化分馏塔结盐分析及对策
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194随着催化裂化原料重质化、劣质化,重油催化裂化装置两个通病愈发明显,其中一个就是分馏系统的结盐现象,它严重危害分馏的操作,结盐主要出现在分馏塔中上部,尤其是分馏塔顶循系统、塔上部塔板和塔顶油气至油气水分离罐管线,影响装置正常生产及长周期运行。
1 分馏塔结盐现象1.1 塔顶循系统管线结盐腐蚀装置在运行过程中顶循系统频繁出问题(管线减薄腐蚀泄露),影响到催化裂化装置的正常生产。
1.2 顶循备用泵出现盘不动车的现象在装置运行过程中,顶循备用泵在盘车过程中间断性出现轻重不均或盘不动车的现象。
经过对泵壳内的块状结晶体取样分析,发现结晶体的主要成分为氯化铵。
1.3 分馏塔顶油气管线和塔顶油气空冷管束出现不同程度腐蚀泄漏在2017年,2018年分馏塔塔顶油气总管线和塔顶油气空冷便出现了不同程度的泄漏,其泄漏位置主要集中在管线底部、空冷翅片管和空冷入口弯头,通过对空冷管线内壁黑色附作物进行取样化验发现黑色附作物主要是氧化铁和氯化铵。
2 分馏塔结盐的危害分馏塔结盐主要集中的中上部,若结盐严重会造成塔盘堵塞、设备磨损和管线减薄等,甚至破坏分馏工况造成经济损失。
主要影响如下:(1)分馏塔顶的温度调节控制不灵活,容易出现波动。
(2)结盐会造成塔板堵塞,降低塔板分离效果。
(3)顶循环回流泵泵壳内结盐,导致备用泵处于不备用的状态。
(4)结晶析出的大颗粒盐在高速流动过程中会磨损沿线的管道,使管道出现大幅减薄。
3 分馏塔结盐原因分析分馏塔结盐主要分两步:(一)NH 3、HCl的生成;(二)铵盐的形成与积聚。
3.1 NH 3、HCl的生成NH 3: 催化裂化反应过程中,原料中一部分氨氮化合物附着在催化剂表面通过物理或化学反应作用发生加氢反应生成氰化物,进而裂解反应生成NH 3②。
催化裂化装置原料中的R-NH 2等化合物,在有三氧化二铝的催化剂和730℃高温作用下,部分化合物发生水解反应生成NH 3。
HCl:原油经过一次加工后,氯盐主要存在于高馏分产物-常压渣油中,一次加工过程也可以理解为对氯盐的浓缩过程。
重油催化装置分馏塔结盐分析及处置摘要:分馏塔结盐是影响催化裂化装置长周期运行的重要因素。
结合分馏塔结盐的现象及原因,分析某重油催化裂化装置分馏塔洗盐操作过程,并对洗盐过程中出现的问题进行总结,提出有效预防措施。
关键词:催化裂化分馏塔结盐洗盐一、结盐的原因在催化裂化反应中,原料油中的无机氯盐和有机氯化物发生吸热水解或热分解反应,生成HCl;而原料中的氮化物则会生成NH3。
在分馏塔内,携带气态NH3、HCl的反应油气在上升过程中温度逐渐降低,当温度降至330℃(1)左右时,NH3和HCl可生成NH4CI,继续以细小颗粒随油气不断上升。
当温度降低至140℃左右时,油气中NH4CI则会结晶析出进入液相,随塔内液相回流至下层塔盘。
由于NH4CI水溶液的沸点高于水的沸点,分馏塔下部温度升高,在向下流的过程中,水逐渐汽化,最后铵盐在塔盘上聚集或被塔内回流带到下层塔盘。
随着时间的推移,顶循环段和柴油段塔盘、降液管、受液盘处,以及机泵和换热器的低流速死区便会有铵盐的晶体聚集,盐层加厚而阻碍塔内液体的流动,进而降低气液相传质传热效率,导致塔顶温度控制不住而冲塔(2)。
沉积在降液管底部的盐层使降液管底部高度减小,压力降增加,最终导致液泛、淹塔。
二、结盐的现象2022年8月以来,由于成品油销售不畅,装置被迫低负荷生产,因此分馏塔顶部温度控制较低,使得分馏塔处于结盐的边缘运行,此时极易造成结盐。
