延迟焦化装置缩短生焦周期提高加工量的可行性分析

王计娜(中石油天然气公司玉门油田分公司 735200)

玉门炼化总厂延迟焦化装置1990 年由洛阳设计院设计，为一炉两塔。 设计能力为30 万吨/年，原料为玉门原油二级减压渣油，操作弹性上限为115%，下限为70%，循环比为0.4。 该装置由焦化反应塔（焦炭塔）、分馏、吸收稳定、吹汽放空、水力除焦、切焦水和冷焦水系统组成。吸收稳定系统至今未开厂。目前主要生产焦化富气、汽油、柴油、蜡油和石油焦。

一、形势分析

2011 年玉门炼厂实施短流程燃料型战略， 在关停了丙烷脱沥青装置和氧化沥青装置后，面临着较大的重油平衡压力，焦化装置成为重要的重油平衡装置。

按照加工计划， 常减压装置原油加工量由250 万吨/年降至210 万吨/年，除重油催化装置掺炼部分减压渣油外，其余全部由延迟焦化装置平衡。焦化装置目前处理量平均达到920 吨/天，当日负荷率112%，已经接近设计最高负荷。 重质油的低处理量制约了炼厂原油的整体加工能力，影响了企业经济效益的提高，而提高延迟焦化装置的处理能力是平衡重油的重要手段。

缩短生焦周期是不需要投资就可以提高装置处理量的最直接、最有效的措施。 焦炭塔容积已成为装置加工劣质原料及提高装置处理能力的瓶颈， 而采用缩短焦炭塔生焦周期的方式可提高焦炭塔容积利用率，在确保焦炭塔安全空高的前提下，提高装置的处理量。

二、缩短生焦周期对装置的影响及要求

将生焦周期从24 小时缩短到22、20 甚至18 小时， 这并不是简单缩短生焦时间的问题，需要装置满足一定的条件，即使可以运行， 也要考虑并分析由于缩短生焦周期所带来的各种负面影响。 不论是装置操作、设备运行及维护，还是装置安全生产管理，都将面临新的挑战，辅助工序时间也将随之改变。

2.1、缩短生焦周期对装置加工量的影响

焦炭塔容积已成为装置加工劣质原料及提高装置处理能力的瓶颈， 而采用缩短焦炭塔生焦周期的方式可提高焦炭塔容积利用率，在确保焦炭塔安全空高的前提下，改变生焦周期，提高装置的处理量。

2.2、缩短生焦周期对加热炉的要求

目前焦化加热炉负荷较重，炉膛温度710～740℃，炉管表皮温度较高，大部分炉管表皮温度已经达到了上限指标，炉内积灰严重，部分炉管出现严重的表面结垢现象，影响传热效果，尤其在焦炭塔预热期，北路温度不能保证。 若改变生焦周期，分支量会继续提高，加热炉负荷进一步增大，按目前状况很难实现。

措施：利用今年装置大检修对加热炉炉管进行更换，并进一步优化空气预热系统，更换高效瓦斯火嘴，看火窗增加隔热板，既保证看火安全，又能、保证炉膛热量充足，为改变生焦周期做好充分准备。

2.3、缩短生焦周期对焦炭塔的要求

在一个生焦周期内，焦炭塔要经过试压、预热、切换生焦、冷却、 除焦等频繁的操作步骤， 焦炭塔的温度要从常温升高至480℃，然后又降低至常温，然而生产周期内频繁操作，焦炭塔反复处于骤冷骤热，承受高压水冲击等苛刻条件下，温度变化幅度很大，可以达到-20℃到490℃。 如果缩短生焦周期，焦炭塔切换频次增加，冷焦、除焦、预热等时间也会相应缩短，焦炭塔热应力变化加剧，将加速焦炭塔及相关设备附件的疲劳损坏。

措施：要满足如此苛刻的要求，焦炭塔的选材就至关重要，需要选择热强度高且不易腐蚀的优质钢材， 我厂焦炭塔材质为20 号锅炉钢（20g），且将达到20 年的安全使用期。上海石化焦化塔(ф8400mm)采用15CrMoR+OCr13 复合板，一方面为了防止高温硫腐蚀，同时对抑止塔体热蠕变也有很好作用，经过长时间运转，情况良好。

2.4、缩短生焦周期对分馏塔的要求

缩短生焦周期，装置处理量将大幅提高，焦炭塔和分馏塔油气线速偏大的问题将更加突出， 更容易导致油气夹带焦粉到分馏塔，塔盘、空冷管束附着焦粉量将会随之增大，会引起塔内换热受阻，空气冷却效果降低。

措施：可定期对分馏塔顶部塔盘及空冷管束进行在线冲洗，除去附着粉焦及盐垢。2013 年3 月20 日，由于后冷温度偏高，分馏塔顶压力与系统压力差值较大， 我装置对分馏塔顶部塔盘及空冷管束进行了在线清洗，效果显著，用时仅2 小时，方便易行。

2.5、缩短生焦周期对装置能耗的影响

缩短生焦周期提高装置加工量，首先燃料气用量将会增加，随着冷焦、除焦等频次的增加，装置用水量、蒸汽量都将增大，然而在加工量增加的前提下，各个单耗反而会降低。 可以说在设备运行条件允许的情况下，缩短生焦周期，加大装置处理量，可以达到降本增效的目的。

三、缩短生焦周期装置各方面都需进一步调整

1）缩短生焦周期后，装置原有周期将被打乱，焦炭塔岗位一系列操作将不再按时按点， 而是随着生焦周期的改变而周期性变化，各个工序必须严格按照切换后的时间依次计算完成，严格执行操作程序，尽量不打乱程序；优化焦炭塔各阶段操作，尽量为下道工序创造好的条件，杜绝交工作延误；尤其会出现夜间除焦，焦炭塔照明也需进一步改善。

2）缩短生焦周期后，两分支量大幅提高，辐射泵的负荷直线增大，所以，日常的维护保养至关重要。 首先要保证润滑油系统、封油系统及冷却水系统的正常；其次，加强监护，防止电机温度超高；对备用泵定期盘车和预热循环，确保必要时能及时启动。

3）缩短生焦周期后，装置整体负荷将大幅增加，除了做好关键设备的优化操作和维护，一些辅助设备和工序也至关重要，比如，及时清理过滤器、及时清理加热炉火嘴以及做好除焦系统的维护保养。

四、结束语

虽然缩短生焦周期是不需要投资就可以提高装置处理量的最直接、最有效的措施，但同时对装置也是一个严峻的考验。 必须对各个设备、工序等存在的风险逐一分析，尤其焦炭塔岗位，各个工序操作的规律性降低，容易发生操作失误，所以还应做好人员培训及管理工作。 只有做到全面考虑，才能真正有效地提高装置的生产能力。