大港石化延迟焦化装置接触冷却塔系统技术拓展

张磊

中国石油天然气股份有限公司大港石化分公司 天津 300280

1 生产现状及存在的问题

1.1 装置现状

延迟焦化装置由中油华东设计院设计,2003年底开始建设，2004年11月建成投产。经历过5次检修技术改造，装置以大港减压渣油为主要原料，目前年处理能力为120万吨，主要产品为汽油、柴油、液化气、蜡油、石油焦，副产品为干气。

装置位于厂区西南，占地2.4万平方米。装置主体包括焦化、分馏、吸收稳定三部分，辅助系统包括焦炭塔水力除焦和天车装置，系统配套有配电室、仪表室、高低压水泵房、压缩机房、焦炭储运装车场等。工艺上采用一炉两塔、单井架水力除焦、无堵焦阀密闭放空的先进工艺，生焦周期为24小时，设计循环比为0.4，额定工况下在0.3-0.45之间可调。

1.2 存在问题

（1）接触冷却塔塔盘吹翻问题。延迟焦化装置接触冷却塔在每次检修时均发现有塔板不同程度的被吹落，有时仅剩顶部两三层，每次开工月余便发生塔板掉落迹象。由于塔内件部分失效，造成了蜡油及焦粉上行，被油气带到空冷系统，造成空冷器和水冷器堵塞，效率低，效果差。

（2）污油脱水难，装置内、外的污油无法实现全回炼。装置内的污油主要是接触冷却塔底油和预热甩油。装置外污油主要是南区污水提升站污油（含水较高）、电脱盐废水处理器污油（含水较高）、莱特污油（含水较低）、公用系统污油（含水较低）等。装置内、外的污油首先进入污油罐D-3203/AB进行升温、沉降、密闭切 水，然后将污油罐D-3203/AB中的污油当做急冷油进行回炼。期间污油脱水难的问题一直没有得到好的解决，造成装置内、外污油无法实现全部回炼。由于公司污油的来源复杂，性质变化较大，含有重组分的污油在做急冷油时容易在大油气线形成液相组份，液相组份和焦粉颗粒相结合会形成油气线结焦的诱导因子，易造成焦炭塔大油气线结焦趋势加剧，对装置长周期安全平稳运行存在生产隐患。

2 对存在问题进行分析

利用2017年装置检修的契机，对接触冷却塔实施以下的技术改造：

①塔板加固；②接触冷却塔进料线扩径至DN700并增设进料分布器；③采用两层高效防堵实心锥型雾化喷嘴组成的喷射式分布器代替常规的挡板内件；④采用冷热油混合控温，流量相对稳定的控制方案；⑤根据喷嘴要求配置相应的过滤器；⑥投用塔底加热器，保证塔底温度在160℃以上。

3 实践中解决问题的过程

3.1 塔盘的改造

接触冷却塔每次检修时均发现有塔板不同程度的被吹落，有时仅剩顶部两三层，主要原因是由于接触冷却塔的塔盘，采用的是6层人字挡板，焦炭塔在冷焦工序中，冷焦塔油气改进接触冷却塔时，油气气速过快，高速油气流进入接触冷却塔后，对塔盘造成冲击，造成塔盘脱落，严重影响了接触冷却塔操作。为了避免高速油气对塔盘的冲击，同时提高塔效率，将原6层人字挡板取消，采用两层高效防堵实心锥型雾化喷嘴组成的喷射式分布器代替常规的挡板内件。

喷淋采用上下2层错层布置，冷焦塔高速油气通过主管道进入分布器，再经过分布器均匀分布到9个洗涤喷嘴中，通过喷嘴以雾状向下喷出，材质选316L不锈钢。喷嘴2层共18个喷嘴及其12根支管和2根主管。一层孔隙4.76mm，最小流量3.18m³/h，操作压力0.5-20bar，二层孔隙14.3mm，最小流量3.0m³/h，操作压力0.2-20bar。

3.2 流程的优化改造

本次改造，对塔内部构件进行了更换，用两层高效防堵实心锥型雾化喷嘴组成的喷射式分布器代替常规的挡板内件。因此，在外部流程上，也需要进行相应的配套改造。主要改造如下：

（1）流程改造1：增加塔内补充热蜡油措施。改造目的：接触塔底温度控制在180℃，塔顶控制150℃，并且接触系统24小时运行，将塔底油内水分进行充分蒸发，减少改接触后热油气进入，塔底油内水分短时大量汽化造成对塔盘的冲击。

（2）流程改造2：接触冷却塔底油增加做急冷油回炼。改造目的：针对装置污油作为急冷油时，污油脱水不彻底的问题，本次流程改造，实现了污油能全部进接触冷却塔回炼脱水，保证装置不外甩污油，增加经济效益。同时避免污油脱水困难给装置造成的生产波动，消除安全隐患，保证装置长周期运行。

（3）流程改造3：采用冷热油控制温度，保证喷头工作状态。改造目的：为提供更好的气液接触，下部回流主要为塔底热油，上部回流主要是冷却后的冷油。为了保证喷嘴工作状态最佳，采用了冷热油混合控温，流量相对稳定的控制方案。

4 解决的效果、经济效益或社会效益

本次改造后，于2017年7月投产运行，经多次调试运行，基本达到了预期效果，解决了改造前存在的问题。一方面，解决了接触冷却塔塔盘吹翻问题。在运行过程中，按照设计要求，有效的控制住了塔底顶温度，空冷运行效果良好。改造前，接触冷却塔空冷堵塞率在50%（4台空冷堵塞），严重影响了安全生产，改造后，空冷堵塞率降低到25%（1-2台空冷存在堵塞），对安全生产的影响降低。二方面，有效的解决了污油脱水的问题。改造前，污油脱水从塔下部进入，没有分布管，含水污油直接与塔底油混合，造成塔底重沸器负荷过大，塔底温度不易提高，且造成塔底油带水，引起塔底泵抽空。改造后，污油从塔顶部进入，经分布管，将污油均匀的分布，和塔下部来的热油气换热，将污油中的水分均匀的加热蒸发出去，使污油达到有效的脱水。

5 结语

（1）保证接触冷却塔内焦粉洗涤充分，避免接触冷却塔顶焦粉堵塞。接触冷却塔顶空冷及后冷器运行效果良好，不凝气满足放火炬条件，放火炬温度基本控制在65℃以下，避免了不凝气带水对火炬系统造成安全隐患，提高了安全环保水平。做到装置的本质安全，具有良好的社会效益。

（2）接触冷却塔塔顶系统维护频次降低，降低了工人劳动强度。

（3）实现了装置内污油全部脱水回炼，同时承担了一部分装置外污油回炼，增加了经济效益。