(1)9月24日,分馏塔28~32层塔盘压降5.19KPa(上涨至9.76KPa),并持续上涨,分析认为是分馏塔顶循抽出口至塔顶位置的结盐有加剧趋势;(2)25日轻柴油馏出温度已升高5℃,馏出量明显减少且大幅波动,21~28层塔盘压降开始出现缓慢升高趋势,在提高分馏塔冷回流降低塔顶温度的情况下,柴油出装量没有增加,可见此时柴油抽出口至顶循抽出口塔段已出现部分结盐,致使柴油馏出不畅。
(3)分析汽油及柴油馏程,发现粗汽油终馏点共出现5次不合格,分馏塔结盐使轻柴油馏分得不到充分精馏便随粗汽油组分进入粗汽油罐,致使塔顶馏出中油气夹带柴油馏分,最终产品不合格影响正常生产操作。
收稿日期:2008-11-29作者简介:尚立蔚(1976-),男,甘肃景泰人,工程师,工学学士,从事压力容器和塔内件的设计、研究工作。
文章编号:1000-7466(2009)03-0104-02焦化分馏塔塔顶结盐分析及对策尚立蔚,谢培军,于勇斌,舒建军(甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司,甘肃兰州 730070)摘要:阐述了延迟焦化装置焦化分馏塔塔顶结盐的现象,并分析了结盐的原因,提出了一些处理方案和相应的预防措施。
关键词:分馏塔;延迟焦化装置;结盐;原因;措施中图分类号:TE 962 文献标志码:BAnalysis of Salt Coagulation in C atalytic Fractionating C olumn Top and the MeasuresSHANG Li -wei ,XIE Pei -jun ,YU Yong -bin ,SHU Jian -jun (Lanpec Techno logies Limited ,Lanzhou 730070,China )A bstract :Phenomena of salt co ag ulation in cataly tic fractio nating co lum n w ere expounded andthe reaso n o f salt coagulation w as analy zed .The scheme o f treating process w as presented ,the co rrespo nding preventing measures we re set do w n .Key words :fractionato r ;delayed coke r ;salt coagulation ;cause ;measure 随着炼油厂原料的日益重质化,为了获取更高的轻质油收率和经济效益,炼油厂重油加工的主要装置———延迟焦化装置的作用日趋重要。
分馏塔结盐水洗一、分馏塔顶循结盐的原因分析催化原料中的盐类在国内目前的电脱盐水平不可能全部脱除,特别是有机氯化物和氮化物更是不可能彻底清除,这是分馏塔顶循结盐的内在因素。
催化原料中N 、Cl 、H 、O等原子在高温环境下反应生成N2 、NH3 、O2 等产物,有机氯化物和无机氯化物发生吸热水解反应,分解产生HCl,焦碳塔的油气将水解的HCl迅速带走,使得水解反应不断进行,从而产生大量的HCl。
反应方程式如下:MClx (固) + X H2O (汽)→M(OH)X(固)+ X HCL(气)在分馏塔内,HCl 和NH3 在337.8下结合生成NH4Cl,反应方程式如下: NH3(气)+ HCl(气)→ NH4Cl(气)NH4Cl以极小的颗粒形式被携带至上部塔盘,当温度降至140度以下时,NH4Cl 失水缩合后结晶析出,成为一种粘性很强的半流体,与铁锈等一起沉积在塔盘、降液管、受液槽、抽出口等介质的流速偏低的位置,从而造成回流中断。
二、现象1、顶循回流量波动2、顶循泵抽空,切换泵同样抽空3、结盐严重分馏塔压降升高4、结盐严重粗汽油在正常顶温下终馏点不合格,需要加大冷回流控制5、取顶循油样,杂质多三、洗塔准备工作:1、引除盐水至P-210B入口前。
