裂解装置急冷油系统优化技术探讨(2)

4、 间歇性全石脑油裂解

新区装臵设计裂解原料为石脑油和加氢尾油，由于石脑油供应紧张，新区裂解尾油比例较大，最高时67%，炼油厂120万吨高压加氢开工装臵开工后，新区裂解尾油比例达到75%。为改善急冷油系统运行状态，间歇性的改为全石脑油裂解方式，控制急冷油粘度，改善急冷油状态，缓解换热器堵塞状况。

根据系统的情况不断降低装臵负荷，到2004年2月，装臵仅能维持两台炉负荷运行。 2.2 急冷油塔扩能改造后

2004年6月对ET-1201停工改造。急冷油塔整体进行改造后，处理能力达到27万吨乙烯/年，塔直径6200 mm，塔高45000 mm，整塔仍分为汽油段、中油段、急冷油段。其中汽油段由四层浮阀塔盘、50#新型矩鞍环填料、自分布规整填料、管式预分布器、槽盘式气液分布器组成；中油段由集液箱、50#新型矩鞍环填料、自分布规整填料、环槽式预分布器、槽盘式气液分布器组成；急冷油段由大孔穿流塔盘、4800 mm高天久格栅填料、200 mm高规整填料、环槽式预分布器、槽盘式液体分布器组成。

2.2.1停工检塔发现的问题及原因分析

汽油精馏段的填料逃逸。

停工后发现急冷油塔上段填料床层损坏，床层内填料已不存在，少量堆积在液体分布槽里。

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原因是由于汽油精馏段内汽相负荷大，汽油回流中的轻组分在汽油段内进行汽化，产生暴沸现象，对填料产生破坏，尤其是在汽油带水的情况下，对填料的破坏更大。填料破碎后为填料层留下一定的空间，使填料在较大的气相负荷带动下形成流化，不断地破坏填料和填料床层限位器的丝网，导致填料床层限位器上丝网被破坏，填料被带走或被磨碎。

2.2.2急冷油塔改造后运行中出现的问题 1、顶温偏低

急冷油塔ET-1201从7月25日开工至10月10日，除顶温偏低、中油液位维持运转困难、中油循环量偏低、汽油回流偏低以外，其它工艺参数均在正常范围内。

2、急冷油循环量开始下降

从10月10日后，急冷油循环量开始下降，从1200T/H左右下降至900T/H左右， 换热器检修。除釜温213～220℃偏高外，其它工艺参数正常。

4、 急冷油塔塔釜液位多次波动，急冷油循环量持续下降 10月27日，M炉投料，N炉停进料烧焦。在M/N炉切换过程中，ET-1201塔液位从70%迅速下降至0%。之后在生产的调整的过程中多次出现急冷油液位剧烈波动的情况，同时急冷油循环量不断的持续下降，最终将到停工前的300吨/小时。

5、 急冷油采样出现黑色悬浮物

急冷油采样监测粘度。虽然发生了换热器堵塞/急冷油循环量下降

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的现象，但是通过注入大量的调质油和注入减粘剂急冷油的粘度得到有效的控制，一般在500 mm2/s以下，只是多次发现样品在降温后出现黑色悬浮物导致粘度无法测量。

改造后运行128天，装臵被迫于2004年12月1日停工。 2.3.2 2004年12月急冷油塔停工检查的情况

塔上部内件已严重变形、损坏，上部填料大部分进入急冷水塔ET-1202，填料层下方四层浮阀塔盘有很多支撑填料的龟甲网的碎片，部分浮阀损坏；中油段预分布器、槽盘分布器内有很多聚合物、焦粉类物质，导液管损坏，填料缺少约30～40m；塔下部预分布器上部有大量焦状物；大孔穿流筛板被焦层堵死80%；规整填料严重堵塞；4800mm天大天久格栅大部分已被堵塞；塔釜有大量焦状物，塔釜焦层上表面已于急冷油泵吸入口平齐。 2.3.3 原因分析

