茂名減粘焦化聯(lián)合工藝

1、減粘-焦化聯(lián)合工藝的工業(yè)應(yīng)用茂名石化煉油化工股份公司煉油廠技術(shù)處肖 雁減粘-焦化聯(lián)合工藝的工業(yè)應(yīng)用肖 雁 馮茂生（茂名石化煉油化工股份公司煉油廠，茂名525011）摘要：茂名石化煉油化工股份有限公司煉油廠采用減粘-焦化聯(lián)合工藝，把減壓渣油經(jīng)減粘裂化后用作延遲焦化原料，有效改善了焦化裝置的操作條件，聯(lián)合工藝輕油收率提高2.30%，焦炭產(chǎn)率降低3.36%。主題詞：減粘裂化 延遲焦化 聯(lián)合工藝 收率1 前言長期以來，以常減壓蒸餾減壓渣油為原料，在高溫下進(jìn)行深度熱裂化和縮合反應(yīng)得到汽油、柴油、蠟油等輕質(zhì)產(chǎn)品的延遲焦化一直是煉油企業(yè)提高輕油收率的重要手段。近年來，受原油硫含量增加和劣質(zhì)化的影響，延遲焦化

2、裝置焦炭產(chǎn)率增大而輕收減少，因爐管結(jié)焦而導(dǎo)致的燒焦周期越來越短，設(shè)備、管線腐蝕問題嚴(yán)重，焦炭也因硫含量超高難以打開銷路。另一方面，重質(zhì)燃料油的需求量越來越少，質(zhì)量要求越來越嚴(yán)格，以生產(chǎn)重質(zhì)燃料油為目的的減粘裂化有逐漸被淘汰的趨勢。茂名石化煉油化工股份有限公司煉油廠采用減粘焦化聯(lián)合工藝，把減壓渣油經(jīng)減粘裂化后再用作延遲焦化原料，使焦化裝置的原料性質(zhì)得到改善，裝置運(yùn)行狀況有了明顯的好轉(zhuǎn)，產(chǎn)品輕油收率提高，焦炭產(chǎn)率下降，裝置運(yùn)行周期延長，減粘裂化裝置也得到了充分的利用。2 實(shí)施前2.1延遲焦化裝置茂名石化延遲焦化裝置建于1971年，原設(shè)計(jì)能力為30×104噸/年，設(shè)計(jì)原料為勝利渣油。經(jīng)過多

3、年的技術(shù)改造，裝置由原單爐雙塔流程改為雙爐四塔流程，處理能力也提高為60×104噸/年。隨著進(jìn)口含硫、高含硫原油比例的逐年增加，已很少加工勝利原油，大慶、西江甚至馬西拉、阿曼等石蠟基原油的減壓渣油已成為重油催化摻煉減壓渣油的寶貴原料，延遲焦化只能大量處理伊朗、沙特、伊拉克等中東原油減壓渣油。表-1列出了近年來茂名石化公司常煉原油減壓渣油的性質(zhì)。由表中數(shù)據(jù)可見，和大慶、勝利等國產(chǎn)原油相比，伊朗、沙特、伊拉克等進(jìn)口原油減壓渣油的顯著特點(diǎn)是硫含量高，密度大，粘度、殘?zhí)看?，這些渣油作為延遲焦化原料的結(jié)果是，焦炭收率高，輕油、液收低少，加熱爐壓降大、爐管結(jié)焦嚴(yán)重、設(shè)備腐蝕加重，裝置處理量降低。

4、1996、1997年焦化裝置多次因爐管結(jié)焦嚴(yán)重，被迫停工燒焦，因腐蝕引起的設(shè)備問題也越來越多。同時(shí)，因硫含量超高，焦炭外銷不暢，焦場爆滿，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。改善焦化原料性質(zhì)，確保焦化裝置安、穩(wěn)、長運(yùn)行成為急需解決的技術(shù)難題。 表-1 茂名石化常煉原油減壓渣油性質(zhì)原油名稱密度g3/cm含硫%殘?zhí)?粘度(100)mm2/s大慶0.92180.196.73121.20勝利0.96541.02810.96西江0.93640.3012.72143.40也門馬西拉1.00361.677.449阿曼0.96101.906.480431.00伊朗拉萬1.0193.5114.076491.40伊朗1.02

