舟山石化加工老化流花油技術(shù)總結(jié)

張建設(shè)

（中海石油舟山石化有限公司，浙江舟山316015）

1 概述

由于老化流花油油品性質(zhì)較差，只能摻煉到延遲焦化裝置處理。延遲焦化是以劣質(zhì)重質(zhì)油為原料，在高溫和長時(shí)間反應(yīng)條件下進(jìn)行深度熱裂化和縮合反應(yīng)的熱加工工藝[1]。延遲焦化具有技術(shù)成熟、原料適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)品靈活性大、操作可靠性高以及投資和操作費(fèi)用低的特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)煉油廠效益最大化，延遲焦化成為了重油加工流程及組合工藝的重要組成部分[2]。文章主要介紹延遲焦化裝置加工老化流花油的生產(chǎn)情況，為今后加工劣質(zhì)油品提供參考。電脫鹽原則流程見圖1。

2 原料性質(zhì)及存在問題

延遲焦化裝置加工原料性質(zhì)變化見表1。

由表1 老化流花油與正常處理流花油及錦州原油性質(zhì)對比可看出，老化流花油的密度、氮含量及硫含量與正常處理原油相差不大，但老化流花油的水分及鹽含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他原油，比工藝指標(biāo)要求原油含水≯0.5%高出10 倍多，這將給電脫鹽系統(tǒng)正常生產(chǎn)帶來難度。

1）加熱爐爐管易結(jié)焦

高瀝青質(zhì)含量降低了渣油的熱穩(wěn)定性，容易產(chǎn)生結(jié)焦反應(yīng)；渣油的H/C原子比越小、殘?zhí)恐翟礁?、特性因?shù)越小、芳烴/瀝青值的比值越小、鈉離子和其他金屬含量越高等越容易導(dǎo)致爐管結(jié)焦。劣質(zhì)渣油的結(jié)焦反應(yīng)溫度更低，因此加工劣質(zhì)渣油的焦化加熱爐爐管結(jié)焦會(huì)提前并會(huì)更嚴(yán)重。

2）生焦率高

由于劣質(zhì)渣油易導(dǎo)致爐管結(jié)焦和產(chǎn)生彈丸焦，通常采用降低加熱爐出口溫度、提高循環(huán)比、提高反應(yīng)壓力和劣質(zhì)渣油中混兌較輕的原料來改善焦化進(jìn)料的性質(zhì)，保證裝置的安全平穩(wěn)生產(chǎn)。延遲焦化裝置降低加熱爐出口溫度、提高循環(huán)比、提高反應(yīng)壓力都會(huì)導(dǎo)致焦炭產(chǎn)率提高，大大影響裝置的經(jīng)濟(jì)效益。

3 摻煉流程及操作調(diào)整

原料性質(zhì)較差的原油不能直接作為正常進(jìn)料進(jìn)行加工，否則摻煉時(shí)間長了影響正常操作。

圖1 電脫鹽原則流程

表1 各種原料性質(zhì)對比

結(jié)合2013年大修前摻煉老化原油經(jīng)驗(yàn)，將老化流花油從儲運(yùn)罐區(qū)G110通過臨時(shí)線，按照5～10 t/h與流花原油混合，進(jìn)焦化電脫鹽罐，然后進(jìn)閃蒸塔。原油經(jīng)過電脫鹽罐后，通過切水脫除部分老化流花油中雜質(zhì)及鹽，切水進(jìn)入冷焦水系統(tǒng)。

某年5月12日開始以5 t/h摻煉老化流花油。提高電脫鹽破乳劑注入量從13 μg/g至18 μg/g，開一級及二級混合器副線，控制混合器差壓在150 kPa以下；提高化驗(yàn)分析頻率；提高緩蝕劑注入量，控制塔頂腐蝕；由于電脫鹽罐電流高，停二級注水；18日，摻煉中隨著原油中水含量下降，摻煉量逐步提高到20 t/h（摻煉泵停，G110帶供），調(diào)整過程中，電脫鹽電流升高，停注水，破乳劑注入量提高到25 μg/g；27日，老化油摻煉結(jié)束，恢復(fù)正常注水。

4 摻煉期間數(shù)據(jù)收集及分析

4.1 摻煉期間電脫鹽操作參數(shù)

摻煉前后電脫鹽系統(tǒng)參數(shù)對比見表2，由表2數(shù)據(jù)可看出，進(jìn)電脫鹽溫度及壓力相差不大，其他參數(shù)有較大差異。乳化層高，導(dǎo)致電脫鹽電流高，破乳劑注入量調(diào)至最大，但破乳效果不明顯；油水界面分離不清，期間由于一、二級電脫鹽罐3#變壓器因電流超高，注水暫停。

4.2 摻煉期間電脫鹽系統(tǒng)運(yùn)行情況

摻煉期間電脫鹽系統(tǒng)運(yùn)行情況見表3。

從表3 數(shù)據(jù)可看出，摻煉期間電脫鹽系統(tǒng)進(jìn)行注水時(shí)，脫鹽效果較好，但19—23 日電脫鹽注水停，或二級注水量下降后（見表2），脫鹽效果差。如進(jìn)行電脫鹽注水，脫后原油含水及一級切水帶油嚴(yán)重，即使調(diào)整操作，提高界位，加大破乳劑注入量，效果也不明顯，將影響冷焦水罐帶油量及分餾系統(tǒng)壓力波動(dòng)。