2、切除稳汽-除盐水换热器(关闭除盐水入口阀,打开跨线阀)若除盐水温度高继续切除相关换热器。
3、打通粗汽、稳汽和柴油不合格外送流程(备用)。
4、接新鲜水线至顶循泵备用泵入口排凝处5、联系稳定岗位分馏塔准备洗塔,降粗汽至吸收塔流量6、机组岗位注意富气量和喘振点位置。
(由于冷回流量徒增,短时间富气量增加,冷回流量平稳后富气量慢慢降下来)。
7、反应注意系统压力,及时联系机组岗位调节洗塔步骤1、用粗气泵出口冷回流闸阀控制冷回流返塔量:缓慢关粗汽泵出口冷回流闸阀,同时缓慢全开冷回流调节阀和调节阀副线阀,以此控制塔顶温度不大于1032、启酸性水泵(洗塔泵),将除盐水打入冷回流限量闸阀后,用酸性水泵出口阀控制除盐水流量(6—8t/h),注水时要缓慢,用水量和冷回流量控制塔顶温度100度以下(95℃,防止顶压波动)。
分馏塔结盐原因及处理探讨摘要:催化原料中包含的化学元素比较多,氮和氯在高温条件下会产生反应,高温会促使HCl气体往外溢出,通过与催化原料中的化学元素进行反应,会在分馏塔内部产生一种化学气体,当分馏塔中的油气不断增加,会逐渐降低其温度系数,在低温环境下容易产生化学晶体,晶体的积累会堵塞降流管道,使得分馏塔液层加厚,使得分馏效果不理想。
基于此,本文对分馏塔结盐原因和相关处理措施进行了一个较为详细的说明。
关键词:分馏塔;结盐原因;处理探讨引言:受中原油田开发进度的影响,不少采油厂都采用非常规的生产方法,这就使得生产方式得到了一个巨大的调整,改变了原料的整体性质,对于设备的调整也比较大,从原来的细化处理变为了整体处理,对于催化装置也有了更高的运行要求。
要根据采油厂实际情况设计合理的生产方案,在管道进料口增设四个喷嘴,以同轴串联的方式实现再生工艺,受工艺因素和原理因素的影响,分馏塔结盐问题比较突出,这就对装置的生产效率造成了一定程度上的影响。
一、分馏塔结盐的原因分析温度变化对分馏塔的影响比较大,在特定反应条件下,分馏塔中的无机化合物和有机化合物会通过热效应发生水解反应,在这个水解过程中会产生一种叫氯化氢的物质,在后续反应中,该物质会被逐渐排出,使得水解反应有一个连续性的过程,排出的氯化氢会不断积累,如果没有及时处理,就会影响分馏塔的运行效率,除此之外,催化裂化装置受外界因素影响比较大,在减压渣油提炼这方面较为精细,所以装置中包含的原料盐分较高。
因为原油的组成成分有很多种,再加上氯化氢具有极强的渗透性,所以分馏原油和渣油中或多或少都存在一部分的氯化氢物质,当原料油流入提炼管道后,通过高温的催化作用力使得原油发生汽化反应,一部分物质生成氨,催化剂被置入反应容器中,会将部分氨气带出反应容器,原料油在化学反应的作用下,会生成一定量的氢气,氢气也是一种活跃成分,在高温条件下通过与其他催化剂作用转化为氨,氯化氢在超过一定温度时会与氨发生反应,生成一种叫氯化氨的物质,而随着温度的递增,氯化氨又会再次分解,分解成原来的两种物质。
03 焦化分馏塔结盐的处理袁存昱张海莹(中国石化胜利油田有限公司石油化工总厂山东东营257109)摘要:随着炼厂原料的日益重质化,为了猎取更高的轻质油收率和经济效益,延迟焦化装置作为炼厂重油加工的要紧装置,其地位日趋重要。
如何保证延迟焦化装置的安、稳、长周期运行也成为炼厂的重点技术课题。
本文结合中国石化胜利油田有限公司石油化工总厂40万吨/年延迟焦化装置分馏塔内部结盐的现状,对分馏塔结盐的缘故进行了剖析,提出了解决分馏塔结盐的几种有效处理方法。
