延迟焦化装置污油回炼技术的研究及应用

徐先财，王成章，魏 文

（中国石油 乌鲁木齐石化公司炼油厂，新疆 乌鲁木齐 830019）

延迟焦化装置污油回炼技术的研究及应用

徐先财，王成章，魏 文

（中国石油 乌鲁木齐石化公司炼油厂，新疆 乌鲁木齐 830019）

通过对延迟焦化装置甩油和放空污油在回炼过程存在的焦炭塔预热初期产生的甩油含水量高和放空塔底温度低等问题进行分析，提出了引高温（350 ℃）蜡油急冷油进放空塔，通过混合加热的方式提高放空塔底温度，解决甩油和放空污油在回炼过程中因污油带水造成机泵汽蚀抽空及改善了放空瓦斯气携带焦粉的难题。技术改造后实际运行情况表明，改造后的污油回炼技术实现了装置污油的全部回炼，轻油收率提高了3百分点，加工损失率降低了3.22百分点，并且回收利用了装置余热，降低了装置能耗，装置运行平稳安全，提高了企业经济效益。

延迟焦化；甩油；放空污油；全回炼

中国石油乌鲁木齐石化公司1.20 Mt/a延迟焦化装置于2011年11月一次试车成功投产。该装置由中国石化工程建设有限公司设计，采用一炉两塔的工艺路线，设计产物有干气、液化气、汽油、柴油、蜡油和石油焦。装置原设计可通过放空系统回炼甩油（焦炭塔预热产生的凝缩油）和老塔改放空处理产生的放空污油。但自投产以来，由于装置放空系统操作异常，无法按原设计回炼全部的污油，产生的污油需经冷却后送至污油罐区。全年装置不能回炼的污油约39.1 kt，收率约为3.26%。若能实现装置污油全回炼，将大幅提高装置的液体收率。

本工作对延迟焦化装置甩油和放空污油在回炼过程中存在的焦炭塔预热初期产生的甩油含水量高和放空塔底温度低等问题进行了分析，提出引高温蜡油急冷油进放空塔的方法，采用混合加热方式提高放空塔底温度，解决甩油和放空污油在回炼过程中因污油带水造成机泵汽蚀抽空的难题。

1 污油回炼存在的问题

1.1 焦炭塔预热初期产生的甩油含水量高

由于延迟焦化装置焦炭塔间歇运行的特殊性，除焦后的空塔要进行蒸汽赶空气、试压和预热［1］，这会造成焦炭塔油气预热前期甩油中含有大量水汽，含水甩油回炼期间机泵因汽蚀而易抽空，导致回炼困难且对分馏塔操作产生一定的影响［2］。为了能够平稳地进行甩油回炼操作，将焦炭塔预热过程中前期产生的含大量水汽的甩油（预热温度在200℃以前的甩油）改至放空塔后甩至罐区，只回炼预热焦炭塔后期产生的含水汽很少的甩油。因此，装置无法直接回炼预热初期产生的甩油。

1.2 放空塔底温度低

装置原设计放空污油可以在改放空期间回炼至分馏塔或作为急冷油回炼至焦炭塔。实际改放空操作中，前期放空塔底温度一般控制在85～105 ℃之间，塔顶压力在0.04～0.05 MPa左右。改放空期间，放空塔顶部循环油与来自焦炭塔的高温放空油气接触，将放空油气中所含的大量水汽洗涤下来冷凝在塔中，而此时放空塔底循环油经过换热后的温度最高不超过110 ℃，无法将洗涤过程中冷凝在塔中的水汽完全蒸发出去。最终导致放空塔底循环泵（离心泵）汽蚀抽空，造成放空塔循环洗涤中断［3］。

2 污油回炼的必要性

2.1 甩油及放空污油产量大

装置生焦周期为24 h，焦炭塔平均预热时间为6 h。每次预热产生的甩油量约为53.2 t/h，全年甩油量为111.7 kt。从日常操作情况看，当预热甩油温度达200～210 ℃时，甩油中水汽含量较低，机泵不会发生汽蚀抽空现象，且回炼时对分馏系统操作影响较小。每次预热前1.5 h内产生的甩油（温度低于200 ℃）因含水量较高影响回炼，正常生产中需改至放空塔后甩至罐区。如此计算，全年将有27.9 kt甩油因含水量较高而不能直接回炼。甩油组分主要是蜡油和柴油，若能全部回炼可提高装置液体收率，降低损失［4］。

另外，装置改放空时产生的污油量平均为2 t/ h，每次改放空时间大约6 h。如此计算，全年放空产生污油量为4.2 kt。且装置放空塔内的循环油每经过5次改放空操作需置换一次，每塔循环油按100 t计算，加上放空产生的污油，全年共计有11.2 kt污油需送去罐区。由于装置放空塔循环油采用蜡油，因此放空污油组分主要为蜡油，回炼放空污油可提高装置液体收率，降低损失。

