分析分馏塔底结焦的原因

分馏塔底结焦原因的分析焦化车间 王平摘要：重点分析了广州炼油化工股份有限公司延迟焦化分馏塔底结焦的原因，主要从焦炭塔的操作、分馏塔的操作和其他方面对分馏塔底结焦的原因进行了详细的分析。关键词：焦炭塔油气线速蒸发段安全空高循环油循环比分馏塔是焦化装置的重要的生产设备之一，焦化装置的汽油、柴油、蜡油主要在分馏塔里生成，而分馏塔底结焦严重会造成以下结果：1、 分馏塔底温度太高，造成分馏塔内气液两相不平衡，破坏了分馏塔内的物料平衡。2、 蒸发段温度太高，引起分馏塔冲塔，造成产品质量不合格。3、 P1109AB不上量，则循环油上、下返塔量被中断，整个分馏塔的热平衡被打破，分馏塔馏出产品质量不合格。4、 分馏塔底液面太高，使系统憋压，会造成管线破裂而导致火灾的发生。分馏塔底结焦的原因很多，焦炭塔操作和分馏塔的操作等都会对分馏塔底结焦都会产生重要的影响。而影响分馏塔底结焦的原因有很多，针对广石化目前分馏塔结焦严重的原因可分为以下三个方面分析：（1）焦炭塔的操作1、 消泡剂注入时间偏短，注入量偏小。注入消泡剂的目的是为了降低泡沫层的高度，而注入消泡剂太小，会造成泡沫层偏高，严重时会造成焦炭塔冲塔，进而携带焦粉进入分馏塔，造成分馏塔底结焦。广石化规定消泡剂注入的时间为：a、 当14：00信号（B点）不起时，统一在14：00之前起时，按B点起的时间注入。b、 当B点信号在14：00之前起时，按B点之前起时，按B点起的时间注入。广石化消泡剂停注时间为：切四通阀后半小时。消泡剂注入量为：为每小时半格，即0.5cm。2、 生焦层高度的影响。焦炭塔总高由焦炭塔高度、泡沫层高度及空间高度三个部分组成，其中焦炭塔高度与泡沫层高度之和为生焦高度。空间高度又被称为安全高度，国内一般取6-8m，因此，焦炭塔生焦高度极限为22-24m。焦炭塔空高太大，则焦炭塔的利用率降低，焦炭产率下降，焦炭塔空高太小，则焦炭塔内生焦层会偏高，泡沫层也会偏高，结果会造成焦炭塔再生焦末期和换塔时会造成焦炭塔内焦粉带入分馏塔。根据公式焦炭产量=1615.2-47.2*空高，得到空高和焦炭产量的一组数据，数据如下：空高（m）焦炭产量（T）10.01144.210.11139.510.21134.810.31130.110.81106.5

11.01097.111.21087.711.41078.311.61068.811.81059.412.01050.012.21040.612.61021.712.81012.313.01002.913.2993.513.4984.113.6974.613.8965.214.0955.814.2946.414.4937.014.6927.514.8918.115.0908.7而广石化1月份的安全空高是:日期空高（M）1.611.81.812.01.1014.61.1113.81.1213.21.1312.81.1413.21.1511.81.1710.7由上可以看出广石化焦炭塔的生焦空高太低，从而造成了焦粉带入分馏塔的可能。3、焦炭塔换塔时分馏塔压力波动的影响。焦炭塔换塔时，进入分馏塔的油气量会减少，分馏塔的压力会降低，此时焦炭塔焦粉会带入分馏塔内，从而造成了分馏塔结焦。广石化1月15日至1月21换塔前后分馏塔顶压力变化如下:日期换塔前压力（MP）换塔后压力（MP）1.15109.3798.471.16116.7289.641.17109.7194.781.18115.60105.781.19107.6088.73