5、33.2712.701664伊拉克1.00134.4811.931317.87沙輕1.00103.936.98272.08沙中1.02804.557.712390.63卡塔爾馬瑞恩1.00783.8812.81707.812.2減粘裂化茂名石化煉油廠減粘裂化裝置是一套上流式減粘裂化裝置，處理能力40×104噸/年。常減壓蒸餾來的減壓渣油經(jīng)加熱爐加熱后自下而上依次通過兩個(gè)反應(yīng)塔（反-1、反-2）進(jìn)行輕度裂化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)急冷后進(jìn)入分餾塔，塔頂分離出汽油和瓦斯，塔底粘渣送出裝置。減粘裂化粘渣過去一直用作重質(zhì)燃料油調(diào)和料，近年來因重質(zhì)燃料油需求量越來越少，裝置大部分時(shí)間處于停工待產(chǎn)狀態(tài)，

6、面臨淘汰的命運(yùn)。表2列出了減粘裂化裝置的部分設(shè)計(jì)及實(shí)際生產(chǎn)參數(shù)。由表2可見，減壓渣油經(jīng)過減粘裂化后，不僅可以獲得2.0%左右的汽油，渣油性質(zhì)也有了很大的改變，渣油中輕組分大幅度增加，粘度大幅度降低，密度、殘?zhí)孔冃?，而硫含量變化不大。顯然，經(jīng)減粘裂化后的渣油對延遲焦化是十分有利的，粘度的降低和輕組分的增加有利于降低爐管壓降、減緩爐管結(jié)焦速度，使輕收（汽油、柴油）及液收增加、焦炭產(chǎn)率降低。 表-2減粘裂化裝置部分設(shè)計(jì)及實(shí)際生產(chǎn)參數(shù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)值實(shí)際生產(chǎn)參數(shù)原料名稱勝利減渣混合減渣原料性質(zhì)密度/g/cm3粘度(100)/mm2/s 殘?zhí)?% 含硫/% 餾程 ibp/ 10% 30% 50%減粘渣油性質(zhì)密

7、度/g/cm3粘度(100)/mm2/s 殘?zhí)?% 含硫/% 餾程 ibp/ 10% 30% 50%0.9760929.0413.791.603805215330.9740306.1411.891.632483984144210.9912793.017.762.90>5380.9769135.89主要操作條件 加熱爐總出口溫度/ 反-2頂壓力/mpa 反-2出口溫度/ 分餾塔進(jìn)料溫度/ 分餾塔頂溫度/420-4250.70405270125-1334200.67400285139產(chǎn)品收率氣體/%（重）粗汽油/%（重）減粘渣油/%（重）損失/%（重）1.632.1295.750.501.5

8、02.0995.910.50根據(jù)國內(nèi)、國際原油供應(yīng)形勢及中石化集團(tuán)把茂名建設(shè)成為國內(nèi)最大含硫原油加工基地的決策，希望通過改變原油品種來達(dá)到改善焦化原料的目的是行不通的，對焦化原料進(jìn)行預(yù)處理，把減壓渣油經(jīng)減粘裂化后再作為焦化原料無疑是一條有效途徑。為了改善焦化原料，發(fā)揮減粘裂化裝置的作用，經(jīng)認(rèn)真考證，精心準(zhǔn)備，1998年開始實(shí)施了減粘-焦化聯(lián)合工藝。3 減粘-焦化聯(lián)合工藝的實(shí)施減粘-焦化聯(lián)合工藝實(shí)施前，減粘裂化渣油直接送往渣油罐區(qū)調(diào)重油出廠，為實(shí)施減粘-焦化聯(lián)合工藝，在減粘渣油送罐區(qū)管線和一蒸餾減渣去焦化裝置原料線之間接一跨線，使減壓渣油經(jīng)減粘后可通過跨線轉(zhuǎn)到焦化原料線進(jìn)入焦化裝置(圖1)。由于

