SFJ－1减粘防焦剂在减粘裂化装置的工业试验

SFJ1减粘防焦剂在减粘裂化装置的工业试验总结彭昱峰 摘要 在减粘裂化装置中试用SFJ-1减粘防焦剂，能阻止炉管内高温渣油结焦、提高炉出口温度和轻油收率，实现高苛刻度生产，延长炉管烧焦周期，有利于保护炉管，提高经济效益。关键词 减粘裂化装置 防焦剂 减粘炉 高苛刻度生产 炉管外表温度 焦含量 烧焦周期 轻收 降粘率 延迟焦化装置1 前言近年来，随着广石化炼油装置全炼进口原油量的加大、加工品种的增加、以及加工深度的不断提高，使减粘裂化装置原料的性质变得越来越差：装置处理的原料不仅是常减压蒸馏深拔后的减压渣油，而且掺炼20%左右的溶剂脱沥青装置的硬沥青。在1998年8月2000年3月期间，加热炉出口温度维持在420的条件下进行低苛刻度生产，是可以实现长周期安全生产的，但其轻油收率只有3%左右，无法更好地发挥装置的经济效益。自从2000年减粘加热炉实施高苛刻度生产以后，炉管内壁容易结焦且速度加快，传热效率下降，使炉管外表温度上升，甚至超工艺指标要求（650）而烧穿炉管，从而迫使装置在降低生产负荷的同时，又降低炉出口温度（420）进行低苛刻度的操作，轻油收率一直在2.5%4.5%徘徊，还导致装置物耗、能耗增大，严重影响装置经济效益的发挥，而且到最后还要被迫停工烧焦，因此减粘炉管结焦是该装置长周期生产的一大安全隐患。为了解决减粘炉在高苛刻度生产条件下，而出现炉管内壁结焦的安全隐患，确保装置实现长周期安全生产，提高装置经济效益；广州分公司与齐鲁石化胜利炼油技术研究所通过认真协商，决定在减粘裂化装置的混合原料中注入SFJ1防焦剂，因为该产品具有抑制结焦，延迟起始结焦的反应温度，促进热裂化反应，提高轻油收率，改善燃料油性能的作用；本文就该剂在减粘装置高苛刻度条件下的工业试用情况进行总结。2 装置概况广石化减粘裂化装置是引进荷兰壳牌公司和鲁姆斯公司的上流反应器式减粘裂化专利技术（简称SSV），由中石化北京设计院进行工程施工图设计，于1989年9月建成投产，处理能力为100万吨/年，设计原料为70减压渣油和30溶脱装置的硬沥青混合油或纯减压渣油；该装置以降低原料的粘度为主，同时生产粗汽油、粗柴油和商品燃料油三种产品。当减粘渣油粘度达不到燃料油产品指标要求时（运动粘度V100200mm2/s），再用催化油浆或柴油进行调和，不稳定汽油、柴油经加氢精制后作成品油出厂。3 防焦剂的工业应用试验3.1. 防焦剂的性能及使用方法 由齐鲁石化胜利炼油技术研究所研制的SFJ1减粘防焦剂的物化性能如下表： 表-1项目质量标准分析方法密度（20 g/cm3）0.90-1.0GB/T1884凝 点（）50GB/T261运动粘度（20mm2/s）7.5%9.0%），又能阻止炉管内结焦，延长生产周期。2） 从表-4可以看出，掺炼半沥青使减粘渣油焦含量明显增加。2001年10月10日掺炼20.5%的半沥青,与2002年3月13日不掺半沥青比较，同在注入防焦剂,炉出口温度445的工况条件下，测得减粘渣油焦含量前者为0.07%、后者为0.05%，其他炉出口温度下也有类似的结果。即掺炼半沥青后，减粘渣油焦含量要增加0.02%以上，炉管内结焦倾向明显增强，烧焦周期相应缩短。 3） 从表-4还可以看出，不论是掺炼半沥青还是不掺半沥青，减粘渣油为焦含量都随炉出口温度的上升而增加。第一阶段炉出口温度提高5，减粘渣油焦含量增加0.04%。但按理论推算，当炉出口温度提高510，其裂化反应速度加快12倍。如果不注入防焦剂，其焦含量应上升到0.1%0.2%；实际上炉出口温度上升10（即达到450），在注入防焦剂后，焦含量能控制在0.08%0.1%，并未继续上升，说明注剂后抑制了生焦或减缓了结焦速率。 4） 从表-5减粘渣油馏份分析的结果来看，随着炉出口温度的提高，减粘渣油的粘度下降，其中500的馏份蜡油提高了56，说明渣油中的胶质和沥青质有一部分随着反应温度的提高而发生了热裂化侧链断裂反应，从而提高了轻油收率，并降低了减粘渣油的粘度。