延迟焦化装置缩短生焦周期的问题及措施

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1、延迟焦化装置缩短生焦周期的问题及措施中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司胜利炼油厂140Mt/a延迟焦化装置，设计原料为胜利混合原油的减压渣油，采用一炉两塔工艺，设计循环比为0.25，焦炭塔直径为8800mm，生焦周期为24h。装置于2004年3月首次试车投产，并于2005年4月停工检修消缺，2006年3月加热炉进行了在线烧焦，现已连续运转22个月。延迟焦化装置自投产以来，生产运行平稳，运行负荷为设计值的96%左右。但自2006年下半年起，炼油厂重油填库严重，制约了炼油厂原油的整体加工能力，影响了企业经济效益的提高，而提高延迟焦化装置的处理能力是解决重油库存增加的重要手段。随着延迟焦化装置处理量

2、的提高，焦炭塔内焦高逐渐上升，特别是2006的10月份开始由于原料性质变差，原料残炭值过高，造成焦炭塔焦高超过设计值（23.5m），最高达26m。焦炭塔容积已成为装置加工劣质原料及提高装置处理能力的瓶颈，而采用缩短焦炭塔生焦周期的方式可提高焦炭塔容积利用率，在确保焦炭塔安全空高的前提下，提高装置的处理量。根据以上考虑，延迟焦化装置于2007年1月22日开始实施20h生焦周期。1 准备工作（1） 焦化富气压缩机设计最大流量为19.4dam3/h，但实际已达20.0 dam3/h以上，压缩机处于超负荷运转。为此，2007年1月19日在压缩机入口焦化富气管线实施带压打孔，接一管线至联合装置压缩机入口

3、，利用联合装置压缩机的富余处理量来降低延迟焦化装置压缩机负荷。该措施于1月23日顺利投用，分流焦化富气2.5dam3/h左右，有效降低了压缩机负荷。（2） 为改善装置的操作稳定性，及时解决了制约生产的部分设备问题。如：对焦炭塔顶油气管线弯头、装置回炼油泵入口过滤器、分馏塔塔底循环泵入口过滤器进行了清焦；对接触冷却塔顶空冷器及塔内的油质进行了处理；对部分加热炉燃烧器火嘴进行了处理。（3） 由于生焦周期从24h改为20h后，会在夜间除焦，考虑到现场照明不足，无法安全、顺利除焦，车间提前联系相关单位在焦炭塔塔顶和塔底平台接好照明灯。（4） 为使焦炭塔操作处于最佳工作时间，车间提前调整操作程序，使之达

4、到了20h生焦周期的操作程序要求。（5） 在生焦周期从24h改为20h后，焦炭塔的切换、冷焦、除焦、预热等时间均发生了变化，给生产管理带来较大的难度。为此，车间及时对岗位人员的配备进行了调整，并制定了新的管理方法。（6） 与调运处做好协调工作，使之明确装置的除焦时间，做好焦场抓焦工作，避免由于工作配合不够而影响装置生产。（7） 提前对装置设备特别是除焦设备的易损部件进行检查处理，尽量做好备用设备库存，防止设备不能满足大处理量生产需要的情况出现。2 焦炭塔操作程序调整为实施20h生焦周期，对焦炭塔的操作程序进行了调整，调整后各工序的操作时间见表达式。表1 20h与24h生焦周期焦炭塔操作时间对比

5、项 目24h生焦周期20h生焦周期小吹汽1.51.0大吹汽2.01.5冷焦、放水9.08.0除焦4.03.0试压、预热7.56.53 缩短生焦周期后出现的问题及采取的措施3.1 加热炉3.1.1 问题由于加热炉处理装置末期生产阶段，加热炉炉管存在不同程度的结焦，因此缩短生焦周期后操作难度特别大。改20h生焦周期后，由于装置处理量提高，加热炉负荷进一步增加，加热炉炉膛温度和炉管表面温度均出现大幅上升，加热炉炉膛温度由720上升至755，炉管表面温度普遍上升，有多处指示温度达到650，炉管表面温度的担任影响到了加热炉炉管的使用安全。3.1.2 措施（1）根据加热炉四路炉管的结焦程度，对四路进料量重

6、新分配，将A，C路进料量由原来的53t/h提至58t/h，而结焦严重的B，D路进料量保持在53t/h。（2）由于加热炉B，D路炉管结焦严重而造成炉管表面温度普遍过高，B，D路出口温度按指标下限490控制。（3）在保证焦炭塔焦炭质量的前提下，加热炉总出口温度按下限控制。（4）调整原料换热流程，提高原料进装置温度，原料入塔温度由280提至290。（5）为降低加热炉负荷，分馏塔底温度由325提至335。（6）加热炉注汽量由2.2t/h降至1.8t/h。（7）控制加热炉炉管表面温度不大于650，防止炉管局部过热。（8）及时清理火嘴，加强燃烧器火焰的调整，确保炉膛火焰燃烧均匀，努力做到短火焰、齐火苗、火

7、嘴全部点燃。（9）加热炉看火窗增加隔热板，减少热损失。（10）控制炉膛烟气氧质量分数在2%、过剩空气系数不大于1.2。3.2 焦炭塔3.2.1 问题实行20h生焦周期后，焦炭塔操作程序发生变化，各工序时间缩短，产生了设备安全隐患。例如，焦炭塔试压预热时间减少1h后，为保证焦炭塔在切换四通阀前达到设备要求的预热温度（塔底温度不小于330），预热的速度相对加快，造成焦炭塔所属阀门、法兰、管线冷热变化次数拉加，易泄漏。再如焦炭塔冷焦时间缩短，蒸汽冷焦时间减少1h，给水冷焦时间减少1h，使焦炭塔的热应力变化加剧，焦炭塔和相关的设备附件易造成疲劳损坏。3.2.2措施（1）焦炭塔预热时油气出口阀的开度调整