关键词:延迟焦化分馏塔结盐处理1 前言中国石化胜利油田石化总厂40万吨/年延迟焦化装置由中石化北京院设计,始建于1991年3月,1996年12月实现一次投料试产成功,20 03年完成了装置工程改造,延迟焦化装置在国内较早采纳了先进的可灵活调剂循环比新工艺流程,同时调整了部分分馏换热流程,并将加热炉辐射进料改造为“下进中出”流程。
自2003年10月改造投产以来,轻质油收率保持在50%左右。
产生了良好的经济效益。
由于焦化原料中含有较多的氮化物和氯盐,以及采油过程中添加的采油助剂,再加上常减压装置脱盐成效不稳固等缘故,易在分馏塔上部显现结盐现象,给分馏塔安全平稳操作及装置长周期运行带来较大的困难。
2 分馏塔专门现象2003年10月,装置改造后开车成功。
2004年5月开始,焦化分馏塔顶循环量波动较大,顶循泵经常间断性抽空,造成顶循泵损坏,被迫停掉顶循泵抢修,开两台汽油泵一台打冷回流,一台外送粗汽油。
7月份开始,柴油集油箱液面极其不稳,有时坚持在7%左右,有时急剧升高到溢流,造成中段温度由305℃以上降到220℃左右,致使柴油外送量在2t~26t左右来回调整。
分馏塔上部温度、压力大幅度频繁变化,经多方调整无法复原,严峻阻碍到了分馏塔的正常操作,装置只能低处理量生产。
从表1~3中能够看出,由于顶循泵抽空,采纳冷回流操作,分馏塔上部分馏成效变差,致使汽油、轻柴油馏程严峻重叠,汽油质量无法保证。
焦化分馏塔顶部结盐的原因及防治措施林健谢崇亮范海玲颜峰中国石油工程建设公司华东设计分公司,青岛,266071摘要:分析了延迟焦化分馏塔顶部结盐的机理、原因和危害,详细介绍了目前国内外就分馏塔顶部结盐问题所采取的各种预防和处理措施。
对今后延迟焦化工艺流程的设计,以及焦化装置日常生产操作起到了一定的指导作用。
关键词:延迟焦化分馏塔结盐焦化装置加工原料大多是来自常减压蒸馏装置的渣油,还有其他劣质重油、污油、油浆等,这些原料一般含有较多N、S及无机盐及其他机械杂质。
由于常减压装置的原油电脱盐不彻底或油田在原油开采过程中使用助剂,会使焦化原料含有较多的氮化物等成分,由此造成延迟焦化装置生产过程中在分馏塔顶部及塔顶冷却器等部位结盐(结垢)。
由于原料性质的不断变化,分馏塔顶系统结盐现象逐渐成为一个普遍存在的问题。
针对分馏塔顶系统结盐问题分析其形成原因和对装置操作的影响,并提出相应的预防和处理的措施。
1.结盐产生的原因及危害分馏塔顶结盐主要是由于焦化原料携带的氮化合物在焦炭塔内反应时生成无机物NH3,NH3与Cl-反应生成极易溶于水的NH4Cl。
在分馏塔的下部因为温度高,NH4Cl分解为NH3和HCl,以气相形式存在。
但在随油气上升至塔顶的过程中,随着温度逐渐降低会重新生成NH4Cl晶体颗粒。
若分馏塔顶部操作温度较低,会产生部分凝结水,细小的NH4CL颗粒就会溶解在低温水相中,内回流至下面的塔盘,随着温度升高液态水又会慢慢汽化,如此在塔顶几层塔盘之间作冷凝和汽化循环。
在向下内回流过程中,NH4CL逐步失水并浓缩,最终成为一种粘度很大的半流体。
这种半流体与铁锈、焦炭粉末等混合在一起沉积于塔盘、塔顶回流线、降液管、受液盘处,积累到一定程度就会阻碍液体的流动,堵塞塔盘上的开孔,从而导致分馏塔压降逐渐增大,气液接触减少,塔板效率下降,塔顶气相负荷较大,破坏了分馏塔的正常操作。
严重时还会发生冲塔等事故,对富气压缩机安全运行造成危害。
一、分馏塔顶循结盐的原因分析焦化原料中的盐类在国内目前的电脱盐水平不可能全部脱除,特别是有机氯化物和氮化物更是不可能彻底清除,这是分馏塔顶循结盐的内在因素。
焦化原料中N 、Cl 、H 、O等原子在焦碳塔内的高温环境下反应生成N2 、NH3 、O2 等产物,有机氯化物和无机氯化物发生吸热水解反应,分解产生HCl,焦碳塔的油气将水解的HCl迅速带走,使得水解反应不断进行,从而产生大量的HCl。