1、填料损坏和逃逸的原因：

两次停工发生了同样的问题，这一次中油段填料也沉降了30～40m，说明填料的强度不够，填料床层限位器强度不够。

2、 急冷油塔塔顶温度低的原因

在急冷油塔和急冷油系统运行正常时急冷油塔塔定温度低于设计指标105℃，目前裂解新区乙烯产量达到26万吨/年以上同样如此。

在急冷油塔上部是汽油精馏段，从物料平衡上讲，在此对C9组分进行切割，C9级更轻的组分以气相形式从塔顶采出，C9以及更重的组分以液相采出去轻燃料油汽提塔，所以用来自急冷水塔的汽油组分回

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流进行精馏。因此在塔压为0.48MPAG时，顶温要求为100--105℃。温度过低将会有C8及更轻的组分冷凝甚至水分也会冷凝进入轻燃料油汽提塔。

从热量平衡上讲，裂解气带入急冷油塔中的热量分三部分被取走，分别是急冷油取热、中油取热、塔顶裂解气携带的热。塔顶回流的汽油通过气化降温以保证急冷油的塔顶温度，但是为了保证精馏的效果，还要做到汽油精馏段的填料表面被液相全部湿润，避免干板的现象出现。

为了填料表面被液相全部湿润，汽油的回流量与汽油精馏段填料层的面积成正比，为此要求的回流量应是汽油回流的最小回流量。为了急冷油塔的塔顶温度，汽油回流量与塔顶裂解气的热量成正比，为此要求的回流量应大于汽油回流的最小回流量，两者之间的差量是给操作留下的弹性。

目前的实际情况是，急冷油塔的塔顶温度低于设计值，汽油的回流量低于设计值，急冷水塔的裂解汽油中含有C9组分。说明裂解新区急冷油塔的汽油精馏段的塔径过大，满足顶温的汽油回流量无法满足润湿全部填料表面的要求。

3、急冷油塔塔釜液位波动，急冷油循环量持续下降的原因分析 ⑴减粘系统运行不正常，减粘效果不好 ⑵急冷油段理论板数太大

急冷油塔急冷油段的主要作用是冷却裂解气，并通过外部循环进行取热。从节能的角度考虑，要求急冷油塔釜温度应高一些。60万吨

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/年乙烯改造时，KBR公司设计急冷油塔釜温度为215℃，而急冷油系统的换热器（包括DS发生系统的换热器）是在急冷油塔釜温度为205℃的基础上进行设计的，相对增加了换热器的面积，提高了装臵的操作弹性。为了满足急冷油塔釜温度为215℃的要求，在急冷油段设计了4800 mm高天大天久格栅填料以及一层大孔穿流筛板，在设计条件下有近5块理论板。由于格栅填料具有很高的理论板数，传热传质效率高使得落入塔釜的急冷油相对较重，从而提高塔釜温度。

在减粘系统效果不好，再加上格栅填料中间存有一定量的液相，落入塔釜的急冷油量相对较少，并且塔釜急冷油中的焦质含量很高。因此在急冷油循环过程中常常会出现塔釜液位下降的现象，液位很难控制。为了保持急冷油连续采出，保持急冷油塔釜液位稳定，必须向急冷油塔中引入大量调质油。

⑶不含芳烃的调质油对急冷油油萃取作用

调质油中的主要成分是大分子的直链、支链的蜡质油分，分子量大、比重大、粘度小，在急冷油中的蜡质油分积累过多以后，会对急冷油形成溶剂的作用，溶解非芳烃类的物质，而对芳烃性物质（稠环、大环芳烃）不溶解，导致芳烃性物质从急冷油中析出。急冷油塔引调质油量最大达到8吨/小时。急冷油液位保持稳定，可是急冷油采样样品冷却后出现黑色悬浮物，黑色悬浮物正是析出的焦质。粘度很高无法测量。

⑷焦质析出堵塞循环系统，使急冷油循环量持续下降

调质油是注入急冷油塔塔釜的，在这里是急冷油系统温度最高的

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