蒸馏装置减压填料结焦的防护与对策

作者:文博论文查重     发表时间:2020-12-26 01:38:27   浏览次数:212


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  摘要:蒸馏装置作为炼油装置的龙头,承担着为二次加工装置切割分配合格原料的重任,能否实现炼油效益大化,蒸馏装置的处理能力和馏分的优化切割至关重要,尤其是减压部分的深拔不仅是蒸馏装置附加值的主要来源,也是平衡全厂重油的重要手段之一。因此,在长周期运行过程中,如何在加压深拔的操作条件下,控制好减压塔填料结焦,是保证蒸馏装置效益的关键。

  关键词:蒸馏装置;减压塔全塔压降;阻垢分散剂

  引言

  石油炼制产业是国民经济发展中最为重要的一环,高能耗的产业特色一直严重制约着炼油厂的盈利能力,而产品单一、市场饱和、产能过剩等风险进一步加剧了地方中小炼油厂的发展危机。因此通过优化装置生产工艺,降低装置生产能耗成为炼厂转型升级的必由之路。本文选取炼厂中必不可少且能耗最大的常减压蒸馏装置为研究对象,分别从热能、电能及水资源三方面探讨相关的节能降耗技术,为控制炼厂生产成本、提高企业效益提供有益借鉴。

  1装置运行情况

  某炼厂常减压装置加工能力为1.50Mt/a,以重质高酸低硫原油为主要加工原料。该原油密度为968.5kg/m3,酸值达到3.61mgKOH/g,硫含量(质量分数)为0.41%。常压炉负荷为10.1MW,减压炉负荷为6.18MW,常减压炉烟气先后经扰流子空气预热器和水热媒空气预热器换热由烟囱排入大气。2014年装置运行周期内采用减四线作为加热炉燃料,加热炉运行过程中由于工艺调整一段时间内停用水热媒空气预热器。扰流子空气预热器内管束通过激波吹灰器进行吹灰,每天进行2次。装置运行一段时间后发现炉膛负压降低,加热炉只能靠提高引风机功率来维持炉膛负压,控制排烟温度。2015年检修时发现整个烟气侧,不管是扰流子部分还是水热媒管道腐蚀都很严重。因此针对加热炉的腐蚀问题进行了现场调查,为保障加热炉的平稳运行以及装置的节能减排工作提出了相关解决对策及措施。

  2原因分析

  (1)减压规整填料空隙小,结焦容易,清理难。(2)填料中的焦形成后,越到后期结焦速率会越快,并且焦块会越结越密实,越不容易分散。基于减压填料特点和兄弟企业相同的结焦情况,认为减压填料结焦问题在目前在线运行状态下很难彻底解决,但是压降上升的趋势又必须得到抑制,确保装置正常运行至计划检修。为了减缓减压塔填料结焦速度,降低减压塔重油收率,经公司科研技术处、生产管理处和炼油部一起商议决定,尝试向减压塔内加注阻垢分散剂的方案。

  3蒸馏装置减压填料结焦的防护与对策

  3.1合理布局换热网络

  以典型的一脱-两炉-三塔原油加工方案(原油加工流程为:电脱盐-初馏塔-常压炉-常压塔-减压炉-加压塔)为例,根据原油进装置的换热情况,通常可将常减压装置划分为三级换热网络。其中原油进电脱盐罐前为I级换热,电脱盐罐到初馏塔间原油的换热为II级换热,初馏塔塔底油进常压炉前的换热为III级换热。原油I级换热终温直接影响原油脱盐效果,原油III级换热终温直接影响燃料气的消耗情况。因此合理布局换热网络不仅利于装置操作,同时通过提高原油进加热炉终温能实现大幅降低燃料消耗。夹点技术为合理设计布局换热网络提供了有效途径。根据冷热流股间的物性参数合理确定夹点位置,遵循夹点之上冷流股不设冷公用工程,夹点之下热流股不设热公用工程及不跨夹点传热三个原则,实现最小传热温差下的合理利用热源。最后结合换热设备的实际情况,对换热网络进行适当调整,设计出能量回收最大化、设备投资最小化的最优换热网络。

