延迟焦化装置掺炼沥青的技术探讨

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中海油气（泰州）石化有限公司100万t/a延迟焦化装置设计加工原料为石蜡基减压渣油。

该装置于2016年11月28号一次开车成功并运行至今。

在沥青市场萎靡的情况下，为增加公司经济效益，延迟焦化装置开始掺炼沥青。

随后发现焦化原料油整体性质变差，主要表现为重金属含量较高、残炭值上升，最终导致延迟焦化装置处理负荷明显下降[1]。

1 延迟焦化工艺简述
本公司延迟焦化装置工艺部分主要包括原料换热系统、焦化反应系统、分馏系统、压缩机系统、吸收稳定系统5个部分。

原料进入装置后，与柴油产品换热后，进入原料罐，经原料泵升压后，与装置内高温油换热，进入分馏塔底部，再经加热炉进料泵升压，迅速通过加热炉达到498℃至焦炭塔内反应，生成的油气进入分馏塔分离，分离出来的焦化蜡油、焦化柴油送出装置，焦化汽油送至吸收稳定系统作吸收剂并最终变成稳定汽油送出装置，塔顶富气经压缩机升压后至吸收稳定系统，分离出液化气和干气[2]。

2 掺炼沥青后原料性质的改变
渣油是一种胶体分散体系[3]。

在这个分散体系中，其分散相就是以沥青质为核心、依附于它的胶质为溶剂化层而构成的胶束，其分散介质则主要由油分和部分胶质组成。

渣油胶体分散体系的稳定性取决于其中分散相和分散介质两者在组成、性质和数量上相容匹配性，也就是说沥青质的含量需适当。

高沥青质的渣油由于沥青质含量高，打破了这种体系平衡，往往会造成渣油中的各组分失衡，进而导致渣油的稳定性变差，极易出现相分离现象，给渣油的正常储存及加工带来困难。

2.1 原料组成变化带来的原料性质变化对工艺的影响
原料掺炼沥青后不仅带来原料性质上的一些变化，同时工艺操作、关键参数及产品情况也会发生改变。

以下内容主要从原料性质的变化对工艺方面的影响来进行技术分析。

2.1.1 掺炼沥青对焦化循环比的影响
从2016年 12月与2017年1月的装置循环比数据对比中发现在加热炉进料量不变的情况下，1月份循环比为0.22，略高于12月0.03个单位。

原因即为1月原料掺炼沥青之后，由于原料组分由轻变重，加热炉炉管、大油气线、分馏塔底的结焦倾向增大，故循环比相应地增大，以减缓系统结焦趋势。

2.1.2 掺炼沥青对炉管压降的影响
炉管压降可以通俗解释为原料通过加热炉炉管后
的压力损失。

一般来将，加热炉炉管结焦程度越严重，其炉管压降越大。

原料性质变差即沥青质含量增加会导致生焦率增加，生焦率增加会导致炉管结焦倾向增加从而炉管压降增加，因此确切来讲原料油沥青质含量与炉管压降有很大关系。

因此，在相同加热炉进料量的情况下，原料组分重、性质差、沥青质含量增加会导致加热炉出入口压降增大，反之亦然。

从 2016年 12月与2017年1月的炉管压降数据对比中发现在掺炼沥青后炉管的压降有明显上升的趋势。

2.1.3 掺炼沥青对炉管第二点注汽量的影响
焦化加热炉炉管的结焦速度取决于炉管内壁的焦炭生成速度和焦层脱落速度（结焦速度 = 焦炭生成速度 - 焦层脱落速度）。

影响焦化加热炉炉管结焦的因素很多，主要包括原料性质、管壁温度、管内流体流动状态及停留时间等。

焦化加热炉炉管结焦主要发生在焦化原料开始生焦而管内流体流速相对较低的区域（加热炉第二点注汽位置）。

此时焦化原料温度相对较低，裂化反应深度和油品汽化率比较低，导致管内流体流速低，炉管内壁容易结焦。

2.1.4 掺炼沥青对反应温度的影响
由于沥青质反应活性高、结焦反应速度快，因此焦化原料油在掺炼沥青后必须通过适当降低加热炉辐射出口温度的方法来减缓辐射炉管结焦倾向。

此外，由于循环比的增加，进入焦炭塔的热量增加，可以弥补由于降低加热炉辐射出口温度造成的焦炭塔温度的降低，对于焦炭塔内的反应不会造成太大的影响。

2.1.5 掺炼沥青对焦化产品质量及收率的影响
1）原料掺炼沥青后焦炭收率增加了1.44个百分点。

沥青质是最易缩合结焦的组份，因此焦化原料油沥青质含量高会提高焦炭产率及降低生焦门限，因此实际焦炭收率偏高。

2）掺炼沥青后的平均富气收率为6.67%，掺炼沥青前的平均富气收率为6.03%，掺炼沥青后会稍稍提高焦化富气的收率。

3）掺炼沥青后平均液收为67.92%，掺炼沥青前的平均液收为68.49%，掺炼沥青后液收降低了0.57个百分点。

2.1.6 掺炼沥青对焦炭塔顶油气线结焦速率的影响
随着进焦化装置的原料越来越差，渣油中沥青质含量增加，导致焦炭收率增加，焦炭塔安全空高降低，可能携带大量焦粉进入油气管线，焦粉进一步沉
延迟焦化装置掺炼沥青的技术探讨
刘怀兰 全庆烈 曹华民 高会哲
中海油气（泰州）石化有限公司技术质量中心 江苏 泰州 225300
摘要：本文介绍了以石蜡基渣油为设计原料的延迟焦化装置在掺炼环烷基渣油（沥青）后的工艺参数调整、产品分布及安全生产情况，探讨焦化装置掺炼沥青的可行性。

