严把过程控制,提高焦化产品质量

严把过程控制，提高焦化产品质量
作者：卢阳周布凡
来源：《中国化工贸易·上旬刊》2019年第06期
摘要：延迟焦化是重油减量的重要手段，也是我厂平衡重油的主要途径。

焦化产品有富气、粗汽油、柴油、蜡油和焦炭，焦化柴油可以进行加氢精制，将十六烷值较高的成品柴油送到催化裂化装置进一步加工，焦化蜡油也可全部或部分回收回原料油系统。

焦化石油焦作为最终端产品通常当做燃料直接销售出厂。

新建50万吨/年延迟焦化装置又增设了吸收稳定单元，将富气进一步分解成干气和液态烃，同时获得稳定汽油。

焦化产品质量主要受原料性质、反应温度、系统压力和循环比四个因素的影响，而原料性质属于制约性因素，其影响效果居于首位，后三者的影响属于可控性制约因素，根据不同的工艺要求调节参数可改变对产品的影响。

在实际生产操作中，合理、有效的进行操作调节，以满足不同条件下对焦化产品的要求。

因此，将精细化管理的理念和要求融入到日常操作调节中，不断优化、修正操作，可以提高操作水平，减轻原料劣质化带来的不利影响，进一步提升焦化产品的质量合格率。

关键词：原料；精细调节；优化
1 原料性质对焦化产品质量的影响
1.1 原料密度、残炭变化频繁带来的危害
一般来说，随着原油密度的增加，焦炭产量增加。

原油残碳值是反映原油结焦趋势的指标。

实践证明，焦炭产率一般是原料残炭值的1.5倍左右。

对于来自同一种原油拔出深度不同的减压渣油，随着减压渣油产率的下降，焦化原料由轻变重，焦化产物中蜡油产率和焦炭产率增加，而轻质油产率则下降自2016年炼厂大检修常减压车间减压塔深拔改造后，焦化车间的减渣原料性质变重，主要表现为残炭升高，在其影响下，气体和汽油的产量上升，但柴油和蜡油产率大幅下降，焦化液体收率降低，石油焦产量增加，石油焦的弹丸焦生成趋势增大，残炭值是各种生焦因素的综合反映。

由于上游常减压车间油种切换频繁，不同原油种类性质差异较大，所以蒸馏所产生的减压渣油性质及其不稳定，给焦化装置的生产带来较大的波动，一是影响分馏塔的操作；二是影响反应深度，造成石油焦质量异常。

1.2 临界温度范围改变，结焦倾向加重
不同性质的原油具有不同的温度范围，即临界分解温度范围。

此温度范围称为临界分解温度范围。

原料油UOPK值越高，临界分解温度范围的初始温度越低。

当原料性质发生波动时，原料的性质越差，生焦速率越快，生焦临界温度范围越窄，则炉管结焦的几率就会成倍增加，试验表明，反应温度每增加10℃，临界分解范围缩短一半，加热炉出口温度是焦化装置
的重要运行指标，也称为反应温度，可以提高反应温度，提高裂解反应程度，提高液体收率，降低石油焦产率。

2 精细化调节应对原料劣质化
2.1 优化操作参数
焦化产品中提高轻质油收率可以提高经济效益，焦化汽柴油收率主要受原料性质的影响和制约，但反应温度、系统压力、循环比、焦炭塔冷焦给汽等操作也会影响汽柴油收率。

总体来说，适当提高反应温度、降低系统压力和循环比，汽柴油收率都会有所增加。

另外适当提高焦炭塔冷焦给汽量及延长给汽时间，将减少焦炭的挥发物含量，汽油和柴油的产量也会增加。

新焦化增加了轻蜡油汽提塔，可以将重蜡油中的轻质组分进一步汽提到柴油中个，增加柴油收率，在操作调节中要注意轻蜡汽提塔的汽提蒸汽量，以保证汽提塔内的气液相平衡分压，同时不会导致分馏塔顶油水分离负荷变重。

提高蜡油下回流流量，提高循环比，蜡油集油箱下的气相温度由380℃降低到370℃。

进一步提高蜡油上回流流量，通过以上调整，蜡油集油箱液相温度由355℃降低到335℃，蜡油残炭会逐步降低，这样重蜡油做为循环油经分馏塔底进入到缓冲罐，与劣质原料混合可以降低原料中的残炭值。

2.2 应对措施
通过实践发现，降低原料中的残炭是解决装置当前生产矛盾的主要途径，可以在操作中提高蜡油下回流流量，提高循环比，降低蜡油集油箱下气相温度，由380℃降低到370℃。

进一步提高蜡油上回流流量，通过以上调整，蜡油集油箱液相温度由355℃降低到335℃，蜡油残炭会逐步降低，这样重蜡油做为循环油经分馏塔底进入到缓冲罐，与劣质原料混合可以降低原料中的残炭值。

但分馏塔下段取热比例增加会造成柴油抽出温度明显下降，柴油质量卡边，表现为柴油95%馏程温度偏低，甚至低于下限360℃，造成馏出口质量不合格。

在运行过程中，可逐步降低中间段的回流热，但不可以将中段取热降低过多，避免吸收稳定单元的解析塔底热量不足，造成解析不充分。

3 建议
增设原料在线密度仪。

炼焦反应深度主要取决于反应温度和原料性质。

在原料性质变化较大时，为保证生焦质量及除焦过程的顺利，应当及时调整反应温度。

原料残炭及族组成对焦化反应的影响最为直接，由于原料残炭和原料密度通常呈线性关系，故可以通过检测原料密度的变化来指导操作调整。

建议在原料进装置流程中增加在线密度仪并将信号引入DCS，便于主操及时监控并调整操作。

在负荷上适当降低加工量防止生焦高度過高，粉焦夹带至大油气线和分馏塔底，这样有利于装置的平稳运行。

适当降低蒸发段温度，调整顶循和重蜡油回流量，提高循环比稀释液相中
的反应物，降低焦炭生成速率，提高芳烃与沥青质的比值抑制弹丸焦的形成，根据实践，宜采用0.15～0.18。

反应温度的控制，以反应入塔温度控制在485～488之间，弹丸焦生成可以得到一定的抑制，但在反应末期，黏油现象依然会出现。

对焦炭塔给气量和时间进行优化，将原来4～5t/h的给汽量降至3～4t/h，时间延长半个小时，降低泡沫层高度，提高冷焦效果。

适当提高焦炭塔压力，适当提高压缩机入口压力，在预热过程可通过瓦斯环阀开度调整来满足要求。