9、不打算對焦化加熱爐流程進(jìn)行改造，減粘裂化工藝條件基本保持不變，減粘渣油仍按原流程經(jīng)換熱、冷卻到150左右送焦化裝置。對焦化裝置來說只是改變了原料性質(zhì)，裝置操作條件亦基本保持不變。4 實(shí)施效果實(shí)施減粘-焦化聯(lián)合工藝，把減粘渣油改作焦化原料后，焦化裝置運(yùn)行狀況有了明顯改善，與減壓渣油直接焦化相比，加熱爐輻射進(jìn)料壓力降低，裝置處理能力有所提高，焦炭塔焦層高度明顯下降。爐管結(jié)焦問題大大減輕，兩年多以來，未發(fā)生因爐管結(jié)焦被迫停工事件。但因原料硫含量高，設(shè)備腐蝕及焦炭硫含量問題仍相當(dāng)嚴(yán)重。由于加工原油品種繁多、性質(zhì)差異大，減粘、焦化原料多變，加上目前茂名石化煉油廠減粘裂化裝置和延遲焦化裝置加工能力不配套，

10、焦化裝置除處理減粘渣油外還必需混煉部分減壓渣油，根據(jù)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)難以對減粘-焦化聯(lián)合工藝效果作出準(zhǔn)確評價(jià)。為此，進(jìn)行了減壓渣油直接焦化和減粘-焦化聯(lián)合工藝對比標(biāo)定。5標(biāo)定結(jié)果 為了準(zhǔn)確標(biāo)定聯(lián)合工藝效果，延遲焦化采用單爐雙塔操作，減粘渣油全部進(jìn)焦化裝置，焦化不混煉其它渣油。標(biāo)定側(cè)重于考察實(shí)施減粘-焦化聯(lián)合工藝后產(chǎn)品收率、產(chǎn)品質(zhì)量及操作條件的變化情況。標(biāo)定在減粘裂化、延遲焦化裝置同時(shí)進(jìn)行。5.1原料標(biāo)定采用馬西拉：伊朗=2：1混合原油的減壓渣油，表3列出了該油減壓渣油及減粘渣油性質(zhì)的標(biāo)定分析結(jié)果。分析結(jié)果和實(shí)際生產(chǎn)一致，減壓渣油經(jīng)減粘裂化后粘度大幅度下降，渣油中輕組分含量大大增加，而硫含量基本不變

11、。從表-3可見，該油減壓渣油粘度高達(dá)2065mm2/s,經(jīng)減粘后仍高達(dá)343.64mm2/s,硫含量、殘?zhí)扛?，是一種劣質(zhì)渣油，該油性質(zhì)反映了延遲焦化原料劣質(zhì)化趨勢，用來作標(biāo)定原料具有代表性。表3 減壓渣油和減粘裂化渣油性質(zhì)項(xiàng)目 減壓渣油 減粘渣油餾程（減壓模擬蒸餾）/% ibp200 0 0 200350 0 1.0 350500 0.7 3.3 ibp500 0.7 4.3 ibp538 1.1 5.4 ibp565 1.1 6.2 >565 98.9 93.8粘度（100）/mm2/s 2065.42 343.64飽和烴/% 19.43 23.02芳 烴/% 47.20 39.95膠

12、 質(zhì)/% 26.70 26.99瀝青質(zhì)/% 6.67 10.04含 硫/% 1.90 2.05康氏殘?zhí)?% 25.16 24.19密度（20）/g/cm3 1.0245 1.01215.2 操作條件表4、表5列出了標(biāo)定期間減粘裂化裝置的主要操作條件和焦化裝置減壓渣油直接焦化、減壓渣油減粘焦化的主要操作條件。表4 減粘焦化聯(lián)合工藝減粘裂化裝置主要操作條件 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 爐出口溫度/ 417 反-2出口溫度/ 399 反應(yīng)塔停留時(shí)間/小時(shí) 1.02 反-2壓力/mpa 0.60 塔-2進(jìn)料溫度/ 278 塔-2頂溫度/ 131 渣油出裝置溫度/ 148表5 焦化裝置減粘焦化和直接焦化主要操作參數(shù) 項(xiàng)

