焦化装置分馏塔底结焦原因分析及对策（精品）[详细]

1、焦化装置分馏塔底结焦原因分析及对策武汉分公司焦化车间 肖翔 王炼摘要:我厂焦化装置在2004年8月初因分馏塔底严重结焦而被迫停工抢修,本文通过在检修期间对分馏塔和大油气线结焦的检查情况,结合生产实际情况进行了 原因分析,并提出了 相应对策.1 慨述我厂焦化装置从1998年8月初开工投用,原设计规模4米t/a,后在2002年底经扩能改造施工后扩建为10米t/a处理能力,采用二炉四塔、可调循环比生产工艺.其中新建焦炭塔C-101/3.4塔直径为6.4米,另新增一台中间进料罐D101/2.主要生产流程为:装置外来原料经换热后进入D101/2,再由辐射泵P-102通过加热炉进入焦炭塔生焦,裂解出来的高

2、温油气经大油气线进入分馏塔与塔底抽出的重蜡油接触脱过热进行分馏.为防止分馏塔底结焦,另还设有分馏塔底油循环.本周期装置生产情况及停工原因本周期焦化装置自2004年2月15日开工以来,为平衡全厂渣油生产要求,一直处于满负荷生产状态,在一段时间内日加工量达32003300吨/天,各系统生产正常.随着时间的推移,制约装置长周期大处理量生产的“瓶颈”相继暴露,其中最为突出的影响因素是焦炭塔安全空高不足,尤其是C-101/3.4,其塔径为6400米米,塔高为29.3米,在单系列设计处理能力为60万吨/年处理量时,生焦高度 长期在1920米,其中最高生焦高度 达22.07米,焦炭塔安全空高不足10米,致使

3、在生焦后期,焦粉及泡沫层极易随高温油气携带至大油气线和分馏塔底沉积,进尔形成结焦.在本周期生产中,这一情况已出现过多次,并造成C-101/3.4出口大油气线结焦和C-102底结焦情况发生,底循过滤器多次堵塞,重蜡油泵和底循泵故障检修频率明显增加.其中C-101/3.4大油气线在2004年4月中旬已进行过一次人工水力清焦,从当时情况来看,管线内结焦趋势已非常明显.进入7月份以来,焦化装置生产难度 已越来越大,其中最为突出的有:(1)C-101/3大油气隔断阀靠总管处阀杆弯曲变形,无法关闭.(2)重蜡油泵P-120时有抽空情况发生,E-118管程重蜡油线有堵塞情况发生.(3)C-101/4底进料阀

4、密闭不严,泄漏量增加.而在7月14日,适逢进行新型消泡剂降低注入量试验,C-101/3在11:10分即出现料位100%高报警,表明此时泡沫层高度 已达到24米(平时焦炭塔料位100%报警较少出现或出现在17:00左右)而此时操作人员未引起足够的警惕,仍按正常步骤进行C-101/4预热操作.至14:30分,C-101/3发生冲塔现象,此时C-102蒸发段大幅波动,焦炭塔顶出口温度 无法控制.经加紧对C-101/4预热后,于17:00提前1小时完成切换.而在当日18:00,即发现P-120严重抽空,E-118堵塞严重.后通过反顶(吹)重蜡油入口线和将底循油跨至重蜡油线的方法维持生产,E-118无法

5、投用.7月29日,经对E-118进行隔离和吹扫处理后,我们首先对E-118进行了 抽芯清理.从检查情况来看,E-118管程重蜡油线已被较为疏松状焦粉堵死,焦粉沉积严重,并伴有结焦情况发生.P-120涡壳内情况也是如此.由此可判断C-102底结焦情况亦非常严重.但我们仍想通过C-102底循线用蒸汽往复泵P103/2逐步甩油,对C-102底油进行置换,减少焦粉浓度 以维持生产.但在E-118检修后重新投用过程中,P-120抽空情况仍无任何好转,而且从反吹入口线时的情况可判断出C-102底结焦高度 已没过重蜡油线抽出口.另外C-101/3大油气隔断阀阀杆经更换后仍无法正常运动,仅靠单阀密封,存在着极

6、大安全隐患,唯有进行停工抢修处理.本次停工抢修时间计划为7天,至8月14日焦化装置达到正常生产状态.抢修现场检查情况装置停工后从现场检查情况来看,分馏塔底结焦情况远比我们预料的要严重得多,其中分馏塔底约7米高空间已基本结焦堵死,总结焦量约有5060吨,检查情况分别介绍如下:()分馏塔(C-102)分馏塔自下而上第1个人孔处已被结焦堵死(见图1)塔内结焦情况由此可略见一斑;从第2 人孔处观察塔内人字档板表面亦覆满油泥状焦粉,人字档板底部已结焦成三角形,其形貌见图2 ;蜡油集油箱处结焦情况亦很严重,形貌见图3,集油箱底部铺满细小油泥状焦粉,堆积高度 达0.30.5米;中段回流第1117层塔盘处条形