  3.2加注防腐助剂

  本文档中所述的防腐添加剂是除了电脱盐流程外,为了降低装置腐蚀而添加的中和剂,缓蚀剂,水等。当前,它被广泛使用,在蒸馏装置的低温位置(初馏塔、常压塔和减压塔)是有效的。通过添加中和剂,缓蚀剂和适当的注入水,可以有效地抑制低温位置的腐蚀。例如,对辽石化公司将筛选出来的KG9302B缓蚀剂进行了研究用于蒸馏装置,这满足了塔式系统设备在加工劣质原油过程中防止腐蚀的需求。一些公司正在使用pH探针和PLC来监视常顶系统pH值,这有助于防止常顶系统腐蚀。另外,为了减少原油的高温腐蚀,一些公司通过安装常二中,常三系统,常底系统的减三系统等来加注高温缓蚀,以抑制高温腐蚀。

  3.3提高加热炉热效率

  目前提高加热炉热效率的途径主要有以下几点:(1)严格控制加热炉中过剩空气系数,加热炉中过剩空气系数过高会造成排烟量增大,通过烟气损失的热量增大,此外过高的氧含量会造成炉管氧化加剧,影响使用寿命。而当过剩空气系数过低时会造成燃料燃烧不充分、不均匀。(2)采用先进涂漆和保温材料,降低炉壁外温以减少散热损失。(3)设置烟气余热回收系统,控制排烟温度。过高的排烟温度会造成大量热损失,过低的排烟温度又会造成烟囱的露点腐蚀。烟气余热回收系统的设置可有效解决上述问题。目前主要通过烟气-空气换热、烟气-低温热水换热等手段实现烟气余热回收。(4)采用高效燃烧器和炉管吹灰设计,进而实现燃料的充分燃烧和有效传热。

  3.4空气预热系统腐蚀问题的预防措施

  (1)采用高效节能燃烧器,燃烧器的优劣是影响加热炉热效率的主要因素之一,选择好的燃烧器可以提高加热炉效率,同时燃料的充分燃烧可以有效地减少积灰;(2)对激波吹灰器所使用的配气采取必要的干燥措施;(3)稳定水热媒空气预热器操作工艺,热管防腐的一般方法是通过精心设计,在热效率降低不大的情况下,提高管束壁温,使之处在酸露点温度以上。当操作工况变化时,会出现低于酸露点温度的情况,造成酸腐蚀而使部分管束失效。所以要稳定水热媒空气预热器的操作工艺,使空气预热器内处于酸露点以上

  结束语

  结论及建议(1)综合分散剂的实验室评价和实际应用情况来看,在减压填料明显结焦的情况下,从对比相同减压气相负荷状态下,减压压降没有出现上涨的趋势,并略有下降趋势,说明分散剂对焦炭垢物的分散是有效果的。(2)受规整填料的布置结构影响,填料中的焦形成后,随着时间的推移结焦速率会越来越快,并且焦块会越结越密实,分散剂不容易渗透,剥离效率会下降,即使是已经被松散剥离出来的细小焦炭颗粒,由于没有足够畅通的下降通道,初始效果也会非常缓慢。(3)由于4#蒸馏承担着全厂主要的加工任务,装置负荷高,随着原油的劣质化趋势会使减压负荷进一步增大,在减压塔高气相流速的情况下,更容易导致渣油中的沥青质被夹带并黏附于填料上。鉴于减压深拔对于全厂重油平衡和炼油效益的重要性,减压填料的结焦控制应是一项长期持续性的优化工作,因此建议:①通常容易发生结焦的是减压底层填料,建议在运行一个周期后的停工检修期间对该层填料进行拆洗。②鉴于沥青质等渣油重组分夹带容易冲洗难的特点,洗涤油量少没有冲洗效果,过大不利于深拔的初衷,建议考虑加注分散剂同时保持适量洗涤油的方案。③开工初期填料空隙大,加注适量的阻垢分散剂更能发挥其分散除垢的效果,也能更长效的维持减压塔操纵弹性。——论文作者:丁梁

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