2.2 装置污油外送至罐区造成损耗

为保证罐区的安全运行，装置污油外送至罐区时须经过空冷冷却至60 ℃以下，这样既浪费了污油的高温热量，又造成了风机耗电损失。另外，污油外送至罐区后，需先进行脱水再送回装置进行回炼，这样不仅造成油品损失，增加下游污水处理负荷，而且在回炼污油前还需加热升温［4-5］。如此反复操作不符合能量转换、回收、利用的“三环节”优化原则［6-7］。

因此，实现污油全回炼，不仅能提高装置液体收率，降低油品损失，还可充分回收利用污油的热量，降低装置及全厂的能耗，提高企业效益。

3 污油全回炼技术改造

3.1 污油全回炼流程改造

焦炭塔预热前期甩油及放空污油无法正常回炼的原因：由于污油含水量较高，造成机泵发生汽蚀抽空，回炼时对操作影响大。对此，结合装置现有流程，在大检修期间进行改造。在原有高温蜡油（350 ℃）去焦炭塔作急冷油的控制阀前增设一条去放空塔的管线，将高温蜡油引到放空塔中，然后再由放空塔底循环泵将高温蜡油送至焦炭塔顶作急冷油。将高温蜡油引进放空塔可提高塔底温度，将污油中的水蒸发出去，同时改放空时大量的放空水汽不会冷凝在塔底。改造后具体流程如图1所示。

3.2 污油全回炼的可行性分析

经技术改造后，焦炭塔急冷油（蜡油）分为两股。一股保持原来的注入方式不变；另一股由急冷油控制阀前引出进入放空塔，与甩油或放空污油混合换热后，由放空塔底循环泵抽出，与上一股急冷油合并后一起注入。在生产中，根据污油回炼量及焦炭塔顶温度，调节分配两股急冷油流量大小。

焦炭塔预热初期产生的甩油含水量较高，需送至放空塔中，待甩油温度达到200 ℃后才可至分馏塔进行回炼［4］。技术改造后高温蜡油与甩油在放空塔中混合后，甩油中的水汽可在低压高温的放空塔中蒸发出去。放空塔底循环泵再将放空塔中的污油送至焦炭塔作急冷油回炼。经两个月的实际摸索运行，焦炭塔预热初期的甩油送放空塔，放空塔底温度可控制在200～260 ℃之间，机泵不再发生汽蚀抽空，回炼过程中操作平稳，完全实现了甩油全回炼。

3.2.2 放空污油的回炼

技术改造前，由于放空塔顶部循环油与高温放空油气接触，将放空油气中所含的大量水汽洗涤下来冷凝在塔中，导致放空塔底循环泵汽蚀抽空，放空塔顶循环洗涤中断，放空污油无法回炼。技术改造后，高温蜡油可将放空塔底温度提升至200～260 ℃，在改放空操作时，放空塔建立塔顶循环洗涤，可将来自焦炭塔老塔处理过程中产生的高温放空油气经洗涤传热后带入塔底，水汽不会冷凝，完全实现了放空污油回炼。

图1 污油全回炼的流程Fig.1 Flow chart of recovering all slop oil(the red dashed line was modifed).

4 污油全回炼后的参数分析

4.1 主要操作参数的对比

表1是污油回炼技术改造前后装置的主要操作参数对比。由表1可见，回炼前后急冷油量、急冷油温度和放空塔底温度变化较大，但焦炭塔顶温度、压力及分馏塔底温度变化不大，说明污油回炼未对分馏系统造成较大的不利影响。

表1 技术改造前后装置的主要操作参数对比Table 1 Comparison of main operating parameters before and after the modifcation

4.2 产品收率的对比

表2是污油回炼技术改造前后装置的收率对比。由表2可见，污油实现全部回炼后，相比污油外送时，轻质油收率提高了3百分点，装置不再产生外甩污油后，油品总收率提高了3.22百分点，即加工损失率降低了3.22百分点。

为了全面提高柳林县乡镇抗旱应急能力，保障严重干旱年城乡用水安全，推进构建与经济社会可持续发展相适应的抗旱减灾体系，为全县经济转型发展、跨越发展、和谐发展打造良好用水环境，提供有力水资源支撑，根据国家水利部组织编制的《抗旱规划实施方案（2013—2017年）》大纲和省、市水利部门统一安排，结合柳林县实际，县水利局制定了《柳林县抗旱规划实施方案》。

4.3 效益分析

4.3.1 甩油热量回收

技术改造前，焦炭塔预热初期产生的甩油不能回炼。甩油只能通过风机冷却后送至罐区。技术改造后，这部分热量可以得到很好的回收利用。

4.3.2 放空油气余热回收

技术改造前，由老塔处理时改放空油气携带的热量只能通过风机冷却，然后进行油水分离。经过技术改造，焦炭塔放空余热在放空塔中通过洗涤热交换，部分热量得以回收［8］。

4.3.3 风机电能耗降低

技术改造前，由于污油温度较高，外送至罐区前必须通过风机冷却。通过技术改造，污油直接 回炼，节省了外送前冷却所耗的电能。

表2 技术改造前后装置的收率对比Table 2 Comparison of the product yields before and after the modifcation

