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焦化装置出弹丸焦的原因及预防措施。? 超稠原油延迟焦化产生弹丸焦的原因及对策 张峰 陈春茂 余昌信 吴亮 叶明 1.中国[wiki]石油[/wiki]天然气股份有限公司辽河石化分公司(辽宁省盘锦市124022) 2.中国石油大学重质油国家重点实验室(=ie京市1o2249) 摘要:针对辽河石化分公司延迟焦化装置在加工辽河超稠原油时经常生成弹丸焦的问题,技术人员研究发现弹丸焦生成的主要因素是原料性质及其组成,而采用较低的反应温度、较高的反应压力、较低的循环比,以及超稠原油在焦化分馏塔适当分出一部分轻馏分后再去焦炭塔等措施,可以抑制弹丸焦的生成。通过摸索,装置运行参数确定为:焦炭塔内气速小于0.15 m/s,反应温度498—502℃ ,反应压力0.17—0.25 mpa,循环比0.5—0.6,分馏塔底温度为355—365℃。6个月的连续运行结果表明,上述工艺改进有效避免了弹丸焦的生成。 关键词:延迟焦化原料超稠原油弹丸焦操作条件 中国石油天然气股份有限公司辽河石化分公司延迟焦化装置(下简称辽河焦化装置)是国内 首套超稠原油直接利用延迟焦[wiki]化工[/wiki]艺加工的装 置,自2004年9月20日投料试车至今已近两年, 整体运行良好,各种经济技术指标较好,加热炉的 炉管压力降并没有太大的升高,长周期运行不存 在问题。但困扰焦化车间技术人员的主要问题是 该装置生产出了多塔弹丸焦,由于生产出了弹丸 焦或是出现粘油后焦炭塔排放冷焦水操作不能正 常进行,导致了一系列的问题,如打乱焦炭塔生焦 及切焦时间安排,降低了处理量,最重要的是处理 事故时人身安全受到威胁。近两年来,焦化车间 技术人员在生产中针对不同的原料进行摸索,总 结出一套延迟焦化装置加工超稠原油而不出或少 出弹丸焦的方法。 1 生成弹丸焦的因素分析 据文献介绍,特重的原料油进行焦化时,尤其 是在低压下和低循环比操作条件下. ,可生成一 种球形的弹丸焦,弹丸焦不能单独存在,彼此结合 成不规则的焦炭。但是从辽河焦化装置生产来 看,在高温、低压、高循环比下最易形成弹丸焦,从 现场看,加工超稠油时若焦炭塔的振动较大,该塔 焦一定就是弹丸焦,如果降低加热炉出口温度则 很可能既出了弹丸焦又出了粘油,后期处理起来 非常困难。 1.1 原料性质 该装置主要加工辽河超稠原油。在夏季辽河 石化分公司大量采用超稠原油生产沥青时,延迟 焦化装置原料不足,只能加工其它原料,表1为各 种原料及其与生焦有关的性质。从性质分析看, 表1中显示超稠原油、纳普油和326油的胶质、沥 青质和残炭含量比较高,易生成弹丸焦。然而生 产实际显示,易生成弹丸焦的原料为超稠原油、纳 普油,其它原料不易生成弹丸焦。值得注意的是 从性质看应该生成弹丸焦的326油实际生产中不 易形成弹丸焦,说明除了胶质、沥青质、残炭等性 质影响弹丸焦的形成外,还有其它性质的影 响. 。所以只通过分析沥青质、胶质、残炭等指 标是不能完全说明哪种原料易形成弹丸焦的,还 要看其灰分、[wiki]氢[/wiki]转移情况及所含的杂质多少。具 体试验发现,对于超稠原油、纳普油两种易形成弹 丸焦的原料中350 oc以前馏分的多少,直接影响 弹丸焦的生成,其轻组分越多,则越易形成弹丸 焦。在对大庆渣油的加工中,反应温度(500~ 507 )、反应压力(0.13~0.18 mpa)和循环比 收稿日期:2006—09—18;修改稿收到日期:2006一lo一23。 作者简介:张峰,高级工程师。1994年毕业于抚顺石油学院 化学工程专业,2006年5月获中国石油大学(北京)化学工 程专业硕士学位。2001年起从事超稠原油加工的相关工作。 联系电话:0427—7658o63 维普资讯 http:// 炼油技术与工程 2006年第36卷 (0.40~0.96)都做了很大范围的调整,然而一直 没有生成弹丸焦,只是在大循环比操作中形成的 石油焦经水力除焦后碎块较多。