反应方程式如下:MClx (固) + X H2O (汽)→M(OH)X(固)+ X HCL(气)在分馏塔内,HCl 和NH3 在337.8下结合生成NH4Cl,反应方程式如下:NH3(气)+ HCl(气)→ NH4Cl(气)NH4Cl以极小的颗粒形式被携带至上部塔盘,当温度降至140度以下时,NH4Cl失水缩合后结晶析出,成为一种粘性很强的半流体,与焦粉、铁锈等一起沉积在塔盘、降液管、受液槽、抽出口等介质的流速偏低的位置,从而造成回流中断。
二、分馏塔顶循结盐处理(采用蒸汽吹扫,附图1)结合***炼化分公司焦化装置实际生产,逐渐摸索出对顶循结盐处理的有效方法:1、将冷-3空冷逐组单独切换、吹扫到冷2,进汽油罐容-2。
2、当冷-3空冷确认吹扫畅通后,将分馏塔顶冷却器冷-1风机全部投用,必要时用冷-2水冷调控冷后温度,保证分馏塔在处理过程中不超温不超压。
3、停塔顶循环泵出入口阀关死,同时调节冷回流,控制塔顶温度维持生产冷-3空冷风机全部停运。
4、关死顶循塔壁抽出阀,空冷-3入口阀留一线其它都关死,泵出入口关死,打开顶循泵-6出入口连通线,改好流程吹扫顶循空冷及管线,走顶循流控付线返回分馏塔。
当泵连通线阀温度上升到80℃左右时,关闭连通线阀,过两三分钟快速打开一次连通线阀,开关3至5次;检查空冷出入口管箱及管线是否畅通,没有死角。
5、确认空冷及管线畅通后,停扫线汽;吹扫过程中冷回流不停,内外操加强联系控制好塔顶温度及压力。
原油含盐中NaCl约占75%,蒸馏后盐类大多留在重馏分油和渣油中。
反应过程中,原料油中的氮约有5%转化为氨。
分馏塔中上部结盐的种类主要是NH4Cl,其氯离子来源于原料中有机氯(R-Cl)和无机氯盐(CaCl2、MgCl2、NaCl)高温水解生成的HCl,NH4+离子来源于原料中氮化物反应生成的NH3。
当分馏塔顶温低于塔顶水分压下的沸点时,塔内上部就会出现冷凝水,与油气中的NH3和HCL结合生成NH4CL溶液,其沸点高于水,在较低的温度下逐步下流、提浓、析出结晶、沉淀,附着在塔板和降液板等处,不断积累,使局部堵塞,导致液体下流阻力增加,降液管液面上涨直至液泛,随着塔盘液层厚度增加,导致气相带液量增加甚至冲塔。
原因:原料油性质变重,含氯盐、含氮量增加。
现象:1) 柴油抽出板至塔顶压力降上升,导致反应器压力上升。
2) 柴油馏出温度升高,汽提塔液面大幅波动,柴油出装量大幅波动,严重时无柴油馏出。
3) 塔顶温度升高,D-201液面迅速上升,粗汽油质量变重。
从我们装置分馏塔顶几次结盐的经验看主要有4点现象:1.顶回流泵抽空频繁,处理正常后维持不了多长时间又会抽。
2.粗汽油、稳汽干点超上限较多,用三通调节阀、回流量调节效果不好。
3.由于精馏的精确度变差,汽油、柴油出现严重的重叠现象,致使柴油的闪点会偏高。
4.结盐严重时,柴油抽不出来,柴油泵运行时还会出现振动较大的现象。
1)分馏塔顶温难以控制,温度波动幅度较大,分馏塔有冲塔迹象,粗汽油干点升高,颜色发黑;(2)柴油集油箱液位波动幅度及频率大,柴油抽出量不稳,部分柴油组分冲至塔顶;(3)顶循抽出温度与塔顶温度之差逐渐变小,甚至温差为零,顶部塔盘失去分馏作用;(4)分馏塔压力降增加,尤其是柴油集油箱到分馏塔顶间的压力降增加。
处理:1) 加强原油脱盐,适当降低装臵掺渣比,减少原料含氮量。
2) 控制相对高的分馏塔顶温度或油气分压。
3) 也可采用分馏有水操作法,即压低顶温,使顶循系统少量含水。
1、老焦化分馏塔顶结盐处理方案讨论:确定处理方案(初步设想是塔顶水洗,顶循抽出开路),讨论方案可行性及处理时间。
