武 錚
(山西潞安煤基清潔能源有限責(zé)任公司,山西 長治 046200)
此煤制油尾油處理設(shè)備,包括減壓塔和產(chǎn)品調(diào)整管線,減壓塔具有輸入口、柴油抽出管線、重柴抽出管線和減壓塔底油管線,減壓塔通過輸入口與前端設(shè)備連通,前端設(shè)備將油品通過輸入口輸送到減壓塔內(nèi),柴油抽出管線的輸入端與減壓塔的上部連通,重柴抽出管線的輸入端與減壓塔的中部連通,減壓塔底油管線的輸入端與減壓塔的底部連通,調(diào)節(jié)管將重柴抽出管線與底油管線連通,調(diào)節(jié)管上具有調(diào)節(jié)閥組。通過探索研究煤制油尾油處理方法,可快速調(diào)整抽出油蠟的凝點(diǎn),便于調(diào)節(jié)和控制,這樣保證減壓塔底部產(chǎn)品油蠟品質(zhì)的安全和穩(wěn)定性更好。
1)尾油產(chǎn)品質(zhì)量檢測涉及的技術(shù)環(huán)節(jié)較多,每個(gè)環(huán)節(jié)都是環(huán)環(huán)相扣、密不可分的。技術(shù)環(huán)節(jié)作為化工產(chǎn)品質(zhì)量檢測的關(guān)鍵性影響因素,有油品的回收率、裝置的單耗以及產(chǎn)品的指標(biāo),這些技術(shù)環(huán)節(jié)的條件,充分影響油品的凝點(diǎn)以及品質(zhì)[1]。因此,要求人能夠正確掌握好塔的平穩(wěn)操作,而平穩(wěn)操作的關(guān)鍵就是要掌握好三個(gè)平衡,即物料平衡、汽液相平衡和熱量平衡。
2)通過對(duì)減壓塔尾油進(jìn)行分析監(jiān)控,尾油的組分主要由減壓塔各側(cè)線的抽出情況及進(jìn)入減壓塔的產(chǎn)品組分兩部分決定,由于工況的不穩(wěn)定性,對(duì)于減壓塔尾油的變化調(diào)整也較為困難。
減壓塔以分餾塔底油為進(jìn)料,按工藝及產(chǎn)品質(zhì)量要求調(diào)節(jié)塔底蒸汽量、真空度等指標(biāo),產(chǎn)出合格的產(chǎn)品(見圖1)。
圖1 減壓塔流程圖
在塔的操作壓力一定時(shí),進(jìn)料在閃蒸段的汽化量決定于閃蒸段的溫度。提高閃蒸段溫度可增加餾出物產(chǎn)率,即增加了過汽化量。減壓塔的目的是產(chǎn)出減壓重柴油主要用于外送及調(diào)整塔底出口尾油的指標(biāo),而減壓塔閃蒸段溫度是受分餾塔底油的溫度決定的,從而間接受分餾塔進(jìn)料加熱爐調(diào)節(jié),由設(shè)于加熱爐出口的溫控(調(diào)節(jié)燒嘴燃料氣量)控制出口溫度??捎蒙僭S變化閃蒸段溫度來調(diào)節(jié)過汽化量。過汽化量決定減壓塔的側(cè)線抽出和塔底油分離的清晰度。
塔的操作壓力是由減壓抽真空系統(tǒng)來維持。目前塔頂抽真空系統(tǒng)分為兩級(jí),其中一級(jí)為2 個(gè),二級(jí)為2 個(gè),正常投用時(shí)一級(jí)和二級(jí)各投用1 個(gè),投用時(shí)先投用二級(jí)蒸汽、再投用一級(jí)蒸汽,這樣投用后抽真空效果較好,并且在對(duì)減壓塔壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)要緩慢,不要過猛,不要隨便改變設(shè)定值,防止大幅波動(dòng)造成沖塔事故。負(fù)壓操作降低了油品的沸點(diǎn),使沸點(diǎn)較高的油品在較低溫度下氣化,從而將其相互分離,避免在高溫下操作時(shí)結(jié)焦及熱裂化等。這還可以避免減壓系統(tǒng)設(shè)備在高溫下操作。影響減壓真空度的主要原因有:
1)投用抽真空系統(tǒng)前,微開抽真空系統(tǒng)1.0 MPa蒸汽閥,對(duì)蒸汽管道暖管(暖管約20 min),暖管時(shí)打開導(dǎo)淋,當(dāng)抽真空器分水罐前溫度達(dá)到操作溫度(達(dá)到160 ℃以上),壓力達(dá)到操作壓力(達(dá)到0.8 MPa 以上),且發(fā)現(xiàn)導(dǎo)淋排蒸汽都是氣不是水的時(shí)候關(guān)閉導(dǎo)淋閥,投用減壓抽真空分水罐,這樣可有效放置蒸汽帶液,導(dǎo)致壓力低達(dá)不到操作。
2)抽真空在運(yùn)行的過程中,會(huì)有一部分能量以熱能的形式散發(fā),但是它必須通過一些外界因素將其散熱出去,散熱的過程就被稱為冷卻的過程,當(dāng)然,如果產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散發(fā)的話,就會(huì)影響抽真空零部件的性能,甚至造成真空系統(tǒng)的損壞。真空系統(tǒng)發(fā)熱方式存在差異,目前系統(tǒng)運(yùn)行主要靠水冷器對(duì)其進(jìn)行降溫,水冷器并聯(lián)三臺(tái),其中一臺(tái)降溫后可以再一臺(tái)進(jìn)行降溫,從而達(dá)到所需要的溫度指標(biāo),如果水冷器后溫度達(dá)不到快速降溫,這樣也會(huì)影響抽真空系統(tǒng)[2]。
