對(duì)某廠減壓塔三線集油箱支撐梁局部部位產(chǎn)生腐蝕的原因及改進(jìn)措施進(jìn)行了研究。對(duì)支撐梁蝕坑形貌的檢查和分析表明該腐蝕為小孔腐蝕。對(duì)支撐梁的化學(xué)成分分析及對(duì)機(jī)械性能的檢驗(yàn)表明支撐梁的材質(zhì)發(fā)生了誤用,0Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼誤用為00Cr17Ni14Mo2奧氏體不銹鋼。對(duì)支撐梁的金相檢驗(yàn)表明其基體組織正常。電子探針的分析結(jié)果表明支撐梁局部腐蝕部位外表面的腐蝕產(chǎn)物中含有S^2-和Cl^-。通過(guò)分析小孔腐蝕機(jī)理和腐蝕條件,提出3種解決方案:應(yīng)采用00Cr17Ni14Mo2奧氏體不銹鋼;限制并降低進(jìn)入減壓塔內(nèi)的常壓重油中的雜質(zhì)含氯的無(wú)機(jī)鹽和氧的有機(jī)化合物的含量;采用陰極保護(hù)的方法。
1.1在燃料型常減壓塔蒸餾過(guò)程中,一般常壓蒸餾切割直餾汽油、煤油、輕柴油、重柴油等餾分,這些餾分經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單精制和調(diào)合成為合格產(chǎn)品;減壓蒸餾切割二次加工原料,如催化裂化原料、加氫裂化原料等,這些原料經(jīng)過(guò)輕質(zhì)化、補(bǔ)充精制和調(diào)合后,生產(chǎn)汽油和柴油等產(chǎn)品。這種常減壓蒸餾工藝一直被各大煉油廠使用。由于常壓塔進(jìn)料段氣液分離是一次閃蒸過(guò)程,而提餾段汽提又難以實(shí)現(xiàn)輕組分完全汽化〔1〕,因此常壓渣油中必然含有部分柴油餾分。這些柴油餾分在減壓塔中與重質(zhì)組分一起被分離用作二次加工原料,要生產(chǎn)合格產(chǎn)品尚需經(jīng)過(guò)裂化、精制等過(guò)程,而且柴油餾分經(jīng)過(guò)裂化后,部分變?yōu)檩^輕的汽油、液化氣等〔2〕。這不僅降低了一次加工柴汽比,而且增加了二次加工負(fù)荷,增加了單位煉油成本。
1.2目前,國(guó)內(nèi)針對(duì)該問題主要有兩種解決方案:一是改造常壓塔提餾段;二是減一線餾分油返常壓塔回?zé)?。由于裝置固有條件限制了常壓塔提餾段的改造,以及減一線餾分油回?zé)挶厝辉黾友b置能耗〔3〕因此對(duì)燃料型減壓塔上部進(jìn)行改造,由減一線直接生產(chǎn)柴油組分,取得了明顯效果。
2.1設(shè)計(jì)原則
2.1.1)盡量利用原有設(shè)備,少動(dòng)改,以節(jié)約投資.
2.1.2)盡量縮短施工工期,全部設(shè)計(jì)動(dòng)改保證在1個(gè)月的檢修時(shí)間內(nèi)施工完.
2.1.3)盡可能不增加新設(shè)備,不改變平面布置.
2.1.4)盡可能不增加公用工程消耗,不增加三廢排放量.
2.2設(shè)計(jì)規(guī)模及目的
2.2.1)設(shè)計(jì)規(guī)模按常壓進(jìn)料30010,相應(yīng)減壓系統(tǒng)進(jìn)料24010規(guī)模設(shè)計(jì).
2.2.2)改造目的改進(jìn)減壓系統(tǒng)工藝流程和換熱流程,合理利第4卷第4期勝利煉油廠第二常減壓裝置系統(tǒng)技術(shù)改造成功47用熱源.改進(jìn)減壓塔內(nèi)部結(jié)構(gòu),提高拔出率,滿足后續(xù)加工裝置對(duì)原料質(zhì)量的要求并提高本裝置的經(jīng)濟(jì)教益.減壓塔塔體及內(nèi)構(gòu)件采用耐腐蝕性能好的材質(zhì).延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命,解決減二線蠟油鐵離子含量超標(biāo)的問題.