1.1顶循结盐原因分析:分析顶循系统结盐的主要原因为:炉子和焦炭塔满负荷运行,在焦炭塔气速和焦高均很高的情况,被焦炭塔顶油气带入分馏塔的焦粉、污泥增加,原料组分中氮元素在分馏塔以铵盐形式存在,03年6月份到9月份期间,装置二炉四塔生产,炉子和焦炭塔满负荷运行在塔顶低温、含水、比塔下部相对低的气速条件下,焦粉、污泥以及析出的铵盐等固体粘结在塔盘浮阀上,降液槽内,顶循泵入口管壁,导致顶循泵抽空,分馏塔上部操作弹性降低。
1.2顶循处理设想:●在汽油冷回流控制阀组后,接入新鲜水或除氧水(是否可考虑再次用富气洗涤水富气洗涤水流量在4-6t/h,而且为酸性),控制水的流量在5t/h。
和冷回流一起注入分馏塔塔顶。
,开大顶循分流至V102的阀门,流量也控制5t/h左右。
根据汽油干点控制情况,逐渐开大冷回流数值。
●跟踪关注分馏塔顶循抽出温度和塔顶温度变化,顶循是否晃量。
1.3 如果不能解决问题,停用顶循系统,用除氧水处理。
处理方案如下一、对外联系●联系调度,适当降低加工量,并贯通轻污油线。
●当含硫污水波动较大时,联系污水气提做好准备。
●联系生产处及机动处相关人员,到现场指导服务。
二、操作步骤1.核对各相关压力、液位及温度,确保这些仪表准确,确认粗汽油及顶循备用泵完好。
2.确认分馏塔顶安全阀跳出去低压瓦斯线畅通。
3.外操人员对V203,V204,及V202进行脱液。
4.内操人员降低V102液位和V102界位,V102液位和界位均控制在30%—50%。
5.停顶循泵,控制分馏塔顶温度≯175℃。
调整柴油上回流,适当提高柴油下回流及中段回流。
6.根据蜡油过滤器负荷,当蜡油量增加到30t/h时,及时分流部分蜡油出装置。
7.投用空冷AC101/1~4,视冷后温度,适当开大WC101/1~4循环水阀,控制进V102温度在35℃左右。
一、分馏塔结盐现象:(1)塔顶及侧线温度波动,塔顶温度调整不灵活。
(2)塔顶循环回流泵的抽空次数显著增加。
(3)塔压降增大,塔顶压力呈“锯齿”状波动且常规突变。
(4)分馏效果差,产品质量波动,汽油、轻柴油重叠严重,产品质量不合格或塔顶黑油。
轻柴油闪点不合格,用塔底汽提也无法调整。
当用回流调节时,又会出现汽油干点不合格的情况。
(5)严重结盐时,轻柴油无法抽出。
上述现象可作为判断分馏塔结盐的依据。
当然,在发生冷换设备(如稳定塔底或解析塔底重沸器)泄露,分馏塔有关塔板吹翻等设备事故时,也有可能伴随出现上述现象。
如不是设备问题,便应当当做结盐处理。
二、结盐过程从塔内的盐块和洗塔排水的离子分析都说明了结盐的主要成分是NH4Cl,那么NH4Cl 是如何生成并在塔内沉积的呢?在催化裂化反应中,原料油脱盐不好,反应进料中的有机氮化物可发生分解反应生成氨。
原料中的有机氯和无机氯可发生分解反应生成HCl,NaCl,CaCl2,MgCl2等,遇到环境的水或结晶水发生水解反应生成HCl。
NH3和HCl则生成NH4Cl。
NH4Cl的分解温度是337.8℃,只要低于这个温度就有NH4Cl存在。
分馏塔顶部温度较低,塔顶循环回流烦他温度约为85℃,低于水蒸气的露点温度(水蒸气分压在0.035~0.050MPa时,水蒸气漏电温度在105~110℃之间),塔顶循环回流在下流的过程中由于传热的不均匀性,肯定有液相水出现,水迅速溶解气相中的NH4Cl颗粒而成为NH4Cl水溶液。
在下流动的过程中,随着温度的升高,NH4Cl水溶液失水浓缩而成为一种粘性很强的半流体,于铁锈、催化剂粉末一起沉积附着在塔板及降液管处,堵塞降液管,使回流中断,造成冲塔。
三、水洗步骤(1)降低新鲜进料及油浆进料。
新鲜进料以能维持操作为准,由油浆外甩量来控制分馏塔底的液位。
(2)冷回流控制塔顶温度90~95℃,逐步停止塔顶循环回流。
粗汽油改走轻污油罐。
(3)若洗塔过程中出现大幅波动,吸收稳定系统改三塔循环,停再吸收塔。
