近年来随着轻质油品需求量的增加, 延迟焦化工艺得到了长足的发展。目前, 延迟焦化装置在炼油厂中占有重要地位, 其操作和设计的主要目标是最大化液体收率, 减少焦炭产量, 但目前延迟焦化装置液体收率普遍只有70%左右, 而且焦炭价值低, 高硫焦难以使用。因此, 延迟焦化的优化工作一直是各大石油公司的主要攻关方向之一。
1 焦化装置优化方向的探究
1.1 重点操作参数, 循环比、反应温度、反应压力的优化
自2014年5月份开始, 2#焦化装置开始开展全面优化工作, 从操作参数上主要从循环比、反应温度方面进行优化调整, 具体情况为:
1.1.1 循环比
根据处理负荷的变化及加热炉管温度情况, 前期循环比控制平均约为0.16左右。目前在装置满负荷甚至超负荷运行的情况下, 为优化装置生产, 挖掘潜力, 提高液收, 降低焦炭产率, 将循环比逐步降低0.13, 液收增加约0.4%。
1.1.2 反应温度
装置炉出口温度控制指标495±2℃。为提高液收, 将炉出口温度逐渐提高至498±2℃的历史最高温度, 炉出口温度提高3℃, 液收增加0.6%左右。
1.1.3 反应压力
装置设计焦炭塔控制压力为0.17MPa, 目前装置操作压力控制一般在0.15-0.16MPa之间, 与其他兄弟单位相比属于反应压力控制较低的装置, 焦粉携带量也在可以接受的范围内, 产品质量和分馏塔生产基本不受影响。
经过两个月的操作参数调整, 得到如下结论, 尽管7月份原料残碳比5月份增加0.43%, 对装置液收有较大负面影响, 但通过以上优化操作, 7月份的液体收率比5月份增加1.01%, 石油焦收率下降了0.91%, 综合各产品收率的增减, 按照日加工量6571吨计算, 年增效约9000万元。
1.2 催化油浆加工方案的优化
目前, 中石化全国不少炼厂对催化油浆的处理方法都不尽相同, 有直接作燃料油外卖, 有做溶剂脱沥青装置进料, 但主要回炼方式还是至焦化装置回炼。
传统的催化油浆至焦化装置回炼的主要形式是作为进料进原料缓冲罐, 但此种方式会带来一定危险, 一方面油浆中催化剂加热炉进料的调节阀, 存在热渣油泄漏着火的风险;另一方面, 油浆带水进入原料线后, 进入原料缓冲罐, 造成分馏塔压力波动或冲塔, 影响安全生产;
因此, 天津石化炼油部对回炼点进行了优化, 借用柴油至焦炭塔补压线将催化油浆注入焦炭塔顶破沫层以上 (如图3) , 一方面起到油气冷却作用, 一方面使催化油浆携带的催化剂粉末等大颗粒固体可以直接落在焦炭组分内, 避免携带至分馏系统造成各侧线产品质量的下降。
通过对优化前后装置产品产量的比较可以看出, 油浆油浆进焦炭塔顶比混进原料, 液收提高2.62% (根据炉出口温度提高5.5℃可以提高液收1.3%的经验公式计算, 将炉出口温度还原后液收提高2.38%) , 焦炭收率下降0.45%。因此, 油浆进焦炭塔顶的经济效益要好于油浆混进原料。
1.3 增加液收助剂-渣油改性剂
截止目前出现的提高延迟焦化液体收率的技术措施有:在焦化进料中加重芳烃或重芳油;加富氢气体及催化油浆;优化操作条件;改变工艺流程等。近几年国外一些石油公司如Mobil、Exxon公司提出在热裂解反应过程中加入少量的添加剂以增加焦化液体收率, 并收到显著效果。添加增加液体收率助剂技术具有投资小、操作简便等优点, 为进一步考察增液剂的工业应用效果, 提高延迟焦化装置的经济效益, 天津石化2014年1月至2011年2月在天津分公司2#延迟焦化装置上进行了增液剂的工业试验。
1.3.1 渣油改性剂 (TRD—G03) 的性质及作用
中石化2#焦化装置添加的渣油改性剂为天津拓得公司生产, 型号为TRD—G03, 外观为红棕色液体, 20℃密度为0, 95-1.10 g/ml, 闪点 (闭口) ≥50℃, 凝固点≤-15℃, 机械杂质≤0.06%。
加入渣油改进剂主要的反应机理为:
促进自由基均裂反应
破坏渣油超分子结构
抑制焦炭生成
抗垢阻焦作用
1.3.2使用渣油改性剂后装置各侧线产品收率变化
自2015年1月开始, 我们对中石化天津分公司2#焦化装置产品收率进行跟踪对比, 结果如下:
在渣油改进剂的作用下, 轻质油收率有所提高, 液体产品收率增长1.5个百分点左右。维持在60左右, 干气的收率逐渐减小, 液化气的收率也在减少, 而焦炭的收率有所增长, 维持在30左右。
通过全厂模拟测算, 效益可达214.94万元。
2 结语
(1) 通过降低循环比、提高反应温度、降低反应压力等操作可以有效提高焦化装置整体液收, 但各操作参数的调整还需根据实际情况摸索, 以确保装置平稳运行;
(2) 从效益结果及设备影响等方面综合考虑, 渣油改性剂等添加剂的注入对于装置获得高液收及增效方面还是起着相当好的效果;
(3) 诸如催化油浆回炼方式等优化方案还需技术人员进一步钻研发掘, 以取得更好的优化效果及效益。
摘要：该文从中石化天津分公司2#延迟焦化装置实际优化操作内容入手, 分析了现今情况下延迟焦化装置优化的方向及操作内容, 从操作参数、助剂添加、新加工方案的投用等几个优化方向对延迟焦化创建效益最大化的操作调整进行了分析与阐述。
关键词：延迟焦化,优化,效益
参考文献
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