1.20106.2593.221.21113.0598.114、小给汽对压力波动的影响。小给汽的目的是为了吹扫老塔的进料管线，阀门，以免存油结焦，同时汽提除去焦层内的大量高温油气。小吹汽时，进分馏塔的油气量减少，分馏塔顶的压力也会减少，也会造成焦粉带入分馏塔内。广石化1月21号小吹汽前后分馏塔顶压力PI1131压力变化如下：时间小吹汽前压力(MP)小吹汽后压力(MP)1936253.42104.552000171.6898.112030161.64106.51210077.8789.23213087.8357.89220077.8357.95223067.8376.09230057.6287.535、预热时压力波动的影响。预热时生产塔的油气预热新塔，有部分油气进入老塔，会造成进入分馏塔的油气量减少，也会造成分馏塔定的压力减少。而广石化在预热后期采用环阀卡位，则焦炭塔顶的油气线速会大大加剧，更加重了焦粉带入分馏塔，造成了分馏塔底结焦。广石化1月21日北塔预热时分馏塔定压力变化如下:时间预热前压力(MP)预热后压力(MP)13:0491.9990.5714:12122.3292.2314:30104.5594.3515:0092.8890.8215:30112.3596.8716:0098.2493.6116:30114.4298.4517:0099.3698.7417:30109.3199.2518:00107.8997.1418:3093.1990.2319:00120.7391.3419:30132.6099.286、 加热炉注汽量偏大的影响。注汽是为了增加油品在加热炉炉管里冷由流速，减少油品在炉管里停留的时间，避免加热炉结焦。而如果加热炉注汽量太大，则会造成焦炭塔内油气线速增大，也会造成焦粉带入分馏塔。广石化工艺指标规定加热炉注汽指标为：A:50-120kg/h,B:230-300kg/h,C:50-120kg/h,而广石化目前注汽量为：A:80kg/h,B:320kg/h,C:80kg/h。从上可以看出广石化加热炉炉管B点注汽大与工艺指标的规定。7、 小给汽量太大的影响。小给汽量太大，大量的蒸汽进入焦炭塔，则蒸汽大量气化，焦炭塔顶的油气线速急速增加，也会造成焦粉带入分馏塔。广石化注汽采用的是四通阀与进料阀之间的蒸汽阀控制蒸汽量，以前广石化给汽量为四五吨，现如今蒸汽量为三吨左右，可以看出小给汽量的大小对焦粉携带有重要的影响。8、 蒸汽系统带水的影响。据研究表明每一吨的水其体积可以膨胀为1000倍，如果蒸汽系统带水，在三点注汽和小给汽时，大量的水蒸汽进入焦炭塔会大量汽化，引起焦炭塔顶油气线速高，也会造成焦粉携带进入分馏塔，进而引起分馏塔底结焦。9、 小吹汽该大吹汽时系统压力变化的影响。小吹汽改大吹汽时，蒸汽量逐渐增大。广石化小吹汽改大吹汽时，先关小老塔去分馏塔的油气隔断阀，然后打开去接触冷却塔放空阀，放空阀全开后，在关两道油气隔断阀，在关小老塔油气去分馏塔的油气隔断阀时，也可能会造成焦粉带入分馏塔。10、 急冷油注入量的大小的影响。急冷油的作用是降低焦炭塔顶的油气温度，降低泡沫层的高度，减少转油线和焦炭塔顶管线的结焦。广石化焦化装置的急冷油是轻、重蜡油混合后作为急冷油，混合后的急冷油温度是80r，如果急冷油注入量太大，会造成焦炭塔的泡沫层温度太低，泡沫层会升高，从而造成在焦炭塔操作时，引起焦粉带入分馏塔。广石化1月1日至1月20日（13：00纪录）急冷油注入量和焦炭塔顶油气温度变化如下：日期急冷油量（T/H）焦炭塔顶油气温度（°C）1.18.66104001.26.9982405.91.38.8077399.91.46.5931399.91.58.1505393.91.65.3742405.91.76.6208399.91.85.3583405.51.93.9882407.61.104.3132405.21.118.8795393.21.126.4357399.81.136.4471405.21.145.0049399.11.157.6027402.31.166.1911398.81.177.4469396.71.183.5870404.91.196.0596398.91.204.7931396.911、 加热炉出口温度的影响。