浅析分馏塔顶循结盐原因及措施发表时间:2020-10-19T02:24:01.705Z 来源:《现代电信科技》2020年第7期作者:丁雪[导读] 随着延迟焦化装置原料的重质化、劣质化趋势增加,原料中的盐含量、氮含量越来越高,导致分馏塔顶部塔盘、顶循系统结盐严重,结盐后分馏塔压降增大、汽油干点升高、分馏塔系统操作异常。
(中国石化塔河炼化公司新疆库车 842000)摘要:随着延迟焦化装置原料的重质化、劣质化趋势增加,原料中的盐含量、氮含量越来越高,导致分馏塔顶部塔盘、顶循系统结盐严重,结盐后分馏塔压降增大、汽油干点升高、分馏塔系统操作异常。
本文介绍塔河炼化公司2#延迟焦化装置分馏塔顶循结盐原因及预防措施,包括降温水洗和增设分馏塔顶循在线除盐设备等方式来降低顶循系统结盐速率,达到装置安全平稳运行的效果。
关键词:分馏塔;顶循;结盐;水洗1延迟焦化装置背景及现状塔河炼化公司2#常压焦化装置设计加工塔河劣质稠油,设计规模为350万t/a,始建成于2009年9月,于2010年9月投料开车成功,采用原油经常减压蒸馏后的常底渣油进焦化装置进行加工的大循环比工艺流程,在装置运行过程中分馏塔顶循系统结盐是焦化装置平稳生产遇到的主要问题之一。
2#延迟焦化装置于2017年10月进行分馏塔顶循系统水洗,水洗前分馏塔顶压力较高,分馏系统顶部结盐严重,从顶循管线排空检查发现有白色盐类组分;分馏塔在操作中波动较大,特别在焦炭塔换塔后分馏塔上部负荷较低,易造成顶循泵频繁抽空,严重影响了装置的平稳生产。
就目前装置的现状,2#延迟焦化装置采取装置定期水洗以及增设在线除盐系统等方式解决顶循结盐问题。
2分馏塔顶循结盐原因及机理2.1 分馏塔顶循结盐原因分析塔河稠油密度、硫、氮、氮、盐含量变化趋势:从近几年塔河稠油评价中可以看到原油中的密度、硫、盐、氮、氯含量近年来居高不下,造成电脱盐脱盐不彻底;虽然原油经过了电脱盐的预处理,但无法脱除其中的有机氯化物,无机氯化物的脱除也不完全。
化分馏塔结盐分析及对策
【摘要】随着炼油厂原料的日益重质化,原油结构的劣质化,原油中所含为s、n等元素增多,即加大了电脱盐装置的处理难度,又对下游装置平稳长周期运行增添了许多风险,为了获取更高的轻质油收率和经济效益,延迟焦化装置作为炼厂重油加工的主要装置,其地位日趋重要。
如何保证延迟焦化装置的安、稳、长周期运行也成为炼厂的重点技术课题。
本文结合玉门炼化总厂延迟焦化装置生产波动及分馏塔内部结盐的现状,对分馏塔结盐的原因进行了分析,提出了解决分馏塔结盐的适用方法。
【关键词】原油劣质化延迟焦化结盐
1 前言
严格执行现场巡回检查制度,加强关键、要害部位的运行监控,加大装置对辐射进出口管线、转油线、热油泵房等高温部位的监控检查力度,严格执行冬季安全生产要求和操作规程,防止冻凝管线,及时发现和处置异常情况,认真执行设备运行维护制度,加强设备基础管理,保证设备本质安全。
车间采取有力措施保障了装置安全生产,但是在最近两个月出现了操作平稳率和产品质量波动。
2 塔内部结盐的原理及波动原因
受常减压装置电脱盐不彻底或油田在原油开采过程中使用助剂
等原因的影响,以及我装置回炼污油代替蜡油做急冷油使用,致使焦化原料中含有较多的氮化合物等成分,由此在延迟焦化装置生产过程中在分馏塔及塔顶冷却器等部位结盐(结垢),导致分馏系统
工艺操作困难。
延迟焦化原料携带的氮化合物在焦炭塔反应过程中,会生成n2、nh3、h2s、hcl和o2等产物。
nh3与hcl反应生成nh4cl。
氯化铵极易溶于水,在分馏塔的下部,nh4cl分解为nh3和hcl,遇冷后则重新生成nh4cl颗粒。
细小的nh4cl颗粒在分馏塔的上部,可溶解在局部低温水相中,在随内回流下降的过程中,温度逐步升高,nh4cl逐步失水而浓缩成为一种粘度很大的半流体。
