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延迟焦化分馏塔应用顶循除盐技术降低装置安全风险!

发表时间: 2022-02-06 18:48:33

作者: 炼化及石化下游产业网

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主要内容:随着原油重质化、劣质化程度不断提高,延迟焦化装置原料品质也在相应下降,原料中的盐含量日益增加,在生产运行过程中会造成焦化分馏塔上部塔盘、顶循系统结盐,导致焦化分馏塔出现塔盘效率降低、侧线产品馏程重叠、冷却器管束腐蚀泄漏、顶循泵抽空等问题,影响装置的正常安全运行。结合生产实际问题对焦化分馏塔顶循结盐的原因进行分析,提出了几种处理方法,尤其对新增顶循除盐装置的应用情况进行了详细分析,提出下一步解决措施。

关键词:延迟焦化 分馏塔  结盐  腐蚀  顶循除盐

中国石化塔河炼化有限责任公司常减压—焦化联合装置设计加工新疆塔河重质稠油,常压部分设计处理原油能力为350×104t/a,焦化部分设计处理常压渣油能力为220×104t/a,2010年9月装置正式投产。随着上游原油开采难度加大,原油品质不断下降,盐含量逐渐上升,导致焦化分馏塔出现塔盘效率降低、侧线产品馏程重叠、冷却器管束腐蚀泄漏、顶循泵抽空等问题,尤其在生产运行过程中频繁出现焦化分馏塔结盐问题,主要发生在分馏塔顶部多层塔盘,需要洗塔操作维持正常生产。塔盘结盐及水洗会引发一定程度的腐蚀,随着装置运行到末期,顶循腐蚀问题会表现的更加明显,影响安全生产,如何通过优化改造降低焦化分馏塔顶循系统腐蚀安全风险,是讨论的重点。

1.焦化分馏塔增加顶循除盐装置改造方案

1.1立项理由

塔河原油盐含量逐年升高,目前平均在600mgNaCl/L左右,电脱盐装置不能将其有效脱除,无机盐在一定温度下水解生成HCl,有机氯化物在一定温度下会分解生成HCl,它们与原油中的NH3相结合,在常压塔和分馏塔上部形成氯化铵盐。氯化铵可以在一定条件下以气、固、液3种形态进行相互转化,在330℃左右固态氯化铵会升华为气态,以NH3·HCl形式存在,这种气相物质易溶于水。在常压塔的操作条件下,塔盘上含水的轻组分不断上升,在较低温度下会形成氯化铵盐水溶液,而随着水蒸气不断上升,氯化铵不断提浓,最终沉积在塔盘上或降液管底部,造成分馏效果变差,汽油和柴油馏程重叠严重,造成产品质量不合格,如不及时处理,严重时可造成冲塔甚至淹塔。分馏塔顶循泵会因结盐磨损机封造成泄漏或造成机泵频繁抽空。

通过化验分析分馏塔上部垢样,外观呈黑色,结构致密坚硬,主要成分为焦炭、氯化铵盐、铁锈、固体粉末。柴油能溶解2/3,汽油能溶解2/3,水能少量溶解。分馏塔结盐以后再采用在线水洗的措施,效果不理想。需要严格控制焦炭塔生焦高度,防止泡沫层焦粉带入分馏塔;强化焦化分馏塔蜡油对焦粉的洗涤效果;优化电脱盐操作,降低脱后含盐量。除以上措施外,引入一种能够降低分馏塔顶部物料的氯离子,减缓装置结盐和腐蚀的技术,成为当务之急。

1.2顶循除盐装置流程

为了解决焦化分馏塔顶的结盐和腐蚀问题,2018年9月份,塔河炼化1号焦化装置增上除盐设备,新增除盐设备及相关流程见图2。焦化分馏塔顶循除盐流程见图2。除盐系统从顶循环的最后一组换热器出口后抽出,与除盐水在预萃取器内进行混合,除盐水将循环油中的大部分氯离子转移到水相当中;然后采用液液萃取-旋分聚结器[1]对循环油和水相进行一次和二次分离;经脱除氯离子后的顶循环油返回分馏塔,除盐水进入分馏塔顶冷凝系统进一步洗涤系统中的氯离子,之后经分馏塔顶污油泵循环使用或外排。1.3操作参数脱盐设备运行参数见表1。

2.措施

2.1氯含量分析方法比对

油中氯离子分析方法一般采用库伦法,而油中的硫含量对油中氯的分析影响非常大,塔河炼化焦化分馏塔顶循油中的硫含量较高,对氯含量分析有一定干扰,下一步计划采样交外委分析比对。

2.2优化顶循除盐装置操作

当前顶循除盐装置处理量28t/h,未达到设计负荷,下一步计划将处理量提高到30t/h;另外对比设计,操作温度偏高,操作压力偏低,应进行适当调整;维持注水量1~2t/h的操作,进一步降低顶循油中的氯离子含量。

2.3加强电脱盐操作

优化电脱盐操作参数,筛选针对性破乳剂,适当进行技措改造,降低终脱后盐含量,使氯化镁和氯化钙等无机盐尽量都在电脱盐中去除掉,从而降低顶循油中的氯离子含量,改善分馏塔上部塔盘的结盐状况,减轻腐蚀。

2.4提高分馏塔顶温

根据产品质量指标要求,适当提高分馏塔顶温度和顶循回流温度,尽量提高分馏塔油气分压,从而有效降低分馏塔顶水的分压和沸点,保证分馏塔内不形成液态水。

2.5提高分馏塔注水

适当提高分馏塔顶挥发线注水量,将氯化铵等盐类溶解后带至污水系统,降低分馏塔顶回流返回塔的油相平衡盐含量,缓解分馏塔顶循系统结盐速度。

2.6优化分馏塔在线水洗方案

从冷回流入口补充进分馏塔顶进行洗涤,最好使用除盐水,控制适宜的分馏塔顶温度、柴油抽出温度,既要防止抽出温度过高,由于水的汽化影响洗盐效果,又要防止抽出温度过低,导致侧线带水或泵抽空。

3.结语

由于延迟焦化装置原料盐含量不断升高,导致焦化分馏塔上部塔盘累积氯化铵盐,引发侧线质量不合格和设备腐蚀问题,除采取优化操作及水洗措施外,技术改造增上焦化分馏塔顶循除盐装置,通过一段时间的稳定运行,有效降低了分馏塔顶循环油中的盐含量,从而减缓了设备腐蚀,保证了装置长周期生产。