0.5 增加至了0.9,增加了分餾塔底輻射進(jìn)料量，相當(dāng)于將系統(tǒng)內(nèi)蠟油或重蠟油組分重新送至加熱爐進(jìn)行了回?zé)?，在此工況下，將分餾塔底溫控制在350～365 ℃，既增加了經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的汽油和柴油的收率，又能直接將蠟油收率降至0%，還能保證分餾塔底溫度不超過結(jié)焦溫度，還能實(shí)現(xiàn)所有重污油組分的全部回?zé)挕?/p>

4 工藝優(yōu)化后的效果

4.1 主要產(chǎn)品收率的變化

該裝置輕污油的主要成分為柴油和汽油，輕污油回?zé)捴练逐s塔中段返塔線上后，其中的柴油和汽油組份直接進(jìn)入側(cè)線產(chǎn)品中，所以汽油、柴油的收率會(huì)有所上升。該裝置的重污油主要是蠟油和柴油，回?zé)捨恢檬欠逐s塔蠟油上返塔線，回?zé)捴匚塾秃笤谠霞庸ち亢图訜釥t進(jìn)料量都不變的情況下，柴油和蠟油的收率都會(huì)增加。在增加循環(huán)比后，由于部分蠟油被送入加熱爐重新進(jìn)行了回?zé)?，故蠟油的收率?huì)下降，汽油、柴油、氣體、焦炭的收率均會(huì)有所上升。由于裝置的輕污油和重污油大多數(shù)情況下是同時(shí)進(jìn)行回?zé)?，所以從整體上看，蠟油收率降至了0%，汽油、柴油、氣體和焦炭的收率均有一定程度的提高。表1 為輕、重污油同時(shí)回?zé)捛昂螽a(chǎn)品收率的對比。

表1 輕、重污油同時(shí)回?zé)捛昂螽a(chǎn)品收率對比 單位：%

4.2 主要產(chǎn)品質(zhì)量的變化

該裝置的輕污油組分大部分為汽油，少部分為柴油，回?zé)挼奈恢脼榉逐s塔中段返塔線?；?zé)捄笙喈?dāng)于增加了中段返塔的冷回流量，降低了中段返塔油品的溫度，因此，回?zé)挸跗诓裼偷?5% 點(diǎn)會(huì)稍有降低。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量合格，在回?zé)挄r(shí)適當(dāng)降低了柴油下返塔量，與此同時(shí)，還適當(dāng)?shù)卦龃罅瞬裼统槌隽?，這樣很快就能將柴油95%點(diǎn)調(diào)節(jié)合格。

該裝置的重污油組分大部分為蠟油或重蠟油，少部分為柴油，回?zé)挼奈恢檬欠逐s塔蠟油上返塔部分。由于重污油罐內(nèi)油品溫度為30～80 ℃，回?zé)捄笙喈?dāng)于增加了蠟油上返塔的冷回流量，同時(shí)也降低了蠟油上返塔回流溫度，而增大冷回流量可能導(dǎo)致柴油95%點(diǎn)偏輕，所以，回?zé)捴匚塾蜁r(shí)，適當(dāng)降低了蠟油上返塔流量，然后根據(jù)重污油組成中蠟油和柴油的比例適當(dāng)提高了相應(yīng)的餾出量。

該裝置對產(chǎn)品質(zhì)量的分析主要針對汽油、柴油，干氣、液化氣和焦炭，蠟油的產(chǎn)品質(zhì)量不作要求。而污油回?zé)捴饕绊懫秃筒裼偷漠a(chǎn)品質(zhì)量。該裝置輕污油和重污油同時(shí)回?zé)挄r(shí)，如果分餾塔側(cè)線回流量和側(cè)線產(chǎn)品抽出量調(diào)整及時(shí)，回?zé)捄罂梢宰龅綄?cè)線產(chǎn)品質(zhì)量幾乎無影響。表2 為輕、重污油同時(shí)回?zé)捛昂?，汽油和柴油的產(chǎn)品質(zhì)量的對比。

表2 輕、重污油同時(shí)回?zé)捛昂螽a(chǎn)品質(zhì)量對比

5 工藝優(yōu)化后產(chǎn)生的效益

工藝優(yōu)化以后，輕污油和重污油可以做到同時(shí)回?zé)?，互不影響。輕污油回?zé)捄髸?huì)增加汽油和部分柴油的收率。重污油回?zé)捄螅ㄟ^增大了循環(huán)比，將蠟油或重蠟油重新送至加熱爐進(jìn)行了再回?zé)?，所以蠟油收率降低?%的同時(shí)，汽油、柴油、氣體和焦炭的收率均有一定程度的提高。

裝置2020 年下半年至2021 年上半年主要加工36-1 原油和旅大原油，比例大約為20%的36-1 焦化原料和80%的旅大焦化原料。在一個(gè)年度內(nèi)，輕污油和重污油同時(shí)進(jìn)行回?zé)?，回?zé)掃^程中，始終通過控制循環(huán)比，將蠟油收率控制在接近0% 左右，最終達(dá)到了停產(chǎn)蠟油和增產(chǎn)其他產(chǎn)品的效果。經(jīng)過成該核算，回?zé)掃^程中，裝置整體能耗略有增加，表3 為輕、重污油同時(shí)回?zé)捛昂笱b置的能耗對比。由表3 可看出，輕重污油同時(shí)回?zé)捴埃瑔稳諉魏臑?9.43 kgEo/t,輕重污油同時(shí)回?zé)捴?，單日單耗?0.99 kgEo/t,單日單耗增加了1.56 kgEo/t，單日單耗增加約為4.63 元/t。

表3 輕、重污油同時(shí)回?zé)捛昂竽芎膶Ρ?單位：kgEo/t

按照2021 年6 月油品價(jià)格進(jìn)行成本核算，輕重污油同時(shí)回?zé)捴?，每加? t 原料油產(chǎn)生約51.01 元經(jīng)濟(jì)效益；輕重污油同時(shí)回?zé)捴?，每加? t 原料油產(chǎn)生約90.54 元經(jīng)濟(jì)效益。由此可以得出，每加工1 t原料油增加的利潤為39.53 元，除去回?zé)捲黾拥某杀炯s為每噸4.63 元，可以得出，綜合計(jì)算增加的凈利潤約為34.90 元/t。2020 年6 月至2021 年6 月共加工原料油720 kt，由此可得出年增加裝置運(yùn)行效益約為34.90 元/t×720 kt，約為2 512.8 萬元。

6 存在的問題

重污油回?zé)挄r(shí)需要增加循環(huán)比，而增加循環(huán)比會(huì)造成分餾塔底溫度偏高，會(huì)增加分餾塔底的結(jié)焦傾向，不利于分餾塔長周期運(yùn)行。如果回?zé)挼妮p污油和重污油成分比較復(fù)雜，會(huì)對工藝指標(biāo)和產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，需要定期化驗(yàn)所回?zé)捰推返某煞趾托再|(zhì)，增加了操作的難度。

7 結(jié)語

中海瀝青股份有限公司通過輕污油和重污油回?zé)捁に嚰夹g(shù)的改造與優(yōu)化，結(jié)合裝置實(shí)際生產(chǎn)目標(biāo)，成功解決了輕污油、重污油回?zé)拵妥援a(chǎn)蠟油收率高，將其外賣效益低的問題。改造與優(yōu)化之后，蠟油收率降至了0%，汽油、柴油、氣體和焦炭的收率均有一定程度的提高，減去回?zé)捿p污油和重污油的各種成本，還能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，每年可增加經(jīng)濟(jì)效益約為2 512.8 萬元。