4.3.4 产品收率增加

实现污油全回炼后，装置的汽油、柴油和液化气收率均有不同程度的增加。蜡油收率下降了0.05百分点，这是由于技术改造后急冷油为温度较低的污油，使得反应油气进分馏塔温度偏低，为控制分馏塔底温度，操作中加大了蜡油热回流量［9］。技术改造后，污油实现全回炼，装置总液体收率上升了2.95百分点，轻油收率上升了3百分点，总油品损失率下降了3.22百分点，装置效益得到了提升。

4.3.5 放空瓦斯得到净化

技术改造前，放空塔无法正常建立循环洗涤，不能有效地洗涤放空瓦斯，低压瓦斯系统携带焦粉严重。通过技术改造，放空塔能够正常操作，加大放空塔顶循环油量可使放空瓦斯得到很好的净化［10］。

5 结语

1）通过将高温蜡油急冷油引进放空塔，采用混合加热方式提高放空塔底温度，解决了甩油和放空污油在回炼过程中因污油带水造成机泵汽蚀抽空的难题，装置实现了污油全回炼，彻底解决了放空系统存在的问题。

2）应用该技术方法回收了焦炭塔预热初期甩油和放空污油的部分余热，降低了污油外送额外增加的能耗，提高了装置收率，改善了放空瓦斯气携带焦粉的问题。同时有效地避免了污油外送至罐区后脱水处理造成的二次污染。

3）从连续两个月的运行情况看，改造后的污油全回炼技术实际应用可行，操作简单、安全可靠，对装置平稳运行没有影响。

4）技术改造后实际运行情况表明，改造后的污油回炼技术实现了装置污油的全部回炼，轻油收率上升了3百分点，加工损失率降低了3.22百分点。

［1］瞿国华. 延迟焦化工艺与工程［M］. 北京：中国石化出版社，2007：255 - 264.

［2］孙艳朋，谢金超. 延迟焦化装置甩油技术改造及应用［J］. 石油炼制与化工，2014，45（1）：68 - 71.

［3］孙宇，胡建凯. 炼油厂重污油回炼新工艺的研究［J］. 石油化工技术与经济，2014，33（5）：33 - 35.

［4］邹圣武，陈齐全. 延迟焦化装置甩油全回炼技术及其应用［J］. 中外能源，2009，14（2）：87 - 90.

［5］颜峰，谢崇亮，王松涛，等. 延迟焦化放空冷却系统存在问题及对策［J］. 炼油技术与工程，2015，45（3）：60 - 63.

［6］陈清林. 某延迟焦化装置用能分析及改进［J］. 炼油技术与工程，2003，33（8）：58 - 60.

［7］华贲. 工艺过程用能分析及综合［M］. 北京：中国石化出版社，1989：36 - 58.

［8］李晋楼，李蕾，李出和. 延迟焦化装置回炼含水污油的技术探讨［J］. 石油化工安全环保技术，2015，31（3）：18 - 22.

［9］黄孟旗，李出和. 延迟焦化装置全蜡油下回流脱过热及循环比的定量控制［J］. 石油化工设计，2015，29（3）：29 - 32.

［10］李金云，张海莹. 减少延迟焦化焦粉携带的技术探索［J］. 炼油技术与工程，2014，44（8）：29 - 31.

（编辑 王 馨）

Discussion and application of technologies for recovering slop oil in delayed coking unit

Xu Xiancai，Wang Chengzhang，Wei Wen
（Urumqi Petrochemical Company Refnery，CNPC，Urumqi Xinjiang 830019，China）

Aimed at high water content in oil slung and low bottom temperature of blow-down tower in recovering slop oil process of a delayed coking unit，high temperature(350 ℃) quenching oil was sent to the blow-down tower to increase the bottom temperature and solve the problem of pump cavitation caused by the slop oil with water. The application results showed that all the slop oil in the unit was recovered，the light oil yield increased by 3 percentage points，the processing loss reduced by 3.22 percentage points，the waste heat of the unit was recycled， the running operation was stable and safe， and the economic beneft of the unit was increased.

delayed coking；oil slung；slop oil；recovering all slop oil

1000 - 8144（2016）05 - 0620 - 04

TE 624.3+2

A

10.3969/j.issn.1000-8144.2016.05.018

2015 - 12 - 17；［修改稿日期］2016 - 02 - 18。

徐先财（1987—），男，甘肃省武威市人，大学，助理工程师，电话 0991 - 6910329，电邮 xuxcws@petrochina.com.cn。