这种半流体与铁锈、焦炭粉末等混合在一起沉积于塔盘、塔顶回流线、降液管、汽油线、受液盘处,积累到一定程度就会阻碍液体的流动,堵塞塔盘上的孔,导致分馏塔压降逐渐增大,破坏了分馏塔的正常操作。
阻碍液体的流动后,分馏塔压降逐渐增大,气液接触减少,塔板效率下降,塔顶气相负荷较大,因分馏精度下降造成顶循抽出组分偏轻,使顶循泵长期处于不正常的操作状态。
因顶循泵极易抽空,打冷回流使返回温度低,进而可能使塔顶烃类油气分压降低,水蒸气过早冷凝,到一定程度后出现塔顶循环回流无法抽出、蜡油集油箱液位大幅度波动、柴油抽出温度、塔顶温度大幅度波动等现象。
由于汽油空冷器结盐严重,使冷却效果变差,汽油后冷温度大幅上升产生富气增加,使装置自产瓦斯外排不畅系统压力上涨。
3 结盐的处理及效果
在国内焦化装置中采用过,停工时彻底洗塔、塔顶注水、在线水洗、添加结盐控制剂等方法。
为了不影响正常生产,我装置处理结盐的方法比较适合用在线水洗。
3.1 水洗过程及注意事项
3.1.1?在线水洗
准备工作:缓慢降低加热炉南、北分支进料量至20t/h,注水量随进料量调整。
外巡改好水洗水注入流程:循环水→汽油泵p-108/1→汽油分配框架→顶循环回流调节阀框架→顶循环回流返塔线→分馏塔。
水洗过程:启动泵p-108/1向分馏塔注循环水,循环水进分馏塔后根据分馏塔顶部温度逐渐调整循环水流量和顶循环油量,用汽油冷回流调节阀控制水洗水流量。
控制好分馏塔顶温在95-100℃。
控制好柴油抽出温度,避免水洗水落到柴油抽出所在塔盘及以下塔盘,使柴油中带水。
水洗水由汽油中间罐酸性水抽出处外排,并注意观察外排水洗水变化。
水洗结束:停运p-108/1停止注入循环水,由汽油中间罐酸性水抽出处外排多余水洗水保留酸性水80%界面。
改好汽油出装置流程,启用p-108/1外输汽油。
缓慢提升加热炉南、北分支进料量,降低注水流量,恢复正常生产。
3.1.2?注意事项
水洗过程中,分馏塔顶部较轻组份可能进入柴油组分中,应多次取样加强对柴油颜色、含水情况的监测。
水洗后汽油、柴油可能带水和组分重叠质量不合格,先外输至原料罐取样合格后改回正常外输。
3.2 水洗效果
(1)由于汽油空冷器水洗后,后冷温度下降。
(2)顶循环流量由水洗前的7-8t/h(由于关小出口阀避免泵抽空顶循量小)提高到27t/h以上,使分馏塔各部回流取热分布更合理,顶循泵不再出现间歇抽空现象,避免设备损坏。
(3)水洗后分馏塔各部温度,回流流量等保持平稳,使操作平稳率上升。
(4)水洗后分馏塔柴油抽出温度,流量保持平稳,方便调节,使柴油95%温度比较稳定,产品质量提高,图1为水洗前后一周柴油产品质量变化情况对比,水洗后质量波动较小,95点温度升高,更符合总厂质量要求。
图1?水洗前后柴油95%点温度对比
4 分馏塔上部结盐的预防
(1)严格控制加热炉注水量、四通阀汽封量、小吹汽等蒸汽量,降低焦炭塔气速严格控制急冷油量等,严禁大幅调节波动,其目的是减少高温油气携带焦粉。
(2)严格控制分馏塔操作,减少波动保证平稳操作,防止或减少焦粉带到上层。
(3)提高顶循返塔温度适当降低柴油回流取热,目的是保证顶循抽出温度在顶循集液槽中要达到一定的温度,最好在140℃以上。
(4)保证分馏塔顶温度的前提下,尽可能的加大顶循回流量,增加顶循油在集液槽内的流动,降低停留时间。
(5)在工艺指标允许范围内提高分馏塔顶温度,减少氯化铵结
晶。
综合上述:分馏塔结盐随着加工原料的进一步恶化,将会更多更频繁的出现,在线水洗是一种非常好的处理方法,避免了停工损失,方法简单,成本低。
在以后的工作中需要加强水洗工程中的细节变化,使其更合理,对正常操作影响更小。
参考文献
[1] 于红霞,盖金辉,刘听光,等.防止催化裂化分馏塔结盐研究[j].北京化工大学学报,2007.33(5):48
[2] 袁存昱,张海莹.延迟焦化分馏塔结盐的处理.百度文库。