裂解装置急冷油系统优化技术探讨

裂解装臵急冷油系统优化技术探讨

摘要：本文详细叙述了大庆石化公司裂解新区急冷油系统在运行过程中出现的一系列问题后所采取的措施及其效果，并进行了详尽的分析和总结，对急冷油系统的优化技术进行探讨。

关键词：急冷油 急冷油塔 堵塞 焦质 沥青质 1．装臵工艺情况简介

大庆石化公司裂解新区于1999年11月建成投产。设计裂解炉三台，采用S&W公司专利技术，为双辐射室“80U”型裂解炉。单台炉年产乙烯6万吨，可以单独裂解石脑油和加氢尾油。急冷和精馏系统采用美国布朗〃路特专利技术，其中精馏系统采用前脱丙烷前加氢工艺。 1.1急冷油塔

急冷油塔设中油循环系统。

原设计急冷油塔直径5400 mm，塔高33000 mm，整塔分为汽油段、中油段、急冷油段。其中汽油段为高度5480mm的50#矩鞍环填料，窄槽式分布器；中油段为高度4600mm的50# 矩鞍环填料，槽式分布器；急冷油段为10层角钢型折流板塔盘，槽式分布器。

急冷油塔汽油段底部集液箱采出轻质燃料油，与中油采出一起去轻质燃料油汽提塔。中油段底部集液箱采出中油，循环换热后返回中油段上部。急冷油由急冷油塔釜采出，经过滤器过滤后进行循环换热，一部分用于发生稀释蒸汽，最后进入急冷油段上部；一部分用于裂解炉的喷油急冷器冷却降温，随裂解气进入急冷油塔塔釜。 1.2重质燃料油汽提塔

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重质燃料油汽提塔为板式塔，有10层波纹筛板塔盘。进料来自急冷油塔塔釜的一部分重急冷油，利用来自一台加氢尾油裂解炉的裂解气或1.25MPa蒸汽进行汽提，塔顶汽相返回急冷油塔底部，汽提后的重质燃料油与来自轻质燃料油汽提塔釜的轻质燃料油混合后，经燃料油冷却器用急冷水冷却到大约93℃，最后作为燃料油产品送出界区。 1.3轻质燃料油汽提塔

轻质燃料油汽提塔为板式塔，有10层波纹筛板塔盘。轻质燃料油汽提塔的进料是从急冷油塔汽油段填料的底部抽出，塔顶气相返回急冷油塔，塔釜轻质燃料油通过外送泵与重质燃料油混合冷却后，送出界区。

CG去急冷水塔

图1 急冷油系统流程示意图焦油去罐区焦油冷却器重质燃料油泵EP-1215A/B轻质燃料油泵EP-1212A/B中油泵循环泵EP-1250A/B急冷油循环泵EP-1201A/B/C重质燃料油汽提塔轻质燃料油汽提塔石脑油原料加热器EH-1104F汽油急冷油塔汽油汽提塔再沸器EH-1211A/B馏出物汽提塔再沸器EH-1216A/B尾油原料加热器EH-1106EH-1238EH-1236稀释蒸汽发生器再沸器EH-1234A/B/C/D轻质燃料油去罐区碳九稀释蒸汽发生器再沸器EH-1210A/B急冷油泵EP-1210A/B裂解炉喷油急冷器2．急冷油系统运行过程中出现的问题、原因分析及相应的调整措施 2.1急冷油塔扩能改造前

2004年6月裂解新区由18万吨/年乙烯扩建到27万吨/年乙烯生产能力，急冷油塔及急冷油系统进行了扩能改造。

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2.1.1问题及原因分析

1、 减粘塔的裂解气汽提线堵塞，减粘效果下降。

重质燃料油汽提塔ET-1214（减粘塔）减粘裂解气管线发生堵塞，使裂解气汽提管线被迫停用。几年来被迫改用1.25MPa蒸汽进行汽提。由于中压蒸汽温度低，根本达不到减粘效果，急冷油粘度控制十分困难。