加热炉出口温度是焦化装置反应系统重要的一个工艺参数，加热炉出口温度一般控制在495r-505r之间，加热炉出口温度太低，会造成反应温度太低，泡沫层会升高，从而也会造成焦粉带入分馏塔内，引起分馏塔底结焦。12、 “三泥”回炼的影响。广石化截止到1月21号“三泥”回炼量是524.293t。“三泥”回炼量的大小会影响泡沫层的温度，“三泥”可替代急冷油加快泡沫层温度的降低，会造成泡沫层的升高，也可能会引起焦粉带入分馏塔。13、处理量大小的影响。处理量越大，则生成的焦炭层会越高，焦炭塔的安全空高会越低，也会是焦粉带入分馏塔。（二）分馏塔的操作1、 分馏塔蒸发段温度大小的影响。蒸发段温度控制太高，很容易造成塔底部重组分发生缩合反应而结焦。广石化工艺指标规定分馏塔蒸发段温度生390°C，而广石化12月份蒸发段温度大于390C，所以更加剧分馏塔底结焦。2、 循环比大小的影响。循环比是对装置的处理能力、产品性质及分布都有影响的重要参数。循环比太大，则装置的处理量会减小，蜡油的收率会降低。而循环比太小，原料性质得不到改善，原料残炭值高，也会造成分馏塔底结焦。广石化采用的是可调循环比，广石化12月20日的循环比为0.287,1月15日的循环比为0，1月21日的循环比为0.3017。3、 循环油上返塔量和上返塔油温度的影响。循环油上返塔量太小，起不到洗涤焦粉的作用，同时也不能降低蒸发段的温度，会造成蒸发段温度太高；循环油上返塔温度太高也会造成蒸发段温度太高，从而造成分馏塔底结焦。广石化1月12号和1月15号和1月21号上返塔量和上返塔温度列表如下：循环油上返塔温度（C）循环油上返塔量（C）间0期\1.121.151.211.121.151.210269292292478102267282282418104266261261428106265263263418108266259259518104、分馏塔底温度的影响。广石化工艺指标规定分馏塔底温度生385C，分馏塔底温度高，大量焦粉或重组分在分馏塔底结焦，广石化在12月份分馏塔底温度达到了396C，远远超过了指标。5、 重蜡油上下返塔温度和流量的影响。重蜡油上下返塔量太小和反塔温度太高，会造成蒸发段温度上升，分馏塔底温度也会升高，从而造成分馏塔底结焦。6、 油气入分馏塔温度的影响。从焦炭塔来的油气进入分馏塔的入口是在人字塔板以下，如果油气入分馏塔温度太高，会造成蒸发段温度太高，造成分馏塔底重组分发生缩合反应而结焦。广石化工艺指标规定油气入分馏塔的温度4410C。而广石化一月份油气入分馏塔的油气温度操作远远大于410C。（三）其他方面的操作1、 搅拌线的投用。分馏塔底的搅拌线目的是为了较少油品和焦粉在分馏塔地停留的时间，从而减少分馏塔底结焦的倾向。如果投用了搅拌线则大大减少了分馏塔底结焦的倾向。2、 分馏塔底过滤器、P1109AB入口过滤器的清理。如果分馏塔底过滤器和P1109AB入口过滤器未能及时清理，则焦粉通过P1109AB带走得就会减少，也会加剧分馏塔底结焦的倾向。3、 P1109AB维护的好坏。分馏塔底泵是分馏塔底重要的机泵，如果分馏塔底泵P1109AB运行不好，则增加了油品在分馏塔底停留的时间，也会增加分馏塔底结焦的倾向。4、原料性质的好坏。焦化生焦量与康氏残炭值呈线性关系，残炭值越大，生焦量越大。含硫渣油残炭值较高，一般在16%-20%，以残炭18.68%的伊朗渣油加工为例，负荷为2800t/d时，焦炭生焦高度达21m，由于含硫渣油的泡沫层较高，最高达8m，因此若提高加工负荷，势必造成实际生焦高度的增加，也会造成焦粉带入分馏塔底，造成分馏塔底结焦。分析分馏塔底结焦的原因，对分馏塔平稳操作和产品质量控制都有很好的指导作用，并且对气压机系统的操作平稳也提供了保证