13、目 減粘-焦化 直接焦化 爐出口溫度/ 498 498 爐膛溫度/ 790 785 爐排煙溫度/ 198 193 分餾塔頂溫度/ 100 99.3 分餾塔底溫度/ 374 373 油氣溫度/ 410 414 柴油抽出溫度/ 230 231 蠟油抽出溫度/ 361 360 爐對流流量/ m3/h 47 45 爐輻射流量/ m3/h 65 64爐東輻射進(jìn)口壓力/mpa 1.85 1.90爐西輻射進(jìn)口壓力/mpa 2.00 2.03焦層高度/m 16.85 17.50由表2、表4可見，實(shí)施減粘-焦化聯(lián)合工藝，減粘裂化裝置操作條件基本不變。和直接焦化相比，延遲焦化裝置采用減粘渣油后操作情況明顯改善，處

14、理量略有增加，加熱爐輻射進(jìn)料壓力、壓降均有所下降，焦層高度下降了0.65米，焦炭產(chǎn)率降低。這和減粘渣油粘度大幅度下降、輕組份增多有很大關(guān)系。5.3 產(chǎn)品收率根據(jù)延遲焦化裝置標(biāo)定結(jié)果，減粘渣油焦化與減壓渣油直接焦化相比，柴油收率明顯提高，汽油、蠟油等液體產(chǎn)品收率也有所提高，而氣體、焦炭產(chǎn)率則明顯降低。即使以減粘裂化處理量為基準(zhǔn)，減粘-焦化聯(lián)合工藝與減壓渣油直接焦化相比產(chǎn)品收率的變化也是可觀的：氣體產(chǎn)率高0.87個(gè)百分點(diǎn)，輕油收率(汽油柴油)高2.30個(gè)百分點(diǎn),液體產(chǎn)品收率高2.60個(gè)百分點(diǎn)，焦炭產(chǎn)率低3.36個(gè)百分點(diǎn),效果顯著。參數(shù)見表6、表7。 表6 減粘裂化裝置物料平衡項(xiàng)目物料名稱流量t/d

15、收率%進(jìn)料：減壓渣油1049.440100.00出料： 汽油 渣油 氣體 合計(jì)22.0021012.24115.1971049.4402.1096.461.45100.00 表7 延遲焦化裝置產(chǎn)品收率對比表 減壓渣油焦化 減粘渣油焦化 收率對比 項(xiàng)目 t/d 收率% t/d 收率% 情況%進(jìn)料：渣 油 974.841 100 1012.241 100 0.00產(chǎn)品：瓦 斯 65.802 6.75 64.738 6.40 -0.35 汽 油 120.022 12.31 125.831 12.43 0.12 柴 油 298.212 30.59 324.629 32.07 1.48 蠟 油 126.

16、978 13.03 136.641 13.50 0.47 拿 油 50.692 5.20 58.781 5.80 0.60 焦 炭 308.202 31.62 296.560 29.30 -2.32 損 失 4.874 0.50 5.061 0.50 0.00 合 計(jì) 974.841 100 1012.241 100 0.005.4 產(chǎn)品性質(zhì)減粘-焦化聯(lián)合工藝與減壓渣油直接焦化相比，汽油、柴油、蠟油的性質(zhì)沒有發(fā)生明顯的變化;焦炭除了金屬含量降低外，其余性質(zhì)均變差。從產(chǎn)品的硫含量和硫分布情況看，減粘-焦化聯(lián)合工藝氣體硫化氫含量約比直接焦化低2%左右，而液體產(chǎn)品和焦炭的硫含量卻有所增加，這說明經(jīng)減

17、粘裂化后，硫分布更加偏向重質(zhì)產(chǎn)品。減粘-焦化聯(lián)合工藝不能降低焦化原料和產(chǎn)品的硫含量，實(shí)施減粘-焦化聯(lián)合工藝后仍應(yīng)加強(qiáng)焦化裝置重質(zhì)油品高溫部位設(shè)備、管線的防腐。焦化產(chǎn)品性質(zhì)分析結(jié)果見表8、表9。 表8 減粘-焦化與直接焦化產(chǎn)品性質(zhì)比較_ 減壓渣油直接焦化 減粘-焦化聯(lián)合工藝項(xiàng)目 汽油 柴油 蠟油 汽油 柴油 蠟油_餾程/ hk 55 162 241 54 162 207 50% 114 273 422 118 274 415 95% 157 350 497 170 353 478含硫/% 0.39 1.10 1.36 0.45 1.28 1.38硫醇/ppm 18 19總氮/ppm 67.6 1

