降低油浆掺炼对延迟焦化装置的影响
摘要：焦化车间于2013年9月开始在焦化装置生产过程中掺炼催化油浆，由于催化油浆与减压渣油性质差别较大，其固体物主要由进入分馏系统的催化剂颗粒组成，对油浆系统及掺炼催化油浆系统的设备及其附件造成冲刷腐蚀及高温硫腐蚀，严重威胁安全生产，制约装置的长周期运行。如何有效控制和预防油浆系统的设备及管道不出现类似磨损，是目前亟待解决的问题。本文将从这几个方面对掺炼催化油浆对焦化的影响情况进行分析，从而找到降低油浆掺炼对焦化影响的方法。
关键词：焦化车间；油浆掺炼
一、油浆掺炼影响因素分析：
通过对车间针对装置近几年油浆掺炼的运行情况进行调查、分析，发现油浆掺炼对生产、设备的影响因素：
1、焦炭塔压力升高：焦炭塔压力明显升高，油浆掺炼前焦炭塔正常生产压力一般为0.21至0.25MPa，油浆掺炼以来，焦炭塔正常生产压力一般在0.23至0.27MPa之间，安全阀定压值为0.28MPa，操作不当容易引起安全阀起跳。
2、焦炭塔泡沫层升高：生焦量明显增加，焦炭塔空高减小，焦炭塔泡沫层引起的冲塔等风险增加。
3、加热炉炉膛温度升高：加热炉温度炉膛上升：加热炉炉膛温度TI7108比2月份平均温度提高了进15℃。
4、辐射进料泵的影响：由于焦化辐射进料泵压力高、介质流速快，催化油浆中的固体颗粒对机泵、管线等磨损较快，镇海石化、沧州石化等很多炼厂已经实施过掺炼油浆方案，运行1个月左右就出现过机泵叶轮损坏和管线减薄严重的情况，产生了较大的安全隐患。
5、设备腐蚀：焦化原料中硫含量较高，大于250是高温硫腐蚀部位，同时由于催化剂固体的存在磨蚀掉腐蚀产物保护膜，加速流速高部位的腐蚀，因此高温部位腐蚀与冲蚀相互作用腐蚀较为严重。
6、炉管结焦倾向升高：催化油浆会加快加热炉炉管和分馏塔底的结焦速度，催化油浆中还存在有催化剂固体颗粒，这些固体颗粒随原料油一起进入加热炉，在炉管里由于原料油的分解、汽化，而一部分固体颗粒与无机盐结晶沉淀为盐垢。盐垢吸附胶质和沥青质后构成焦炭焦核，加速炉管结焦，从而影响焦化装置开工周期。
7、产品分布情况的变化：掺炼油浆对焦化产品收率、分馏塔产品分布以及焦炭性质带来变化。
二、影响原因分析：
通过对焦化日常的油浆掺炼分析，确定油浆掺炼带来的影响因素，主要有以下几点：
1、产品性质、收率的影响：
2015年3月4日，焦化进行油浆掺炼，采用3月5日至4月8日数据（掺炼期间）与1月30日至3月4日数据进行对比，对比时间段均为34天。生产操作平稳，循环比不变。柴油凝点为0#生产方案。
原料性质对比：
对比结果：焦化原料中固体含量增加。
2、焦炭塔泡沫层的变化：掺炼油浆后，生焦量明显，造成焦炭塔空高减少，焦炭塔泡沫层升高。
3、加热炉炉膛温度升高：加热炉温度炉膛上升：加热炉炉膛温度比2月份平均温度提高了进15℃。
4、辐射进料泵的影响：由于焦化辐射进料泵压力高、介质流速快，催化油浆中的固体颗粒对机泵叶轮磨损较快，产生了较大的安全隐患。
5、设备腐蚀： 冲刷腐蚀是指金属表面与腐蚀流体之间由于高速相对运动而引起的金属损坏现象，是材料受冲刷和腐蚀交互作用的结果，是一种危害性较大的局部腐蚀。尤其是在含固相颗粒的双相流中，破坏更为严重，它将大大缩短设备的寿命。固液相的冲刷腐蚀是催化装置中油浆系统最普遍存在的一种腐蚀机理。
6、炉管结焦倾向升高：催化油浆会加快加热炉炉管和分馏塔底的结焦速度，催化油浆中还存在有催化剂固体颗粒，这些固体颗粒随原料油一起进入加热炉，在炉管里由于原料油的分解、汽化，而一部分固体颗粒与无机盐结晶沉淀为盐垢。盐垢吸附胶质和沥青质后构成焦炭焦核，加速炉管结焦，从而影响焦化装置开工周期。
三、制定对策并实施
1、进行技术攻关，研究最佳油浆掺炼比。对油浆掺炼的综合数据进行分析实践，采取油浆掺炼比例在4%-6%之间，可以使减少对加热炉、焦炭塔工况的影响。
2、減少油浆中的固体颗粒。减少油浆中的固体颗粒，在油浆来路中增设过滤器等方法，去颗粒化的催化油浆会延缓炉管结焦。因为提高渣油芳构程度，可使沥青质更好地分布于渣油体系中，提高沥青质聚集的温度和浓度，延迟聚集时间，在炉管中不会过早结焦。
3、对焦炭塔塔底注入消泡剂。在焦炭塔塔底注入消泡剂，减少焦炭塔泡沫层高度，也是降低油浆掺炼对焦炭塔工况影响的重要措施。
4、对辐射进料泵增设在线监测系统。对辐射进料泵增设在线监测系统，有助于实时了解辐射泵运行工况，对泵运行状态实时监测，有助于降低油浆掺炼对辐射泵带来的影响。
5、对涉及油浆系统管线增设在线腐蚀监测系统。腐蚀监测系统可以实时监控管线的腐蚀速率，对油浆掺炼对设备的腐蚀情况有一定的了解，同时加大对加热炉进出口管线、辐射进料线有关的调节阀、阀门进行检查，对存在开关不良的阀门及时更换、维修，避免腐蚀进一步加大。
6、对涉油浆的换热器进行流程改进。油浆中含有较多的固体和稠环芳烃，易结垢，如果换热器油浆走壳程，很容易结垢堵塞，使用不长时间就会压降增大，检修时抽芯困难，管束损坏严重，流量小更容易结垢。如果改走管程，可使流速增大，不易结垢，即使结垢检修也不困难，不易损坏管束。因此，对涉油浆换热器进行流程改进有助于降低油浆的不利影响。
四、效果检查
经过一系列的技术改进措施后，油浆掺炼影响明显低于去年。通过施行上述措施后，按照每小时2.5吨油浆，按照今年开工365天计算，每吨油浆产生效益600元计算，共产生经济效益：365×24×2.5×600=1314万元。
五、总结和下步打算
减少油浆掺炼的影响方法还有很多，与同类型企业仍有一定差距，下一步将进一步深化技术管理，进一步降低油浆掺炼的影响，达到最佳理想状态，保障焦化装置长周期运行。
（作者单位：中国石化胜利油田石油化工总厂）