8、由4次增至6次以上，使焦炭塔升温速度尽量平稳。另外，岗位加强了巡检力度，以便能及时发现问题。（2）加强对焦炭塔给水冷焦时水量的控制，保证冷焦溢流时间，确保冷焦效果。另外尽量提高冷焦水水质，增加了冷焦水罐排污和排浮油的次数。（3）加强对接触冷却塔系统的检查，对存在问题提前处理，避免塔顶空冷器堵塞或回流泵抽空而影响焦炭塔正常的冷焦操作。（4）调整了其他日常作业时间，如：小预热阀打开时间、吹扫进料短节时间、冷焦水倒水补水时间、浮渣回炼时间等。（5）选择高效消泡剂，控制焦炭塔内的泡沫层高度在2m左右。（6）为减少焦炭塔顶油气管线法兰的泄漏，增加了高温蝶簧。（7）严格执行操作程序，尽量不打乱程序；优化焦

9、炭塔各阶段操作，尽量为下道工序创造好的条件，杜绝交接班期间造成工作的延误。（8）严格执行交接班制度，提高接班预检质量。（9）严格执行焦炭塔操作确认表、焦炭塔试压确认表、除焦作业票等票证制度，明确职责，责任到人。3.3 分馏塔3.3.1 问题实行20h生焦周期拍，提高了装置处理量，焦炭塔顶油气量增加，入分馏塔油气线速加大，易导致油气夹带焦粉到分馏塔。另外，由于分馏塔已连续运转两年，分馏塔下段塔盘可能已有结焦存在，随着分馏塔内油气线速的增加，分馏塔下段产生振动，影响到装置的安全生产。3.3.2 措施（1）由于生焦周期的改变，分馏系统操作受焦炭塔影响的规律发生了变化，所以焦化岗位应根据生产状态及时做

10、出调整。（2）确保分馏塔下段各回流量，防止干板造成结焦。（3）保证分馏塔底循环量不低于30t/h，如有问题及时清理过滤器。（4）焦炭塔预热、切换时，分馏塔油气入口温度不应过高，防止焦粉携带至分馏塔。（5）由于焦化富气一部分去联合装置，在焦炭塔预热、切换时应及时与设备岗位联系，控制好分馏塔顶压力。（6）优化分馏系统操作，降低装置循环比，提高装置处理量。（7）优化装置先进控制系统，为缩短生焦时间和降低循环比创造条件。（8）加强对分馏塔进料段振动的监护。3.4 其他（1）加热炉进料泵P602/1多次出现压力波动问题，可能是泵入口过滤器出现堵塞，但由于该泵预热阀关不严，无法进行清焦，出现问题时只得向退

11、油管线倒顶，以维持该泵的运行。（2）接触冷却塔顶空冷器A605频繁出现不畅通问题，影响到正常冷焦的进行，不得不多次进行吹扫。（3）焦炭塔C601/1顶油气管线出口两道法兰在预热时曾多次出现泄漏，及时进行了紧固和清理。（4）焦炭塔出现两次放水不畅问题，及时用蒸汽进行了吹扫处理。（5）甩油泵P611/3多次出现不上量问题，对过滤器SR603、P611/3入口过滤器及泵体进行了清焦。（6）分馏塔塔底循环泵P603出现上量不足问题，对过滤器SR601、P603入口过滤器及泵体进行了清焦。（7）除焦设备风动马达出现故障两次，焦炭塔塔底盖装卸机套筒钢线绳断一次，但都得到了及时处理。4 缩短生焦周期的效益装

12、置实施20h生焦后，装置处理量明显上升。2月份装置处理量为4351t/d，较缩短生焦前增加了213t/d，装置处理是提高了5%。焦炭塔焦高由原来的24m左右降至21m左右，焦炭塔容积利用率得到了提高，达到了提高处理量并保证安全生产的目的。以焦化装置吨油利润为550RMB￥计算，在装置处理量仅提高5%的情况下，每年增创经济效益约4275104 RMB￥。5 建议（1）对加热炉进行在线烧焦。（2）接触冷却塔顶油水分离罐油水分离困难，造成含硫污水带油，影响到下游装置的操作，建议增加含硫污水沉降脱油设施。（3）为保证除焦设备风动马达损坏时不影响除焦操作，建议增加水涡轮或水力马达。（4）高压水泵只有一台

13、，无备用，对装置长周期生产缺少保障，建议增加一台备用高压水泵。（5）为进一步优化焦炭塔冷焦和预热操作，建议焦炭塔冷焦水泵增加变频调速装置和油气出口隔断阀，实现在室内控制开度。（6）为进一步缩短生焦周期，建议增加自动顶盖装卸机、底盖装卸机。（7）在焦炭塔重要部位增加实时监控设施。6 结束语（1）在设备条件允许情况下，缩短生焦周期确实是解决原料性质恶化、提高装置处理量的有效措施，能有效解决渣油出路，能给企业带来好的经济效益。（2）生焦周期的缩短，增加了焦炭塔的容积利用率，但若加热炉、压缩机等制约大处理量生产的设备问题不解决，装置处理量仍不能得到大幅提升，（3）缩短生焦周期后，焦炭塔的油气线速较大以及分馏塔蒸发段和塔底温度较高，有可能引起分馏塔下段结焦，影响装置长周期运行。（4）缩短生焦周期后，各个生产环节的时间非常紧凑，除焦系统是整个生产程序能否按时完成的关键。所以，必须保证除焦系统设备的正常运转，定期监测和评估设备的使用寿命，做好设备易损部件的备用。（5）缩短生焦周期后，装置操作的规律性降低，操作易出现失误，应做好人员的技术培训和管理。