3.1.1)取消減四線重洗滌油流程,消除了重洗滌油返混遣戚的重組份夾帶,使減二,減三線油殘?zhí)贾蹈叩膯栴}得到了解決.減四線油經(jīng)換熱后與減壓渣油合并去重油加氫裝置.
3.1.2)取消減三線內(nèi)回流,輕洗滌油改由減三線蠟油回流.便于流量控制和取得好的分餾效果.減三線泵由150--150更換為250--150,并增加一臺(tái)減三線油冷卻器.
3.1.3)減底渣油與減四線油合并前.引出一路至瀝青裝置.保證瀝青原料質(zhì)量.(4)換熱流程進(jìn)行局部調(diào)整.
3.2.1)為降低減壓塔壓力降,提高真空度,提高分餾效率,減少重組份攜帶,對(duì)塔內(nèi)填料和塔板進(jìn)行改造更新.將重洗滌段的舌型塔板改為規(guī)整填料.使之允許更高的空塔線速.將原,ⅲ段英特洛克斯填料改為高效波紋板規(guī)整填料.
3.2.2)為提高塔內(nèi)填料分離效果.減少重組份攜帶,對(duì)進(jìn)料分配器和液體分布器進(jìn)行改造.使氣,液均勻分布.加大了減壓塔內(nèi)進(jìn)料分配器與上部洗滌段之間的空塔高度.
3.2.3)下部集油箱改為新型結(jié)構(gòu),降低壓降,提高拔出率.33塔體及內(nèi)構(gòu)件更換材質(zhì),提高耐腐蝕性能,保證減二線蠟油鐵離子含量達(dá)標(biāo).塔體上部選用耐腐蝕的405復(fù)合鋼板,下部選用耐腐蝕性能極佳的317復(fù)合鋼板,內(nèi)構(gòu)件全部采用316或317不銹鋼.
某公司常減壓蒸餾II套裝置加工能力為2Mt/a,原設(shè)計(jì)為潤(rùn)滑油型常減壓蒸餾。在保持原工藝流程不變的情況下,一直按照燃料型常減壓蒸餾操作,加工原料為油田的石蠟中間基原油和石蠟基原油的混合油。由于裝置沒有重柴油采出流程,受輕柴油質(zhì)量限制,常壓渣油中370℃前的餾分含量一般為15%~17%,對(duì)應(yīng)原油的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù),常壓餾分汽柴油僅切割到原油實(shí)沸點(diǎn)的333℃,大量柴油組分進(jìn)入減壓塔,隨催化裂化原料進(jìn)入二次加工流程。因此,裝置現(xiàn)有操作工藝已經(jīng)不能夠滿足增產(chǎn)柴油的需要,有必要進(jìn)行改造。
常壓塔提餾段現(xiàn)有塔盤4塊,可供改造空間不足以滿足分餾出全部柴油的要求,加上減一線、減二線分餾效果均比較差,減一線餾分油370℃前餾出量一般在60%、減二線餾分油370℃前餾出量一般在50%,單純的減一線餾分油返常壓塔回?zé)挸芎脑黾油?,還不能完全解決柴油組分進(jìn)入催化裂化原料的問題。因此,提出對(duì)減壓塔上部進(jìn)行改造的技術(shù)方案,要求改造后的減一線直接生產(chǎn)柴油餾分,且減一線柴油餾分與催化裂化原料之間要基本實(shí)現(xiàn)清晰分割,以最大限度地在蒸餾裝置上增產(chǎn)柴油餾分。
?具體改造要求是:減一線餾程95%點(diǎn)(D86)溫度不大于365℃;減二線365℃(D86)以前的餾分含量<3%;改造利用減壓塔現(xiàn)有空間,減壓塔塔體不加高。
某公司委托合作單位對(duì)減壓塔進(jìn)行了全塔工藝計(jì)算后,認(rèn)為在減一線采出柴油餾分是完全可行的,并進(jìn)行了工藝設(shè)計(jì)。分析本次減壓塔的改造,主要難點(diǎn)是塔內(nèi)空間的局限性限制了相關(guān)工藝設(shè)計(jì),具體有以下幾點(diǎn):
3.3.1)因常壓塔塔底油中含柴油餾分較多,改造后減一線產(chǎn)品的量明顯增加,要求塔頂循環(huán)段必須有足夠的換熱面積,一方面保證減一線產(chǎn)品的抽出量,另一方面保證減壓塔頂?shù)臏囟瓤刂?,避免柴油餾分從減壓塔頂損失和影響減壓塔頂真空度。
3.3.2)要保證減一線和減二線之間有足夠的分離效率,就要保證分離段內(nèi)有一定的液體噴淋密度,即減一中取熱較大,必須保證塔內(nèi)換熱面積及換熱效率。
3.3.3)要滿足減一線出柴油且減二線柴油餾分盡量少,要求減一線和減二線之間要有足夠的塔板數(shù)或適當(dāng)?shù)奶盍细叨取?/div>
針對(duì)以上難點(diǎn),結(jié)合改造要求和利用現(xiàn)有減壓塔空間,制訂改造方案如下