这说明在形成弹 丸焦的过程中原料的性质是关键因素。 表1 延迟焦化装置各种原料的性质 tablel properties of diferent crude oil for delayed eoking unit 1.2 反应温度 众所周知,提高反应温度,有利于裂解反应; 降低反应温度,有利于缩合反应,显然温度对焦化 反应的影响是重要的。在辽河焦化装置上,降低 反应温度有其有利的一面,同时也有不利的一面。 表2中数据表明,温度在501℃时生成 5~l0 illm的弹丸焦。当温度降低到一定的程度时(如 低于498℃),弹丸焦生成量有一定的减少,但是 出现了粘油。粘油的出现带来了新的问题,冷焦 后放水时,粘油往下流,堵塞焦炭塔底塔口,冷焦 水放不出来,使拆卸焦炭塔底盖成为难题。 表2 超稠原油焦化不同反应温度时的生焦情况 table 2 coking of thick crude at diferent reaction temperature 温度/℃ 生焦情况 503 501 498 维普资讯 http:// 第12期 张峰等.超稠原油延迟焦化产生弹丸焦的原因及对策 一13一 一些未知的因素 ],导致弹丸焦的产生。工艺操 作中可以通过反应温度、反应压力、循环比来抑制 弹丸焦的形成。 同样是超稠原油,如果这种原油经过减粘裂 化后再焦化就不易形成弹丸焦;这种原油生产的 沥青进行焦化也同样不易形成弹丸焦。无论是超 稠原油减粘裂化油还是超稠原油沥青,其沥青质、 残炭都比超稠原油的高。究其原因,主要是在生 产减粘裂化油和沥青时把超稠原油中的轻组分切 割出去了,这说明焦化原料中易形成弹丸焦的原 料中轻组分越多越易形成弹丸焦。 无论是降低反应温度、提高反应压力、降低循 环比,或是切出超稠原油中的轻组分,都是在某种 程度上降低了焦炭塔内的气体流速。辽河焦化装 置分馏塔底的操作温度过低,经常小于350 cc,超 稠原油进入分馏塔底层与5层的量分配不合理, 导致过多的较轻组分直接进入分馏塔的塔底,影 响了焦炭塔进料的组成。 2 防止弹丸焦生成的措施 对工业装置而言,原料一般是一定的,很难进 行选择,要避免生产弹丸焦,只能采取调整操作条 件的措施。通过上面的分析可以看出,采用合适 的反应温度、较高的反应压力、相对适中的循环 比,对超稠原油切去轻馏分后再进焦炭塔等措施, 是完全可以避免产生弹丸焦的。根据经验,在超 稠原油处理量为118 t/h的情况下,若在反应温 度498—502℃、反应压力0.17—0.25 mpa、循环 比0.5—0.6、分馏塔底温度355—365℃、焦炭塔 内的气速小于0.15 rn/s条件下操作时,就基本不 会产生弹丸焦。 3 结论 (1)影响弹丸焦生成的主要因素是原料性质 及其组成。 (2)通过操作条件调整可以避免或减少弹丸 焦的生成,相对低的反应温度、较高反应压力、较 低循环比可以抑制弹丸焦的生成。 (3)易形成弹丸焦的原料中,相同加工能力 下,轻组分越多越易形成弹丸焦。 (4)加工类似辽河超稠原油这样的焦化原 料,建议对其进行预蒸馏后再送人焦化装置,或是 使其在焦化分馏塔内汽提出适当的轻组分。 参考文献 [1]李春年.渣油加工工艺[m].北京:中国石化出版社,2002: 105 1 1o. [2]王宗贤,何岩,郭爱军,等.辽河和孤岛渣抽供氢能力与生焦 趋势[j].燃料化学学报。1999,27(3):251-255. (编辑杨金鹏)查看更多
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简介
职业:安徽省宿州市贯华化工有限公司 - 人事职员/行政职员
学校:黄河水利职业技术学院 - 自动化工程系
地区:吉林省
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