关键词：石蜡基渣油 环烷基渣油 沥青 掺炼 影响
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原料药生产车间内的区域划分，对通风的策略进行有效安排。

在非清洁的区域，可以采用离心风机或者是房间通风器。

这样可以让区域内的除湿热以及排废气效果更加理想。

防爆区则是可以设置好排放系统，通常是在屋面进行设置，可以采用自动或者是手动的控制方式。

厂房内按照WHO要求设计为负压状态，采用空调系统来保证厂房内的不同区域存在不同的气压，通过压差梯度的控制，防止交叉污染，保证空气的流通和排放，与此同时也要定期对初、中、高效过滤器进行定期评估，根据需求检漏，来确保部队外界大气进行污染。

3.2 选择合适设备管道材质
原料药生产涉及到的产品种类非常多，同时更新非常频繁，因此原料药生产设备的管道材质需要具备非常强的兼容性，这是原料药生产面临的重要要求。

在原料药生产的设备材质中，要保证原料药生产车间运作是顺畅和高效的。

比如可以结合原料药生产设备以及管道的作用，选择合适的材质。

输送管道可以选择钢衬四氟管，有着非常强的内腐蚀性，对多数的物料都是有足够的适应力。

但是这种材质的导静电力不足，在原料药生产工程设计中，需要在管路上安装上合适的部件，保持合理的安装距离，保证管道合理的导电性能。

反应罐一般为搪玻璃、不锈钢罐。

在原料药生产中，管道材质是非常重要的方面，也是直接影响到生产质量的一个问题。

所以作为制药企业要制定年度维护保养计划，合理的安排维修不影响生产安排。

中国北方企业一般会在夏季7、8月份集中进行阶段性停产，对设备管路进行全面的维护保养。

3.3 改善药品生产设备
原料药生产涉及到诸多的设备。

化工制药管理人员需要明确改善在药品生产中的各类设备，对化工制药的制备工艺进行不断的优化，可以及时投入一定的资源以及资金用来对化工制药设备进行更新以及改善，对化工制药生产设备进行必要的更新和升级，这样有助于提升设备利用率以及化工制药的生产效率。

例如：药业结合每年制定的厂房设备设施的维护保养计划，按照计划对厂房设备设施进行检查、更换确保生产。

比较重要的是要关注消毒设备的部分，对于不同类型的产品，需要设置不同的清洁标准。

比如，抗生素类的药物，对清洁的要求是更加严格的，化工制药设备的消毒效果要进行不断的优化，对消毒的面积进行扩大。

比如：激素类药品的生产，消毒主要集中在发酵工序以及纯化水系统。

另外就是对化工制药设备进行改良，要对药品生产的质量以及数量展开严格的控制，要做好对化工制药质量的检验，提升生产的效果。

3.4 严格控制工艺流程
在化工制药中，对安装的设备展开彻底的清洁，这是一种提升质量的重要方法，让药物与外界可以减少接触。

在非无菌原料药的生产中，需要将生产过程中的各个指定步骤的收率与预期进行比较，预期收率要结合之前的实验以及测试数据进行确定，对其中的工艺步骤偏差要进行调查。

同时要遵循生产工艺规程中事先控制，若是发生偏差，那么就要记录然后评价。

反应终点以及加工的步骤，是要准守工艺验证数据。

要进一步加工的一些产品，要注重存放，保证产品适用性。

4 结束语
总之，现阶段国内的化工制药生产中，设备以及工艺流程都是需要进一步完善的，企业需要积极对各类设备进行引进，对一些淘汰的工艺以及设备进行改进，这样可以让化工制药的质量以及水平进行提升，同时企业需要结合自身的需求与实际，对工艺进行优化。

参考文献 
[1]杨海亮,胡壮才,王祥清，等.含高浓度聚乙二醇制药废水处理工艺探讨——以某制药废水处理站改造为例[J].广东化工,2018,45(20):117-120+128.
[2]张立娜,曹辉,曾小雅，等.卷管式及碟管式膜应用于制药废水分盐零排放的中试工程运行分析[J].工业用水与废水,2018,49(02):72-75.
积，造成大油气管线结焦。

3 结论
（1）焦化装置掺炼沥青是可行的，在沥青市场效益差或没有其他出路的情况下，可以保证150万吨/年常减压装置产品沥青后路畅通，长周期生产。

（2）随着掺炼沥青比例不断增加，原料油密度平均值、沥青质含量、运动粘度、残炭值均增加，原料掺炼沥青比例增加后原料性质变差，加工处理难度也上升。

（3）适当掺炼催化油浆，可以提高焦化原料的芳香烃含量，有助于延缓加热炉炉管结焦速度。

（4）掺炼沥青需要增加装置循环比、提高炉管第二点注汽量、降低反应温度。

（5）掺炼沥青后，加热炉炉管压降增加。

（6）掺炼沥青后，焦化焦炭收率显著增加，富气收率略微增加，液收明显降低。

（7）掺炼沥青后，焦炭塔顶油气线结焦速率变快。

参考文献
[1] 瞿国华.延迟焦化工艺与工程[M].北京：中国石化出版社，2007.
[2] 瞿滨.延迟焦化装置技术问答[M].北京：中国石化出版社，2007.
[3] Pfeiffer J P ，Saal R N. A sphalt ic bitumen as colloid system[ J] . J. phys. chem. ，1940，44（ 2） ： 139- 149.
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