第一阶段试验的降粘率为：（605478）60510021。4.2 加热炉实际运行情况对比、论证防焦剂功效对比注剂前后减粘炉的实际运行情况，进一步论证防焦剂的作用，有关统计分析结果详见表-6。1） 减粘炉第九周期检修后，于2001年3月27日开工正常。由于炉出口温度达到440445高苛刻度的条件下运行，由于当时未注剂只维持半个月的时间便出现炉管结焦现象，结焦速度为15天，以后的141天炉出口温度只能降低至400371的温度下运行至停炉烧焦。2） 2001年9月装置停炉烧焦、检修后，于9月20日至11月19日进行第一阶段的试验并坚持注剂61天，由于防焦剂抑制了炉管内生焦，加热炉出口温度始终在440447的高苛刻度下安全运行。但从11月20日起停止注剂后，炉管表面温度开始逐步上升，至12月21日起炉管出现结焦现象，结焦速度为92天；炉温降低至407维持生产，最后于2002年1月13日被迫停炉烧焦，烧焦周期116天。3） 从2002年1月21日装置开工正常生产，即从25日起一直坚持注剂85天，并进行第二阶段的试验，减粘炉按高苛刻度生产（炉出口温度440），试验期间累计轻收达到11.85%，但从4月19日起停止注剂后，再次验证第一阶段试验停注剂后的结果,即停注剂40天左右炉管出现结焦现象, 结焦速度为125天；于6月14日停炉烧焦，烧焦周期141天。4） 减粘防焦剂经过两个阶段的试验，在获得明显功效的基础上，决定从2002年7月3日开工正常后，坚持不间断的注剂，终于使减粘炉实现了长周期、高苛刻度安全运行的目标。至2003年2月24日装置计划停工大修止，累计轻收9.85，只有2根炉管出现轻微的结焦现象，结焦速度延长至230天，烧焦周期达到236天；从而打破了减粘炉每隔3个月就要停炉烧焦的惯例。 从以上实际生产统计情况的对比，更进一步说明了防焦剂有抑制生焦的功效，达到延长减粘炉的烧焦周期，提高炉出口温度和轻油收率，实现长周期安全生产的目的。5 经济效益分析使用减粘防焦剂能够抑制炉管生焦，使加热炉维持在高苛刻度下生产，提高轻油收率，延长装置生产周期，直接和间接经济效益体现在以下几个方面： 1）减粘炉高苛刻度生产，提高了减压渣油的热裂化深度，轻油收率有明显提高。以每月加工量为75000吨计，炉出口总管温度由440提高至445，轻油收率提高35%，每月至少增产轻油1950吨。而增产轻油和减少重油的单价差按800元计算，防焦剂消耗按注入量100ppm，单价按40000万元/吨，每月需要增加防焦剂成本7500010010-640000=30104元，因此注剂后每月增加的经济效益为126万元（19508003000001260000）。2）炉停烧焦操作需8天时间，这不仅减少了有效的生产时间，而且增加能耗物耗，据统计一次烧焦操作增加成本费用50万元以上。3）减粘防焦剂能够抑制炉管生焦，减少烧焦操作次数，相对延长了炉管的使用寿命，减少了设备资金的投入，从而获得很可观的间接效益。 4）延迟焦化的反应机理与减粘裂化装置的相同，广石化分公司已决定将减粘防焦剂的试验成果运用于延迟焦化装置之中；目前已完成可行性的调研和注剂设备的安装工作，拟于2003年3月停炉烧焦后，在焦化炉中注入防焦剂，更进一步的推广应用。6 结论SFJ1减粘防焦剂具有抑制高温渣油在炉管内生焦的功能，可以使减粘炉在高苛刻度下（440445）安全运行，能有效的提高炉出口温度510，减粘装置的轻油收率提高35，减粘渣油的降粘率提高21以上，年效益达到1512万元。鉴于减粘裂化装置原料性质较差，在高苛刻度下组织生产存在炉管内结焦的安全隐患，为了保证装置在高苛刻度下长周期安全运行，减少炉管烧焦次数、延长炉管寿命，最大限度的发挥装置经济效益，有必要在减粘裂化装置中长期使用SFJ1减粘防焦剂。