影响焦化装置长周期运行因素分析

渣油的加工有加氢和脱碳两个途径，而脱碳是从渣油中脱除沥青质和焦炭。延迟焦化是最典型的脱碳工艺，它技术成熟，对原料适应性强，轻质油收率高，设备投资低，是十分重要的渣油轻质化方法。中海石油东营石化有限公司装置2005年建成投产，第四周期运行了346天，影响焦化装置长周期运行的因素很多，主要是操作参数和设备，参数包括原料性质、温度、压力和循环比。下面对影响焦化长周期运行的几个参数和问题进行探讨和分析。

1 原料性质

焦化原料的来源比较广，如减压渣油，热裂化渣油，催化裂化渣油和催化裂化油浆等。渣油的组成决定了渣油的性质，决定了焦化装置的工艺参数。再就是焦化原料掺炼油浆，如果掺炼过大使原料性质发生变化，芳烃含量增加，使油品的临界反应温度上升，再加上处理量大，因此在炉出口温度不变的情况下，使焦炭塔的气体线速增大，泡沫层升高，反应不完全，在预热时进入焦塔进行第二次缩合反应，生成焦炭沉积在塔底，造成拿油线的堵塞而停工。根据实际的操作经验油浆掺炼比不大于15%的情况下，不会使原料的性质发生变化，可保证装置的长周期运行。

2 温度

2.1 炉出口温度

焦化反应是热分解和缩合的综合过程。既有吸热反应，又有放热反应，综合结果是吸热反应，因此加热炉的出口温度影响着反应的深度，温度低，反应不完全，温度过高则使炉管和大瓦斯线结焦，降低开工周期，同时生成的焦炭硬难于除焦。炉出口温度选择为490℃～500℃较合适，过高或过低都对焦化反应和开工周期不利。

2.2焦炭塔出口温度

影响装置开工周期的另一个因素是焦炭塔出口温度。当操作压力和循环比固定后，提高焦炭塔出口温度将使气体和石脑油收率增加，瓦斯油收率降低，焦炭产率下降，并使焦炭中挥发分下降。在压力和循环比一定时焦化温度每增加5.5℃，瓦斯油的收率就会增加1.1%，适当增加反应温度对焦化是有利的。但是过高也有不利，出口温度越高易造成雾沫夹带，将焦炭塔中的泡沫带到大油气线和分馏塔底，使其结焦，降低装置的开工周期，特别是加工量大的时候，相对泡沫层高，出口温度更需严格控制。控制的方法是向塔顶打急冷油，一般是打入蜡油或者轻污油，出口温度控制在≯425℃。

3 操作压力和循环比

3.1 操作压力

系统的操作压力直接影响产品的收率，提高压力可使较多的重质油留在焦炭塔内，增加了裂解缩合的机会，因而蜡油的收率减少，焦炭的产率增加，压力升高烃类在焦塔里面停留的时间长，二次裂解从而产生更多的气体，汽油，柴油。焦炭的挥发份含量也有所增加。在低压操作时，可以多产蜡油馏分，延迟焦化的发展趋势是降低操作压力，以提高液体产品的收率。我公司焦化装置的操作压力在0.15～0.20mpa之间。

3.2 循环比

循环比是对装置处理能力，产品性质及其分布都有影响的重要操作参数，延迟焦化工艺总的趋向是降低循环比。当反应温度，压力恒定以后，循环比直接影响着分馏塔蜡油的干点，影响产品的比例和操作费用。在下列情况下应当增大循环比。

a)减少焦化蜡油产量，当下游装置的能力较小不能全部处理掉焦化蜡油的时候或者销售价格较低时，可以提高循环比。

b)改善焦炭质量。如要生产针焦和很高质量的电极焦时需要采用高的循环比。

c)避免弹丸礁的生成。提高循环比可以避免弹丸礁的生成，在进料中加入一部分催化油浆也有助于减少弹丸礁的生成。

d)减少加热炉结焦。对一些燃烧状况不好的加热炉，可以用循环比来调整炉管的结焦速度，延长开工周期。

4 焦炭塔的操作

焦化的焦炭塔属于间歇性操作，预热时一定要缓慢，老塔处理时给水，给汽是一定要从小到大，防止过快造成冲塔，影响后路操作。焦炭塔顶大油气线结焦也是影响焦化装置长周期运行的又一关键问题，大油气线结焦加剧，不仅会使焦炭塔的压力上升，油气线压降增加，而且还会使分馏塔底结焦加快，严重影响焦化的长周期运行，在实际生产中我们通过控制泡沫层的高度，塔顶温度和生焦高度来减少大油气线的结焦。

a)泡沫层的高度与炉子出口温度有直接关系，炉出口温度高，泡沫层低，焦炭压力升高也会抑制泡沫层的高度。

b)注入消泡剂，可有效地降低泡沫层高度。

c)严格控制焦炭塔的顶温，顶温过高，塔顶油气线的结焦速率加速，一般我们注入蜡油做急冷油来控制顶温，顶温一般控在410～425℃。

5 分馏塔的影响因素

影响焦化分馏塔长周期运行的因素有：分馏塔底的焦粉大量的沉淀造成结焦，塔底循环泵开不起来，焦粉携带严重，产品质量无法控制，顶循泵入口结盐堵塞无法开动。具体分析如下：

分馏塔底的焦粉源头是焦炭塔的焦粉携带，但分馏塔底的温度控制也很重要，温度控制≯380℃，在检修时发现塔底结焦严重，分馏塔底泵经常抽空，说明泵入口积碳和焦粉沉淀很多，。我们后来总结出了解决的方法。

a)把焦化加热炉来的对流油下进料接到分馏塔液面以下，从而起到一种搅动的作用，防止焦粉的沉降积碳。

b)分馏塔底过滤网重新做，增大网孔以增加细小焦粉的通过能力。

c)从辐射泵出口接一管线至底循泵入口处，底循量小时反顶一下，目前运行效果较好。

渣油中的氮、硫、氧、氯、氢等原子，在焦炭中反应生成氨和氯化氢，在140℃情况下生成氯化铵晶体与焦粉一起沉淀在塔盘上堵塞浮阀，所以顶循泵抽出温度不能过低。

6 结语

对焦化原料做好四组分的分析工作，特别是较重的和新加工的原料品种，一定要有沥青质和残炭的分析。搞好加热炉和焦炭塔的操作。严格控制好加热炉的出口温度及焦炭塔的出口温度，防止炉管结焦和大量的携带焦粉，控制好焦炭塔的压力和焦高，防止冲塔，炉子注水不能低于进料量的1%，按规定的时间停住急冷油和切换消泡剂。搞好分馏塔的操作。控制好循环比，分馏塔底过滤网增加反吹系统，搞好顶循油的调节，使顶循抽出温度大于140℃，防止铵盐结晶析出。再就是对流渣油下进料伸入底部液面，起到搅拌作用，防止焦粉沉淀结焦。

参考文献：

[1]梁朝林，沈本贤.延迟焦化【M】. 中国石化出版社 .2008.

[2]杨天华，|张娟利，张吉仁，张成秋.延迟焦化装置炉管结焦原因分析及对策探讨【J】.2006.

[3]瞿国华.延迟焦化工艺与工程(精)【M】.中国石化出版社 .2008.

[4]胡志文.减缓辐射炉管结焦速率,延长焦化炉开工周期技术在延迟焦化装置的应用【J】.石油化工设备技术.2002.