3.3.3.1)原塔頂循環(huán)段塔徑為3.4m,塔頂循環(huán)換熱段填料為1.8m高的50號(hào)因特勞克斯填料。填料段下面是球形封頭變徑段,以下是主體部分,直徑為6.4m。塔頂循環(huán)集油箱在變徑段以下Φ6.4m處。本次改造將塔頂循環(huán)段改造為換熱效率高的BY-ⅡA填料,填料高度為2m,配合以高效液體分布裝置。將集油箱設(shè)置在Φ3.4m的塔節(jié)上,以節(jié)省塔內(nèi)空間。減一線將塔頂循環(huán)冷凝下來(lái)的液相通過(guò)集油箱采出??紤]熱量調(diào)節(jié)和流量調(diào)節(jié)的難易程度,本套集油箱設(shè)置了內(nèi)回流結(jié)構(gòu),當(dāng)需要用流量調(diào)節(jié)產(chǎn)品質(zhì)量時(shí),啟用內(nèi)回流結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
3.3.3.2)原減一中段在Φ6.4m處采用23號(hào)和24號(hào)2塊塔盤換熱。本次改造將減一中段改造為換熱效率高的BY-ⅡA填料和換熱效率較高、通量很大的BY-ⅠA填料,以適應(yīng)填料段內(nèi)氣液負(fù)荷的變化,BY-ⅡA填料在上面,填料層高度為0.4m,BY-ⅠA填料在下面,填料層高度為0.8m,配合高效液體分布裝置,保證了減一中段的充分換熱,同時(shí)又降低了壓力降。為充分利用球形封頭處的塔內(nèi)高度,本次改造采用Φ5m的套筒將原塔在塔內(nèi)縮徑。將特別設(shè)計(jì)的集油箱設(shè)置在填料段下面,即保證減一中餾分的抽出,同時(shí)也保證塔內(nèi)回流。
3.3.3.3)原減一線和減二線間的分離段只是21號(hào)和22號(hào)2塊塔盤,分離效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。同時(shí)原塔在減二線和減二中之間有19號(hào)和20號(hào)2塊塔盤用作分離?,F(xiàn)在減二線及以下各側(cè)線產(chǎn)品都作為催化裂化原料,相互之間沒有分離要求,因此本次改造將19、20、21和22號(hào)塔盤全部拆除,采用效率很高的BY-ⅢA填料,并配合以高效的液體分布裝置進(jìn)行分離。由于本段需要一定的液相噴淋密度,以保證填料效率的充分發(fā)揮,本次改造也采用了Φ5m的套筒將原塔在塔內(nèi)縮徑。
3.3.3.4)由于空間限制,減一線產(chǎn)品與減二線產(chǎn)品仍不能脫空,減二線餾分中仍含有部分柴油餾分。本次改造利用原汽提塔對(duì)減二線產(chǎn)品進(jìn)行汽提,并將此汽提塔改造為規(guī)整填料塔,使減二線產(chǎn)品達(dá)到365℃(D86)以前的餾分含量<3%的要求。
3.3.3.5)減二線以下保留原塔板,
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本次改造于常壓操作基本不變,改造前后的減壓塔上部操作條件及產(chǎn)品餾程分別表1和表2。
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表1?改造前后減壓塔上部操作條件
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名?? 稱 | ?改造前 | 改造后 | 設(shè)計(jì) |
原油加工量/t.h-1 | 185 | 175 | 214 |
塔頂溫度/℃ | 91.7 | 92 | 90 |
頂循流量/ t.h-1 | 28.0 | 28.8 | 61.0 |
頂循返塔溫度/℃ | 40~50 | 40~50 | 70 |
減一線餾出溫度/℃ | 98.5 | 216.8 | 155.8 |
減一線餾出量/ t.h-1 | 3~5 | 12.2 | 16.1 |
減二線餾出溫度/℃ | 215 | 280 | 274.9 |
減二線餾出量/ t.h-1 | 8.0 | 9.44 | 21.8 |
減二線汽提蒸汽量/kg.h-1 | 0 | 100~150 | 200 |
減一中餾出溫度/℃ | 178 | 255.5?? | 248.4 |
減一中返塔溫度/℃ | 120 | 118.4 | 150 |
減一中流量/ t.h-1 | 16.7 | 30.6 | 75.3 |
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表2改造前后減壓塔上部產(chǎn)品餾程