從表3中還可看出，13日剛開始摻煉時(shí)，前期由于罐底含水較多，相應(yīng)的含鹽也高，則脫前含鹽增加。29日老化流花油摻煉結(jié)束后，脫前及脫后原油各項(xiàng)指標(biāo)恢復(fù)正常。

表2 摻煉前后電脫鹽系統(tǒng)參數(shù)對比

表3 電脫鹽系統(tǒng)運(yùn)行情況

4.3 摻煉老化流花油對裝置的影響

4.3.1 對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

1）對焦炭質(zhì)量影響。摻煉前后石油焦產(chǎn)品性質(zhì)對比見表4。

由表4可以看出，16－20日石油焦灰分、揮發(fā)分增加，超工藝指標(biāo)。分析原因主要是：①老化流花油含鹽、機(jī)械雜質(zhì)較高，對石油焦灰分有一定的影響；②電脫鹽切水含油多，去冷焦熱水罐只能分離部分污油，部分污油乳化留在冷焦水系統(tǒng)，化驗(yàn)分析冷焦水中含油1 841 mg/L（原來只有150 mg/L），當(dāng)焦炭塔給水操作時(shí)，污油附著在焦炭上，造成揮發(fā)分升高。

表4 摻煉前后石油焦產(chǎn)品性質(zhì)對比

2）對凈化水質(zhì)量的影響分析。由于老化流花油帶水嚴(yán)重，儲運(yùn)脫除大量含硫污水直接輸送到污水汽提裝置，導(dǎo)致污水性質(zhì)改變，在線pH 值顯示滯后未能及時(shí)調(diào)整及污水難以分離氨氮，導(dǎo)致凈化水氨氮含量超標(biāo)。

3）對液化氣組成影響見表5。對脫后干氣組成影響見表6。對液體產(chǎn)品影響見表7。

從表5～7可以看出，摻煉前后產(chǎn)品質(zhì)量均未有明顯變化（數(shù)據(jù)摘自技術(shù)月報(bào)）。

表5 液化氣組分

表6 脫后干氣組成

4.3.2 摻煉前后主要操作條件對比

從表8 摻煉前后操作數(shù)據(jù)來看，未發(fā)現(xiàn)明顯變化（數(shù)據(jù)摘自技術(shù)月報(bào)）。

4.3.3 摻煉前后產(chǎn)品收率

從表9 產(chǎn)品收率來看，摻煉老化油焦炭收率偏高1.18%，液體收率較未摻煉老化油低1.6%，摻煉后輕重污油產(chǎn)生量上升0.57%，其他產(chǎn)品變化不甚明顯（數(shù)據(jù)摘自技術(shù)月報(bào)），分析產(chǎn)生的主要原因?yàn)槔匣望}含量及水分較高導(dǎo)致。

表7 液體產(chǎn)品分析

表8 摻煉前后主要操作條件對比

表9 產(chǎn)品收率統(tǒng)計(jì)

續(xù)表

4.4 設(shè)備影響分析

由于摻煉量只有5 ～20 t/h，且加工時(shí)間較短，加熱爐結(jié)焦趨勢、電脫鹽換熱設(shè)備換熱效果、分餾塔腐蝕等未見異常；相關(guān)主要工藝參數(shù)未見異常。

5 結(jié)論

摻煉老化流花油期間，由于電脫鹽一級切水含油較多，致冷焦水罐隔油頻次增加（由每周1 次修改為每天1次），增加了重污油的產(chǎn)量，而且這部分污油乳化帶水嚴(yán)重，不能直接作為急冷油回?zé)?。同時(shí)有部分污油乳化，留在冷焦水系統(tǒng)，當(dāng)焦炭塔給水操作時(shí)，污油附著在焦炭上，造成揮發(fā)分升高，影響焦炭質(zhì)量。以后再次加工類似劣質(zhì)化油料時(shí)，建議電脫鹽切水流程改至放空塔，利用放空塔高溫，使乳化污油進(jìn)行分離。

由于摻煉老化油時(shí)間較短，未能反應(yīng)其他突出問題。但隨著重質(zhì)化和劣質(zhì)化原油的增加，延遲焦化原料更加劣質(zhì)化，主要體現(xiàn)在高硫或高酸、密度大、黏度大、殘?zhí)扛?、瀝青質(zhì)含量高、重金屬含量高等，影響了延遲焦化裝置的操作，主要是產(chǎn)生彈丸焦、爐管結(jié)焦、分餾塔結(jié)焦、液體收率降低、腐蝕加重、運(yùn)行周期縮短等。建議對重點(diǎn)部位設(shè)備及管線材質(zhì)升級，分析分餾塔側(cè)線鐵離子，監(jiān)控腐蝕情況；監(jiān)控加熱爐爐壁結(jié)焦趨勢，及時(shí)調(diào)整反應(yīng)溫度及反應(yīng)壓力等。

實(shí)踐證明，處理性質(zhì)較差的老化流花油，應(yīng)通過電脫鹽系統(tǒng)注水，優(yōu)化操作，脫除大部分雜質(zhì)及鹽，減緩加熱爐結(jié)焦和分餾系統(tǒng)結(jié)鹽，降低對后續(xù)裝置影響。

以加工老化流花油9 000 t，理論上計(jì)算每噸劣質(zhì)油與正常油品的差價(jià)即效益增長點(diǎn)，去除設(shè)備損傷、操作費(fèi)用和降低產(chǎn)品收率等增加的成本核算，經(jīng)濟(jì)效益約540萬元。