減壓塔頂溫度是減壓塔控制熱平衡的一個(gè)重要手段,也是對(duì)側(cè)線指標(biāo)產(chǎn)品有重要的影響的一個(gè)指標(biāo)。
1)塔頂回流取熱系統(tǒng):減壓塔頂設(shè)有取熱的蒸汽發(fā)生器和空冷器,用以冷凝部分減一線產(chǎn)物。所冷凝的餾分作為塔頂回流送回塔頂?shù)谝淮矊右钥刂扑敎囟?。該塔頂回流決定減一線和減二線之間的切割點(diǎn)。并影響減壓塔頂抽真空系統(tǒng)和減壓塔的真空度。
2)冷回流:回流液的溫度低于泡點(diǎn)溫度,稱為冷回流。
3)熱回流:回流液的溫度處于泡點(diǎn)溫度,稱為熱回流。
4)精餾塔回流既可保證提餾段工作狀態(tài)穩(wěn)定,又可增加理論回流比,因?yàn)榛亓饕哼M(jìn)入提餾段后會(huì)使提餾段上升的蒸汽大量冷凝,提高塔頂產(chǎn)品純度的同時(shí)又可以保證塔頂產(chǎn)品的數(shù)量,但可能會(huì)增加塔釜的熱負(fù)荷,熱量消耗較大。如果產(chǎn)品的附加值高,那么經(jīng)濟(jì)上還是比較合理的,比飽和液體回流劃算的多。
柴油側(cè)線的抽出是液位和柴油產(chǎn)品流量串級(jí)調(diào)節(jié)??梢酝ㄟ^對(duì)流量調(diào)節(jié)器的適當(dāng)重定來改變側(cè)線產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。改變?nèi)我粋?cè)線餾分流率,會(huì)使一個(gè)或更多的其他分餾塔工藝參數(shù)平衡變動(dòng):
1)影響別的側(cè)線餾分產(chǎn)量和產(chǎn)品性質(zhì)變化。
2)影響減壓塔的取熱,改變了塔內(nèi)蒸汽和液體的流通量,將會(huì)改變產(chǎn)品之間的分餾質(zhì)量。
3)影響減壓塔過汽化流量。
為此,需要進(jìn)行操作上的重新調(diào)整來達(dá)到目的,針對(duì)以上的幾個(gè)方面,在操作情況不變的情況下,減壓塔進(jìn)料溫度、真空度、減壓塔取熱的影響均為一定量的波動(dòng)范圍,對(duì)側(cè)線抽出的調(diào)整方面,成為決定減壓塔的尾油品質(zhì)的一個(gè)重要的手段[3]。
要保持穩(wěn)定的操作必須穩(wěn)定進(jìn)料量和進(jìn)料溫度,其次才是側(cè)線及塔底抽出量。只要密切注意塔的側(cè)線抽出,并及時(shí)加以調(diào)節(jié),就能掌握塔的指標(biāo)調(diào)整,因?yàn)槌槌隽康亩嗌儆绊懰乃兄笜?biāo),如果指標(biāo)變化,減壓塔產(chǎn)品就會(huì)跟隨變化,導(dǎo)致產(chǎn)品不合格。如果調(diào)節(jié)不及時(shí),會(huì)嚴(yán)重影響塔的混亂。在這種情況下,通常是先控制塔的穩(wěn)定以及側(cè)線抽出,確保產(chǎn)品質(zhì)量合格。
此項(xiàng)技改通過對(duì)減壓塔尾油外送流程及重柴油外送流程進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整(見圖2),通過重柴油并入減底的尾油流量及減壓塔各側(cè)線的外送量調(diào)整輔助調(diào)整,可將柴油抽出管線、重柴抽出管線和底油管線的抽出進(jìn)行充分利用,根據(jù)尾油指標(biāo)變化調(diào)整重柴油的流量,從而在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)尾油指標(biāo)的調(diào)整,且外送管線上具有調(diào)節(jié)閥組,閥組后增加空冷器及過濾器等裝置,穩(wěn)定尾油抽出后對(duì)裝置的影響程度,保證尾油組分調(diào)整時(shí)系統(tǒng)安全穩(wěn)定,且便于控制,更加安全,且可保證減壓塔底抽出的蠟油品質(zhì)的穩(wěn)定。
圖2 減壓塔尾油技改管線照片
1)減壓塔操作中熱量平衡是比較重要的,需要控制進(jìn)料的量和溫度的比例,為此在進(jìn)料時(shí)控制加熱爐的運(yùn)行比較關(guān)鍵;目前對(duì)于減壓塔的操作主要有減壓塔的進(jìn)料量、減壓塔塔頂壓力、減壓塔塔頂和塔底溫度;目前這四個(gè)量已經(jīng)達(dá)到最優(yōu)的效果,為此需要提高產(chǎn)品的品質(zhì),只能靠側(cè)線的抽出,抽出的溫度會(huì)直接影響產(chǎn)品的指標(biāo),這樣就要對(duì)側(cè)線的抽出有足夠的操控,抽出時(shí)不僅要觀察減壓塔的整體平衡,更要控制抽出后的處理,將抽出后并至減壓塔底,這樣來增加產(chǎn)品的指標(biāo)以及需求量。
2)根據(jù)以上可以看出,在未技改前,將塔的操作已經(jīng)達(dá)到最佳,通過在減壓塔尾油外送管線上增加調(diào)節(jié)閥及改善外送方式的方法后,減壓塔的尾油指標(biāo)可控,實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、多元化產(chǎn)品,同時(shí)此方法也較為簡便,操作方面更加安全[4]。