原因：减粘塔的汽提裂解气来自于石脑油裂解炉的出口，其压力为165KPA，温度为461℃，流量为217.23MOL/HR，质量流量为5287KG/HR，管线DN300，线速度为0.97M/S。汽提裂解气管线设计为干式输送，但实际上裂解气在此状态下有冷凝。由于线速度低，冷凝的焦油与焦粉沉积在管线内，逐渐堵塞管线。检修时发现，整个管线都有焦油与焦粉沉积，输送的越远堵塞得越严重。

设计减粘塔塔顶温242℃，釜温：279℃，塔压149KPA。1.25MPA蒸汽温度为280℃，作为汽提蒸汽温度低。减粘塔塔釜温达不到设计值309℃的条件，实际运行只有170～210℃，起不到良好的减粘作用。

2、急冷油系统堵塞。

2003年9月，裂解新区投用2台尾油炉后，急冷油塔上部填料层开始出现塔压差上升现象，最高上升到30Kpa以上；急冷油塔釜温度升高，最高达235℃，高出设计值20℃；急冷油粘度迅速升高，最高达5000mm/s。急冷油换热器几乎完全堵塞。最严重时重质燃料油泵体、出入口管线、仪表引压管发生堵塞。

原因分析：

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由于减粘塔的效果很差，急冷油的粘度逐渐上升达到5000mm/s。急冷油粘度增加是造成急冷油系统出现诸多问题的根本原因。

1、 导致急冷油循环量下降。

急冷油粘度增大以后，在急冷循环换热器管束内表面发生冷壁凝结，冷壁凝结阻碍急冷油在换热器内的流通，降低急冷油的循环量。由1200吨/小时下降到600—700吨/小时。

2、 导致急冷油的换热效果下降

发生冷壁凝结阻碍急冷油的换热，因为在换热器管束中滞留层增厚，大大降低换热系数。DS发生量由72T/HR下降到30T/HR。

3、 导致急冷油塔上部聚合

从急冷油中取热不够，来自裂解炉的热量上移到急冷油塔的上部，使中油的回油温度上升，中油回流温度为170--180℃左右，汽油精馏段填料层温度为143℃左右，而裂解气中的苯乙烯在127-137℃范围内极易发生聚合，聚合物堵塞填料层，促使压差升高到30KPA。类似情况在齐鲁、燕山也曾发生过。 2.1.2调整措施

1、引调质油

向急冷油塔中引入大量调质油，调质油来自炼油厂糠醛抽出油，初馏点237℃，干点465℃，胶质2%(重量)，粘度31mm2/s，调质油用量平均3～5t/h，急冷油粘度控制在2000mm2/s以内。

2、 注入减粘剂

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向急冷油塔中注入减粘剂， 减粘剂的减粘原理是：化学药剂与稠环芳烃缩合，阻止稠环芳烃自聚；切割形成立体的稠环芳烃使之变成平面式大分子，并分散已形成的大分子(见图2、图3)。

切割 切割

稳定

聚集(粘度升高)

平面分子

立体式大分子

图2 稠环芳烃缩合机理示意图

分散

图3 立体大分子被切割分散示意图

急冷油中注入减粘剂后，对于急冷油粘度非常大时效果明显。急冷油粘度保持在1000mm2/s以下。

3、 清理换热器

对急冷油换热器和中油换热器进行检修清理，这些换热器检修清理后，投用很短的时间就发生流量降低的现象，例如中油与原料尾油换热的换热器EH-1106在检修清理投用8小时后，流量从95t/h下降到80t/h。换热器检修时，管束堵塞物不是焦粉，而是像沥青质样粘稠物，当时没有对这种现象做更深一步的研究，就是认为是裂解尾油产生，没有其它的办法解决，因此就被动的频繁的清理换热器，这些急冷油、中油换热器每月最少清理一次。清理换热器工作量非常大，花费了大量的检修费用，生产成本增加。

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