（中石化胜利油田分公司石油化工总厂延迟焦化车间，山东 东营 257000）
摘要：延迟焦化装置掺炼催化油浆后，其所含的催化剂颗粒会对系统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。通过研究最佳油浆掺炼比、降低油浆中固体颗粒、加注消泡剂设备在线监测及换热器流程优化等措施，降低油浆掺炼对焦化装置的影响，有效控制和预防油浆系统的设备及管道不出现类似磨损腐蚀。
关键词：延迟焦化；油浆掺炼；优化
延迟焦化装置以减压渣油为主要原料，主要产品为焦化汽油、柴油、蜡油及石油焦，是实现重油轻质化的主要手段。重油催化裂化外甩油浆是改善催化裂化工况的常用手段，而该油浆的出路一直是各炼厂需解决的头痛问题。本文针对胜利石化延迟焦化装置掺炼催化油浆的实际情况，从其对产品分布影响、产品质量影响、设备磨损情况、经济效益等方面进行分析，寻找降低油浆掺炼不利影响的有效措施，实现炼厂效益最佳化。
一、背景介绍
通过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、设备的影响因素主要由以下几点：
1、焦炭塔压力升高，油浆掺炼后焦炭塔压力明显升高，操作不当容易引起焦炭塔安全阀起跳。
2、焦炭塔泡沫层升高，焦炭塔空高减小，焦炭塔泡沫层升高，冲塔风险增加。
3、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。
4、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。
5、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。
6、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、油浆掺炼的影响
通过对焦化装置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：
2.1 产品性质、收率、质量的影响；2015年3月4日进行油浆掺炼，期间生产操作平稳，循环比不变，生产方案为柴油凝点0#。掺炼催化油浆后，焦化原料组分中固体含量增加0.476‰。
通过表1可以看出，液化气收率降低0.26%，汽油收率降低0.68%，柴油收率降低0.75%，蜡油收率增加1.25%，总液收降低0.44%。通过对产品化验分析，发现掺炼后蜡油中灰分增加0.248‰，焦炭灰分增加0.1%左右，其余产品基本无影响。
2.2 焦炭塔的变化；掺炼油浆后焦炭塔压力上升0.02MPa，同时焦炭塔生焦量明显增加，从而焦炭塔空高减少，焦炭塔泡沫层升高。
2.3 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。特别是对于辐射进料泵的影响，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。
2.4 加热炉的影响；掺炼油浆后，加热炉炉膛温度升高了15℃。同时，加热炉管结焦倾向升高，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、系统优化
3.1优化油浆掺炼比
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。
3.2 降低油浆中的固体颗粒
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。
3.3 焦炭塔加注消泡剂
图1 消泡剂加注前后焦炭塔空高对比
通过图1可以看出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。
3.4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。
3.5换热器流程改进
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、结论
鉴于以上对焦化原料中掺炼催化油浆对产品收率、产品质量、设备损害、经济效益等方面的影响分析认为，焦化装置少量掺炼催化油浆尚能处理，但油浆掺炼比若较高，综合效益将大大降低。针对以上不利影响采取一系列的工艺技术改进措施后，油浆带来的影响有了一定的降低，油浆掺炼比经过反复调节，找到了最佳掺炼范围，油浆掺炼影响明显低于优化前。通过施行上述措施后，按照每小时2.5吨油浆，按照年开工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。
参考文献
[1]袁存昱，张海莹，刘安东，等．中国石化胜利油田分公司石油化工总厂延迟焦化装置工艺技术规程[M]．2017,11-13.
论文作者:杜士星
论文发表刊物:《知识-力量》4中
论文发表时间:2018/9/18