20消泡剂在延迟焦化装置的应用

2020 消泡剂在延迟焦化装置的应用消泡剂在延迟焦化装置的应用 张宝龙 （中石化股份有限公司天津分公司联合四车间） 摘要：本文对中石化股份有限公司天津分公司联合四车间延迟焦化使 用消泡剂的缘故进行了分析，以及从对消泡剂的使用原理、方法和标定情 形进行了介绍，同时也介绍了 T 型消泡剂在延迟焦化中试用的情形，并对 其成效进行评判。 关键词：延迟焦化消泡剂泡沫层焦炭塔标定 1 前言 延迟焦化工艺是将渣油经深度热裂化转化为气体、汽油、柴油、蜡油 和焦炭的加工工艺，它是炼厂渣油加工及提升轻质油收率的重要手段，它 投资和操作费用低，对不同原料习惯性强，技术成熟。 中石化股份有限公司天津分公司的100 万 t/a 延迟焦化装置是分公司的 要紧渣油加工装置，装置设计原料为减压渣油，采纳两炉四塔工艺，生焦 周期为 24 小时，主体包括焦化、分馏、吸取稳固、加热炉、放空系统、气 压机等几个部分。该装置于 1996 年 12 月试车一次成功。 随着处理量的逐步加大，焦炭塔泡沫层及空高与安全生产的矛盾更为 突出，带来的直截了当后果是焦炭塔雾沫夹带严峻，把来不及沉降下的焦 粉带到分馏塔内，进入分馏塔底部后，又通过加热炉管，焦炭在炉管内形 成结焦因子，加剧辐射炉管的结焦，进而形成恶性循环。携带的大量焦粉 不仅导致焦炭塔顶油汽线的结焦倾向加大，而且持续在分馏塔底沉积，堵 塞过滤器，进而导致分馏塔底和进料段严峻结焦，甚至导致焦化加热炉炉 管结焦，严峻阻碍焦化装置的安稳长满优运行。 为了习惯目前延迟焦化大处理量的生产要求，有效抑制焦炭塔泡沫层 高度，降低焦粉携带量，我们采纳江苏某厂生产T 型消泡剂（用 T 代表其 产品名称） ，将其注入塔内。2000 年大修期间增设了消泡剂设施，注入点位 置在四通阀前转油线。通过一段时刻的使用，经调研得知消泡剂从焦炭塔 顶部注入成效要比焦炭塔底部注入的消泡成效好。因此在2002 年大修过程 中又增设了消泡剂注入焦炭塔顶部的设施（保留了原先塔底注入设施） ，并 消泡剂 消泡剂 开始投入使用。如图-1 所示。2002 年 9 月 18、20 和 注入点 四通阀 注入点 22 日装置对焦炭塔注 消泡剂进行了标定试验，试验结果表明：延迟焦化大处理量条件下，T 型消 泡剂能有效降低油中焦粉携带量和降低泡沫层高度。 F-101/1.2 2003 年该焦化装置始终保持着满负荷运行，全年共加工减压渣油112 四通阀前注入消泡剂焦炭塔顶部入消泡剂 万吨，约超过设计负荷的 12%左右，该装置对提升炼油厂的轻油收率、柴 汽比以及产品质量起到了专门重要的作用。 图-1 2 消泡剂简介 2.1 T 型消泡剂性质 该消泡剂为低硅消泡剂， 化学性质稳固,低毒,无腐蚀性,适用于延迟焦化 工艺中抑制及防止焦炭塔生焦过程中汽液体的发泡。其规格如下见表1。 表 1 项目 外观 运动粘度（40℃） ，mm2/s 密度（20℃） ，g/ml 开口闪点，℃ 抗泡性试验 离心试验（3000r/min） T型消泡剂 白色乳状液 200～350 0.97±0.1 ≥300 合格 不分层 2.2 消泡原理 消泡剂是一些表面张力和溶解度专门低的物质，当消泡剂微粒接触 气泡表面时，会降低接触点上液膜的表面张力，致使液膜变薄；同时使气 泡之间合并，最终导致破裂。同时消泡剂的疏液性可不能形成泡沫稳固的 定向排列，而是不平均的吸附在液膜上或顶替汽液界面上的发泡基因，使 汽液界面张力局部下降，达到消泡的目的。因此，在焦炭塔的生焦过程中 注入消泡剂，能够抑制甚至排除焦炭塔内的泡沫，从而降低焦炭塔内泡沫 层高度。 