嚴把過程控制，提高焦化產品質量
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摘 要：延遲焦化是重油減量的重要手段，也是我廠平衡重油的主要途徑。焦化產品有富氣、粗汽油、柴油、蠟油和焦炭，焦化柴油可以進行加氫精制，將十六烷值較高的成品柴油送到催化裂化裝置進一步加工，焦化蠟油也可全部或部分回收回原料油系統。焦化石油焦作為最終端產品通常當做燃料直接銷售出廠。新建50萬噸/年延遲焦化裝置又增設了吸收穩定單元，將富氣進一步分解成干氣和液態烴，同時獲得穩定汽油。焦化產品質量主要受原料性質、反應溫度、系統壓力和循環比四個因素的影響，而原料性質屬于制約性因素，其影響效果居于首位，后三者的影響屬于可控性制約因素，根據不同的工藝要求調節參數可改變對產品的影響。在實際生產操作中，合理、有效的進行操作調節，以滿足不同條件下對焦化產品的要求。因此，將精細化管理的理念和要求融入到日常操作調節中，不斷優化、修正操作，可以提高操作水平，減輕原料劣質化帶來的不利影響，進一步提升焦化產品的質量合格率。
關鍵詞：原料；精細調節；優化
1 原料性質對焦化產品質量的影響
1.1 原料密度、殘炭變化頻繁帶來的危害
一般來說，隨著原油密度的增加，焦炭產量增加。原油殘碳值是反映原油結焦趨勢的指標。實踐證明，焦炭產率一般是原料殘炭值的1.5倍左右。對于來自同一種原油拔出深度不同的減壓渣油，隨著減壓渣油產率的下降，焦化原料由輕變重，焦化產物中蠟油產率和焦炭產率增加，而輕質油產率則下降自2016年煉廠大檢修常減壓車間減壓塔深拔改造后，焦化車間的減渣原料性質變重，主要表現為殘炭升高，在其影響下，氣體和汽油的產量上升，但柴油和蠟油產率大幅下降，焦化液體收率降低，石油焦產量增加，石油焦的彈丸焦生成趨勢增大，殘炭值是各種生焦因素的綜合反映。
由于上游常減壓車間油種切換頻繁，不同原油種類性質差異較大，所以蒸餾所產生的減壓渣油性質及其不穩定，給焦化裝置的生產帶來較大的波動，一是影響分餾塔的操作；二是影響反應深度，造成石油焦質量異常。
1.2 臨界溫度范圍改變，結焦傾向加重
不同性質的原油具有不同的溫度范圍，即臨界分解溫度范圍。此溫度范圍稱為臨界分解溫度范圍。原料油UOPK值越高，臨界分解溫度范圍的初始溫度越低。當原料性質發生波動時，原料的性質越差，生焦速率越快，生焦臨界溫度范圍越窄，則爐管結焦的幾率就會成倍增加，試驗表明，反應溫度每增加10℃，臨界分解范圍縮短一半，加熱爐出口溫度是焦化裝置的重要運行指標，也稱為反應溫度，可以提高反應溫度，提高裂解反應程度，提高液體收率，降低石油焦產率。
2 精細化調節應對原料劣質化
2.1 優化操作參數
焦化產品中提高輕質油收率可以提高經濟效益，焦化汽柴油收率主要受原料性質的影響和制約，但反應溫度、系統壓力、循環比、焦炭塔冷焦給汽等操作也會影響汽柴油收率?？傮w來說，適當提高反應溫度、降低系統壓力和循環比，汽柴油收率都會有所增加。另外適當提高焦炭塔冷焦給汽量及延長給汽時間，將減少焦炭的揮發物含量，汽油和柴油的產量也會增加。新焦化增加了輕蠟油汽提塔，可以將重蠟油中的輕質組分進一步汽提到柴油中個，增加柴油收率，在操作調節中要注意輕蠟汽提塔的汽提蒸汽量，以保證汽提塔內的氣液相平衡分壓，同時不會導致分餾塔頂油水分離負荷變重。
提高蠟油下回流流量，提高循環比，蠟油集油箱下的氣相溫度由380℃降低到370℃。進一步提高蠟油上回流流量，通過以上調整，蠟油集油箱液相溫度由355℃降低到335℃，蠟油殘炭會逐步降低，這樣重蠟油做為循環油經分餾塔底進入到緩沖罐，與劣質原料混合可以降低原料中的殘炭值。
2.2 應對措施
通過實踐發現，降低原料中的殘炭是解決裝置當前生產矛盾的主要途徑，可以在操作中提高蠟油下回流流量，提高循環比，降低蠟油集油箱下氣相溫度，由380℃降低到370℃。進一步提高蠟油上回流流量，通過以上調整，蠟油集油箱液相溫度由355℃降低到335℃，蠟油殘炭會逐步降低，這樣重蠟油做為循環油經分餾塔底進入到緩沖罐，與劣質原料混合可以降低原料中的殘炭值。但分餾塔下段取熱比例增加會造成柴油抽出溫度明顯下降，柴油質量卡邊，表現為柴油95%餾程溫度偏低，甚至低于下限360℃，造成餾出口質量不合格。在運行過程中，可逐步降低中間段的回流熱，但不可以將中段取熱降低過多，避免吸收穩定單元的解析塔底熱量不足，造成解析不充分。
3 建議
增設原料在線密度儀。煉焦反應深度主要取決于反應溫度和原料性質。在原料性質變化較大時，為保證生焦質量及除焦過程的順利，應當及時調整反應溫度。原料殘炭及族組成對焦化反應的影響最為直接，由于原料殘炭和原料密度通常呈線性關系，故可以通過檢測原料密度的變化來指導操作調整。建議在原料進裝置流程中增加在線密度儀并將信號引入DCS，便于主操及時監控并調整操作。
在負荷上適當降低加工量防止生焦高度過高，粉焦夾帶至大油氣線和分餾塔底，這樣有利于裝置的平穩運行。適當降低蒸發段溫度，調整頂循和重蠟油回流量，提高循環比稀釋液相中的反應物，降低焦炭生成速率，提高芳烴與瀝青質的比值抑制彈丸焦的形成，根據實踐，宜采用0.15～0.18。反應溫度的控制，以反應入塔溫度控制在485～488之間，彈丸焦生成可以得到一定的抑制，但在反應末期，黏油現象依然會出現。對焦炭塔給氣量和時間進行優化，將原來4～5t/h的給汽量降至3～4t/h，時間延長半個小時，降低泡沫層高度，提高冷焦效果。適當提高焦炭塔壓力，適當提高壓縮機入口壓力，在預熱過程可通過瓦斯環閥開度調整來滿足要求。
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