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項(xiàng) 目 | 餾程/℃ |
初餾點(diǎn) | 2% | 5% | 10% | 50% | 90% | 95% | 98% |
改造前 | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? |
減一線 | 240.5 | 251.5 | 269 | 276.5 | 324 | 383 | 405 | 412 |
減二線 | 265 | 302 | 312 | 322 | 371 | 414 | 425 | 431 |
改造后 | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? |
減一線 | 274 | 283 | 290.5 | 297.5 | 324.5 | 350.5 | 356.5 | 359.5 |
減二線 | 351 | 368 | 375 | 383 | 408 | 458 | 472 | ? |
設(shè)計(jì) | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? |
減一線 | 254.9 | 259.2 | 266.4 | 280.5 | 327.4 | 358.2 | 364.7 | 369.5 |
減二線 | 351.6 | 362.1 | 368.8 | 372.0 | 387.6 | 411.8 | 416.9 | 420.4 |
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從表1和表2數(shù)據(jù)可見,通過(guò)本次改造,減一線柴油產(chǎn)量為12.2t/h,日增產(chǎn)直餾柴油292.8t,增加直餾柴油收率7%,最大限度地提高了一次加工柴汽比。減一線柴油餾程98%點(diǎn)為359.5℃,減二線催化裂化原料VGO餾程2%點(diǎn)為368℃,基本實(shí)現(xiàn)了直餾柴油與催化裂化原料VGO的清晰分割,達(dá)到了預(yù)期的改造目的。
經(jīng)過(guò)半年的運(yùn)行,依據(jù)原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù)與改造后裝置實(shí)際收率數(shù)據(jù)得出,此次改造將常減壓汽柴油餾分切割到了原油實(shí)沸點(diǎn)的370℃,比改造前提高了37℃。因減少催化裂化原料、增產(chǎn)直餾柴油,每年僅減少催化裂化、加氫精制二次加工成本就為公司降本增效2 200萬(wàn)元以上,如考慮因二次加工帶來(lái)的高附加值產(chǎn)品收率損失,則經(jīng)濟(jì)效益將更為顯著。
原料和產(chǎn)品改造前后原料和產(chǎn)品品種不變?cè)蠟槌核字赜?產(chǎn)品為減頂油,減一,二,三,四線蠟油和減底渣油.改造前后產(chǎn)品質(zhì)量變化情況見表.襄1改造前后產(chǎn)品質(zhì)量變化情況仙氣鎳合利用工程主要操作參數(shù)改造前后主要操作數(shù)據(jù)見表2.表2改造酋后主要操作戤據(jù)7改造效果及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析減壓部分技術(shù)改造由設(shè)計(jì)院承擔(dān),完成施工圖設(shè)計(jì)并標(biāo)定考核均達(dá)到了預(yù)期指標(biāo).開工操作平衡,運(yùn)行良好,效果明顯,效益顯著.各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了裝置歷史的最好水平.
3.4.1)取消重洗滌油流程后,降低了能耗,簡(jiǎn)化了操作.
3.4.2)減壓餾份油重疊度減少.干點(diǎn)等質(zhì)量指標(biāo)很容易控制.產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高.減二線油鐵離子含量降至1.2,滿足了裝置對(duì)原料質(zhì)量的要求.減三線做為催化裂化原料,質(zhì)量大為改善.外觀色度由原來(lái)的深褐色變?yōu)闇\黃褐色,殘?zhí)恐挡淮笥?%,做催化原料可減少生焦量.多產(chǎn)輕油,提高催化裝置的經(jīng)濟(jì)效益.