消泡性能良好的消泡剂应具备以下性质： （1）在有关的工艺条件下不 溶于发泡介质； （2）比发泡介质更低的表面张力； （3）在发泡介质中有专 门好的分散性； （4）与发泡介质不发生化学反应； （5）化学性质稳固,低毒, 焦炭塔顶注入 无腐蚀性。只有具备上述性能的消泡剂才能适用于延迟焦化工艺，抑制和 防止焦炭塔内汽液体的发泡。 消泡剂罐 2.3 设施情形 料活塞泵、2 台消泡剂注入活塞泵。 3 消泡剂进料泵 标定方案 3.1 标定流程 图-2 3.2 标定方法 在延迟焦化的实际生产中，焦炭塔的焦高是通过Co60 料位计来确定 的。我装置焦炭塔的有效塔高为 31.5m，Co60 料位计安装在 22.4m，对焦 高进行监控。由于每个焦炭塔仅有一个 Co60 料位计，因此不能显示出塔内 泡沫层高度，只能从料位计在DCS 内显示的开停切换来确定塔内介质高度 是否到达 Co60 料位计这一高度。 鉴于此种缘故， 我装置采纳标定的方法是： （1）恒定加热炉进料量及进料温度，即保持辐射量为 40t/h（分支） ， 辐射出口温度设定 495C，这两个参数在单塔生焦过程中不变，将阻碍焦 炭塔生焦高度的因素恒定。 （2）选定 1 号焦炭塔作为标定塔，在达到生产条件后，标定塔开始进 实测焦高点 料，生产过程连续到Co60 料位计报警，赶忙停止进料，现在焦炭塔内物料 泡沬层高度 焦炭塔 延迟焦化消泡剂设施要紧设备包括：1 台消泡剂贮存罐、1 台消泡剂进 四通阀 四通阀前注入 辐射油自加热炉出口来 消泡剂注入泵 Co 60（22.4m ） 高度已到达 Co60 料位计这一高度， 而塔内物料组成实际为位于下层的焦炭 和位于上层热态泡沫层。然后进行冷焦操作，达到除焦条件后，测量塔内 焦炭的高度，那个实测的高度与 Co60 料位计的高度之差即为泡沫层高度， 如图－3 所示： 图-3 （3）为了便于对比消泡剂的消泡成效，消泡剂的注入方式分为三种： ① 在焦炭塔正常生产时不注入，以便取得原始数据。 ② 在焦炭塔正常生产时将消泡剂由四通阀前注入，注入量为40ppm。 ③ 在焦炭塔正常生产时将消泡剂由焦炭塔顶部注入，注入量为40pp m。 4 标定过程 9 月 18、 20 和 22 号在 1 号焦炭塔的塔顶和塔底四通阀前进行注入消泡 剂试验。第一对消泡剂注入泵进行调试。18 号标定先不注入消泡剂进行测 试；20 号标定由四通阀处注入消泡剂，注入量为40ppm；22 号标定由 1 号 焦炭塔顶处注入消泡剂，注入量为 40ppm。 5 标定分析 5.1 标定数据 T 型消泡剂标定取得泡沫层的数据，如表-2； 表-2 日期 9.18 9.20 9.22 注入方式 不注入消泡剂 焦炭塔底部注入消泡剂 焦炭塔顶部注入消泡剂 至报警时生产时刻 23h20min 24h30min 25h30min 实测焦高 17.9m 19.4m 19.9m 泡沫层高度 4.5m 3.0m 2.5m T 型消泡剂注入后各后续产品固溶物含量，如表-3； 表-3 产品 汽油 顶循油 柴油 中段油 蜡油 9 月18号（不注入） 上午 0.4% 0.4% 0.1% 0.6% 0.6% 下午 0.3% 0.4% 0.1% 0.5% 0.8% 9 月20号（底部注入）9 月22号（顶部注入） 上午 0.2% 0.2% 0 0.4% 0.4% 上午 0.4% 0.4% 0.1% 0.6% 0.6% 下午 0.3% 0.4% 0.1% 0.5% 0.8% 上午 0.2% 0.2% 0 0.4% 0.4% 5.2 标定分析 标定试