7、导向塔盘表面被焦粉淤积已无法自由升降;1724层塔盘处无明显结焦情况2427层塔盘表面有细小焦粉沉积,浮阀粘连后无法自由升降. 图1 图2()大油气线及隔断阀焦炭塔大油气线结焦情况根据各塔生产情况不同而略有区别,其中C-101/1、4顶部无明显结焦,而C-101/2、3顶部结焦情况相对较重,尤其是C-101/3(结焦形貌见图4),顶部短节处结焦后管线缩径严重,管线由原来的350缩径到不足150,结焦呈均匀沿管径分布状;在焦炭塔12米大油气线集合管处管线内壁表面集结有厚35厘米致密焦层,隔断阀阀道内还附有厚10厘米油泥状疏松焦粉,致使阀板难以落下,无法正常密封. 图3 图4(3)换热器和其它部位

8、结焦情况E-101/1.2和E-102/13经拆盖抽芯检查,发现E-101/1.2管程基本无焦粉沉积,壳程内焦粉沉积程度 亦相对较轻,E-102/13管程内焦粉淤积较重,管束有2/3已被焦粉淤死;重蜡油线入口及出口管线焦粉淤积较重,过滤器已堵死,返0、5层管线已结焦基本堵死,重蜡油回炼线已结焦基本堵死;分馏塔底循线大半淤积焦粉,已近失去流通作用.F-101加热 炉经拆开炉管回弯头处堵头和出口弯头检查发现F-101炉管内壁结焦厚度 达35厘米需进行烧焦操作,其余部位如D-101/2底及底部过滤口部位仅有轻微焦粉沉积,对生产影响不大.分馏塔底及大油气线结焦原因分析 从焦化装置前期生产情况及检查现场

9、结焦情况分析,我们可以得出以下结论:1)、焦碳塔生焦高度 过高,焦炭塔冲塔造成焦粉经油气线携带至大油气线和分馏塔底,是造成分馏塔底结焦和油气隔断阀密闭不严的主要原因;2)、受罐区及系统影响分馏塔底含焦粉重蜡油无法进行连续置换,也使得分馏塔底油中焦粉浓度 越来越高,进而形成结焦;3)、焦炭塔顶大油气线出口及炉辐射口热电偶套管因结焦而致使指示偏差,致使该部位实际温度 控制过高,对结焦又起促进作用;4)、 7月14日,在新型消泡剂的试用过程中,因减少消泡剂注入量,致使C-101/3料位100%高报提前5小时左右而未能及时引起高度 重视,虽提前1小时完成切换,但未及时降低C-101/3生产量,致使C-

10、101/3冲塔,大量焦粉携带至大油气线和分馏塔内沉积,对正常生产产生了 致命影响;5)、加热炉进料流量计和重蜡油回炼流量计计量失准,无法准确判断各系列生产量和生产回流比,对控制各系列焦炭塔生焦高度 极为不利.6)加热炉转子式注水流量计失灵,尤其是F-102炉,无法判断注水量大小.在注水量偏大的情况下,水进入到焦炭塔内,由于水分子量为18,体积急剧膨胀后一吨水的体积速相当于几十吨油的体积流速,致使焦炭塔内气速增加,超过焦炭塔的设计流速,携带作用增强;7)急冷油注入量控制不当.注入量过小时,焦炭塔顶温度 过高,大油气线结焦趋势增强;注入量过大时,大量蜡油进入到塔顶,在高温状态下大量汽化,增强了 油

11、气携带能力,又使得塔顶超温,形成恶性循环.另C-101/3、4急冷油注入点在塔顶部,而非直接注入到大油气线出口部位,抑制焦粉携带能力较小;8)小吹汽量控制过大,致使部分泡沫焦随油气通过大油气线携带至分馏塔;9)除焦设备故障较多,风动马达、风动水龙头维护工作量大,在故障状态下难以保证按点切换,使生焦时间超过24小时,焦炭塔生焦高度 超过安全高度 .措施及对策1） 织车间全体职工学习和了 解生产现状,对装置结焦现状和影响因素做到人人心中有数,在思想上引起高度 重视,要把焦炭塔料位高高报当成严重的生产事故,克服麻痹冒进思想,充分了 解装置生产的严酷性,同时除焦班也要认真做好除焦系统的操作与维护,精心

12、操作,按时完成除焦操作并交给工艺班组,在除焦系统故障时也要迅速通知工艺班组,作出相应的处理;2） 用抢修机会,积极处理装置隐患,对故障仪表抓紧调校,对生产情况做到心知肚明;3） 在保证大处理量生产的同时,合理分配各系列生产处理量,并以焦炭塔生焦高度 不超过19米为上限,严格控制反应温度 和塔顶大油气线出口温度 在工艺控制范围内;4） 在调度 的安排和系统装置的配合下,对分馏塔底重蜡油进行定期外甩置换,以减少分馏塔底焦粉浓度 ;5） 对C-101/3、4焦炭塔顶急冷油线进行改造,将急冷油通过分布器均匀喷洒在塔顶大油气线出口处,以减少大油气线中焦粉携带量,同时急冷油注入总量控制8吨/时;6） 将分馏塔底重蜡油过滤器上游阀由水平安装改为垂直安装,以减少管线内焦粉淤积,利于在线生产状态下关闭阀门完成过滤器的清理工作;7） 在焦炭塔大油气隔断阀间安装防堵焦蒸汽阀,通过限流孔板控制气量,以减少阀道内少量结焦情