延迟焦化装置原料性质对消泡剂耗量的影响

摘 要：介绍了230万吨/年延迟焦化装置2013年6月间出现消泡剂消泡效果下降的问题。通过分析原料性质、操作条件、消泡剂适应性等因素后，得出一种解决办法。即装置建立原油参炼种类及比例台账和减压渣油化验等数据台账，定期对原料性质变化进行数据分析、风险评估从而形成一种对进料性质变化对生产影响的监控模式，进而为消泡剂厂家进行适应性的调整提供依据，提高消泡效果、降低消耗，确保安全生产。采取此方法后消泡效果明显改善，可以满足安全生产的要求，达到稳定消泡剂消耗量的目的。

关键字：延迟焦化 消泡剂 原料性质 数据监控

一、前言

装置设计规模为230万吨/年，实际进料为219.55万吨/年，设计循环比为0.4。设计生焦周期为24小时。操作弹性为60～110%。目前，焦化装置流程为两炉四塔，消泡剂在塔顶注入。焦炭塔规格型号： φ9000×40600×（22+3）/（24+3）/30/32/34/36/40； 消泡剂注入泵为柱塞泵，规格型号：RA040S024X1MNN，2台。焦炭塔设计单塔进料量为157.43吨/时。

二、装置问题

2013年6月份，焦化装置加工量持续高位，月处理渣油量为193766.819吨。加工原油种类繁多，卡斯蒂利亚18.98%、沙轻43.75%、沙重37.27%。原消泡剂中消泡成分明显无法满足装置生产需要，消泡效果不明显。原料变差后，焦炭塔单塔的生焦量增加，焦炭塔内的焦高多次超过报警上限，为了防止出现冲塔事故，加大了消泡剂的注入量，造成超出使用计划4.74吨，对安全平稳生产造成极大威胁。

11：30焦炭塔料位27米，开始注入消泡剂，按40%注入行程注入无消泡效果，提高注入浓度至100%，13：00时由28.00米降至25.98米，消泡率为7.21%，在两小时内长至28米，提高注入浓度至200%，16：45时长至28米。消泡剂平均注入速率1.44%/h。对安全平稳生产造成极大威胁。在6月份期间，多次发生上述现象，造成超出使用计划4.74吨，原有消泡剂适应性很难满足装置当前的安全生产需要。

三、原因分析

1.原料分析

在2013年6月期间，渣油处理量维持在6300～6500吨/天，原油参炼主要为沙轻、沙重及卡斯蒂利亚或科威特等。渣油化验数据：2013-6-9残炭27.06%，2013-6-13残炭27.51%，胶质+沥青质32.27%，2013-6-16残炭27.13%。设计中渣油残炭量为25.85%，胶质沥青质44.7%。而实际渣油残炭量最高27.51%，平均26.83%，高于设计0.98%。胶质沥青质最高35.67%，平均33.56%。残炭量和沥青质的超设计是造成焦炭塔泡沫层高的根本原因。但由于生产任务要求，无法调整。

2.操作参数分析

焦炭塔操作参数自开工以来，始终维持在495℃入塔温度，0.15MPa塔顶压力。两项操作参数均为国内延迟焦化装置平均值，在此期间不是影响生焦量和消泡效果变化的主要因素。

3.消泡剂因素分析

自装置首次开工以来，一直使用天津精华公司的ZX-986型消泡剂，注入浓度可以控制在40ppm。在2013年6月期间，原油参炼种类、比例一直波动，原油参炼种类接近20种，参炼比例每天都在调整，原油参炼造成的影响又是很难预知的，这需要消泡剂有极高的适应性，原有消泡剂在配方选择上数据依据设计提供，和实际数据出入较大，配方适应性上很难做出保证，这是造成消泡剂消泡效果不好的直接原因。根据消泡率计算，按照28m开始注入消泡剂计算，技术协议提出消泡率可达到10.7%，实际仅为7.21%，未达到生产需要。注入浓度方面，技术协议20～60ppm，实际最高注入浓度达到68ppm，高于注入要求。

四、解决办法

根据原因分析得出的结论，造成装置消泡剂消耗量大，消泡率低，安全生产无法满足的根本原因在于原油参炼种类繁多，复杂多变；参炼比例变化频繁，但原油参炼又是生产任务要求，无法进行更改。消泡剂配方是依据设计数据进行的配置，很难达到适应原油参炼多变、原料性质复杂的目标。因此，装置必须建立原料性质监控模式，对原油参炼、装置进料进行数据监控。

本装置在这方面所作的工作：

1.根据生产部下发的原油参炼种类、比例、原油评价等数据汇总形成原油参炼台账；

2.汇总减压渣油化验数据形成装置进料性质监控台账；

3.不定期进行渣油沥青质化验；

4.定期对所统计的台账进行数据分析，风险评估；

5.一旦出现原油参炼复杂、变化频繁，数据波动大的情况下，立即通知消泡剂生产厂家，并提供相关数据，以调整消泡剂配方比例，以达到适应原料性质的目的。

五、监控运行效果

经过各项台账的建立，装置积累大量原油参炼、进料性质数据，基本达到原料性质监控目的。并于6月中旬进行第一批次的消泡剂适应性调整。

1.消泡剂消耗情况

注入消泡剂操作要求：单泵50%注入。料位26米时开始注剂，小吹汽改大吹汽后停注剂。根据周报数据可以分析出，1、两个月注入浓度在协议要求范围之内，基本满足生产需要2、消泡剂消耗浓度逐周提高。消泡剂7月实际消耗3.6吨，比计划少消耗3.4吨，单耗为0.0165千克/吨。8月实际消耗4.66，比计划少消耗1.34吨，经过两月控制，已将6月份多耗的4.74吨全部抵消。其中8月1日至8月7日出现单周最少注入浓度15.58ppm

2.渣油性质

2013-8-22残炭25.52%，胶质+沥青质39.34%，2013-8-25残炭24.76%，2013-8-29残炭25.06%，胶质+沥青质36.68%，实际渣油残炭量平均25.11%，接近设计值，相对6月13日减少2.4%。胶质沥青质平均38.01%，低于设计胶质沥青质，相对6月13日增加5.74%。

3.消泡剂改进适应性后操作参数

焦炭塔料位：12：47时，25.37米，12：53时，20.63米，消泡率18.68%。消泡剂液位：13：42～16：46期间，液位下降3.1%，时间3小时，注入速度1.03%/时；16：46～17：10期间，补充消泡剂；17：10～18：38期间，液位下降1.6%，时间1.5小时，注入速度1.06%/时。总注入时间为5小时，消耗5%。注入行程40%。

4.数据分析

可以看出，1、消泡作用：消泡率由7.21%提高至18.68%，消泡效果大幅提高。2、抑泡作用：到达20：00切塔时，后者料位不到25米，完全在安全生产高度之下，抑泡效果也可满足生产需要。3、注入浓度：8月时，注入速率为1.04%/h，而6月时为1.44%/h，注入浓度降低，注入浓度完全在协议浓度之内，没有超量现象。

六、总结

1.装置原料性质监控积累大量数据，为改进消泡剂适应性提供依据。通过实践，可有效控制消泡剂的耗量，降低三剂费用。

2.通过装置原料性质监控的数据分析、风险评估，及时调整消泡剂配方后，可有效提高消泡率、维持注入浓度、装置平稳运行，确保生焦周期稳定，长周期安全生产。