550万常压塔操作波动的原因及对策

巩国平 ,高国宁 ,吴玉喜

兰州石化公司炼油运行三部  甘肃兰州 730060

摘要： 550万常减压装置主要生产半成品或者为炼油厂重整装置，航煤加氢装置、柴油加氢装置、催化裂化装置、润滑油装置、延迟焦化等装置提供原料，所以侧线流量稳定，产品质量合格尤其重要。常减压装置长周期运行在公司物料平衡，产品互供方面显得格外重要。

关键词：常减压 常一线 温度 流量

一、装置简介

兰州石化公司550万吨/年常减压蒸馏装置由中国石化工程建设公司设计，于2009年11月建成投产。设计年加工能力为550万吨（年开工时间为8400小时），为燃料型常减压装置。装置由电脱盐系统、换热网络系统、常压系统、减压系统、轻烃回收系统、液化气及减顶气的脱硫化氢系统等组成，采用DCS控制。主要加工南疆原油、北疆原油、吐哈原油 (设计混合比为北疆油:南疆油:吐哈油=270:230:50)，主要产品有重整原料、石脑油、航煤加氢原料、轻柴油、重柴油、催化裂化原料、渣油、液化气、干气等。

二、工艺原理

常减压蒸馏是在常压、减压条件下，根据原油中各组分的沸点不同，将原油切割成不同馏份。

常压蒸馏仅能拔出馏程为初馏～350℃的馏分，通过减压蒸馏拔出馏程为350℃～500℃的馏分，减压蒸馏是利用油品的沸点随压力的下降而降低的原理，通过降低蒸馏系统的压力，使油品在较低的温度下被蒸出，减缓了高温蒸馏所带来的分解、结焦、颜色变深、胶质增加等不利影响。常减压蒸馏属于精馏过程，蒸馏塔分为三段，即进料段、提馏段和精馏段。进料段气速较高，是提供气液相快速分离的场所。提馏段的主要作用是蒸出塔底产品中的轻组分，降低后续系统的负荷。精馏段是从进料段上升的气相进行分离的主要场所。原料进入蒸馏塔的进料段后，气液相分离，气相自下往上至塔上部，塔顶液相回流自上而下流动，在塔上半部的各层塔板上与上升的气相接触，液相回流中轻组分浓度自上而下不断减少，而其温度不断上升。气相中轻组分自下而上不断上升，其温度则逐渐降低，到塔顶时轻组分浓度较高，精馏塔上部的作用是将进料的气相部分中轻组分提浓，在塔顶得到合格的产品。

在常减压蒸馏过程中，原油经过蒸馏被分割为连续重整原料、石脑油、加氢航煤、柴油、催料及渣油等多个产品。

三．装置现状及原因分析

   该套常减压装置，常压蒸馏系统的操作是常减压装置最核心的操作环节，掌握着主要产品的质量控制，对全装置的平稳操作起着重要作用。要使常压蒸馏系统操作平稳，质量合格，必须要稳定进料量及温度、塔顶温度、塔顶压力、塔底液位、吹汽量、各回流和侧线的温度及流量，避免常压蒸馏系统超温超压大幅度波动，防止易泄漏法兰泄漏。按照调度指令平稳切换各生产方案，优化常压蒸馏系统操作，提高产品的质量和收率。正确掌握物料平衡、热量平衡和相平衡，实现装置平稳运行。装置自2019年某月某日大检修后连续开工至今，已经连续运行一千一百多天，但是装置运行到今年检修后期，装置常压塔操作时常出现波动，常压塔塔顶温度低，常顶压力高时造成常一线温度、流量波动，对后续装置航煤加氢造成影响，常压空冷冷却效果差，E504换热效果不好等因素造成常压塔压力居高不下，对常压平稳操作造成影响很大，由于装置处于检修各换热器、空冷结垢堵塞严重对整个换热网络造成很大温损，尤其2022年4月2日开始，装置常一线抽出温度开始波动，抽出量由50 t/h-降到37t/h，常压塔顶压力瞬间升至0.147Mpa,造成常一线抽出量大幅波动。常一线抽出温度是控制常一线产品质量的关键控制参数。常一线抽出温度的波动会影响到常顶和常二线的操作。常一线抽出温度高，则常一线产品质量重；常一线抽出温度低，则常一线产品质量轻。后续装置进料加工原料变轻。

常一线流量波动原因分析:

1、4月2号装置加工原油罐34#罐，比例：北疆11%，南疆57%，北稠3%，吐稠6%，凝析12%，青海4%，哈坦7%，密度839.8kg/m³。加工原油变化不大，且原油是在3月25日就已经在装置加工，所以不存在原油性质突变造成常一线流量变化。

2、当时常顶温度121℃，顶压0.134Mpa，由于常压塔顶温度过低，顶压过高，常一中流量过大，造成常压塔上半部分汽化量不足，长时间造成常一线集油箱液位不高不是满液位，当压力突然升高常顶油量增加，从而出现部分携带，造成常一线来油不好，因此造成常一线抽出量波动。

3、根据历年检修期间打开常压塔查看，常压塔顶40-50层塔盘腐蚀严重，甚至部分浮阀腐蚀完塔盘有空洞现象，因此直接造成漏液现象，再者还有常一线抽出口油泥铁锈结盐等杂质造成堵塞严重，当汽化量突然变化造成压力突增重开堵塞处后流量趋于稳定。

四、制定对策

1、通过提高初馏塔塔顶温度，提高初馏塔石脑油干点从而增加初馏塔顶石脑油收率，以此降低常压塔塔顶负荷和减轻常压炉的负荷，再者调整常一线流量、温度波动采取措施首先提高常压塔顶温度，将常压塔顶温度通过降低常压塔顶冷回流流量、常压塔顶循环流量、常一中流量等措施提高常压塔顶温度到125℃以上，降低常压塔顶压力至0.125Mpa左右，为保持常压塔上部足够的汽化量，根据塔顶压力适当提高常压塔塔底吹汽量。

2、通过塔顶冷前冷后数据分析对比发现常压空冷冷却效果差，检修后期空冷设备外侧杂物影响换热效果，内部管束由于油泥等杂志堵塞造成流通量变小，换热效果变差，所以经过采取在线高压水枪冲洗常压塔空冷外侧，冲洗空冷外侧灰尘杂质提高空冷管束的冷却效果。

3、由于E504是热媒水与常顶油换热，降低热媒水温度成为攻关要点，所以对常压框架热媒水循环水换热器E607进行在线冲洗，依此来降低热媒水温度，E607循环水侧接临时线反向冲洗循环水侧杂质从而提高换热器换热效果，经过冲洗热媒水降低2℃，达到了降低E504出口温度的目的。

4、根据日常操作参数和工艺调整，在2023年检修期间将常压塔顶10层塔盘材质升级，加强常压塔顶低温部位注剂注水腐蚀管理，保证常压塔顶部分设备腐蚀减缓，力争平稳运行一个检修周期。

结论：经过调整常压塔操作趋于平稳，从4月2号到现在截止，常一线抽出量再没有大幅波动，常压塔操作平稳，各侧线抽出温度流量再没有大幅波动，给下游航煤加氢装置平稳生产奠定了坚实基础，为常减压装置长周期运作提供了保障。