18、248 3690 75.6 997.0堿氮/ppm 61.4 56.41 密度/g/cm3 0.7242 0.8544 0.9188 0.7262 0.8477 0.9212反應(yīng) 中性 中性 中性 中性 腐蝕（銅片） 4a 3b 3b 3b_ 表9 減粘-焦化與直接焦化炭性質(zhì)比 項(xiàng)目 減壓渣油直接焦化 減粘-焦化聯(lián)合工藝硫含量/% 2.31 2.76揮發(fā)份/% 6.52 7.50灰 份/% 0.08 0.12金屬含量/ppmfe 67.1 21.00ni 109.5 105.70 cu 4.2 3.5v 258.6 184.9 ca 12.2 9.2na 18.1 10.46 經(jīng)濟(jì)效益分析焦化

19、汽油、柴油作加氫精制原料，蠟油、拿油作fccu原料，減粘-焦化聯(lián)合工藝的經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算見表10。由表10可見，實(shí)施減粘-焦化聯(lián)合工藝經(jīng)濟(jì)效益身份顯著，每加工1噸渣油，減粘-焦化聯(lián)合工藝比減壓渣渣油直接焦化多創(chuàng)效益22.99元人民幣。表10 實(shí)施減粘-焦化聯(lián)合工藝經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算項(xiàng)目單價(jià)減壓渣油直接焦化減粘-焦化聯(lián)合物料名稱元/噸 流量 t/d 價(jià)值 元/天 流量 t/d價(jià)值元/天入方： 渣油800974.841779872.81049.44839552出方：瓦斯汽油柴油蠟油拿油焦炭損失合計(jì)加工費(fèi)用8001850180085080030065.802120.022298.212126.97850.69

20、2308.2024.874974.84152641.6222040.7536781.6107931.340553.692460.601052409.425102.279.935147.833324.629136.64158.781296.5605.0611049.446394827349158433211614547024.8889680117390843856.1加工效益 元/噸 253.82 276.81直接焦化單位加工費(fèi)25.75元/噸，減粘-焦化單位加工費(fèi)41.79元/噸7 結(jié)論（1）減粘裂化可以大大降低減壓渣油粘度，增加渣油中輕組分含量，采用減粘-焦化聯(lián)合工藝可以改善延遲焦化裝置運(yùn)行

21、狀況，提高裝置處理量、延長裝置運(yùn)轉(zhuǎn)周期。（2）采用減粘-焦化聯(lián)合工藝可明顯提高延遲焦化輕收、液收，降低焦炭產(chǎn)率，獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。（3）減粘-焦化聯(lián)合工藝不能改善焦化裝置液體產(chǎn)品及焦炭產(chǎn)品性質(zhì)，不能降低焦化原料及產(chǎn)品硫含量，加工含硫、高硫油時(shí)應(yīng)加強(qiáng)重質(zhì)油品高溫部位的防腐，必要時(shí)采取材質(zhì)升級措施。（4）實(shí)際生產(chǎn)中，因處理能力不配套，茂名石化煉油廠采用的還不是完全意義上的減粘-焦化聯(lián)合，今后應(yīng)通過技術(shù)改造，提高減粘裝置處理能力，使之和焦化匹配;另一方面，可以考慮減粘渣油不經(jīng)冷卻直接進(jìn)焦化，把節(jié)省下來的加熱爐傳熱面積用來發(fā)生蒸汽，以降低能耗，實(shí)現(xiàn)真正聯(lián)合。industrial application of visbreaking&delayed cokingcombination processxiao yan, feng maosheng(maoming petrochemical company,maoming 525011)abstract the combination process of visbreaking&delayed coking was carried out in maoi