鎮(zhèn)海焦化CDF10消泡劑的工業(yè)應(yīng)用

1、焦化cdf 10 消泡劑的工業(yè)應(yīng)用鎮(zhèn)海煉油化工股份有限公司 汪海棟 余水龍1、前言 鎮(zhèn)海煉化公司延遲焦化裝置原設(shè)計規(guī)模為80萬噸/年，以大慶減壓渣油為原料，采用兩爐四塔、有井架水力除焦、無堵焦閥的工藝，主體包括焦化、分餾、吸收穩(wěn)定和氣體脫硫四大部分。該裝置于92年1月26日試車一次成功。 97年，為適應(yīng)我公司大處理量和大規(guī)模加工中東高硫原油的需要，該裝置進行擴能改造，主要增加一臺輻射泵、一臺15000nm3/h的富氣壓縮機、兩臺高壓切焦水泵，使裝置達到110萬噸/年的加工能力。改造后，由于焦化生產(chǎn)大處理量和原料劣質(zhì)化，使得原料（渣油）在焦碳塔內(nèi)經(jīng)過高溫裂化反應(yīng)和縮合反應(yīng)，一方面在焦碳塔內(nèi)生成焦

2、碳，另一方面產(chǎn)生大量的油氣和在焦層上部形成反應(yīng)狀態(tài)的油氣泡沫層（泡沫層中攜帶大量新生成的焦粉顆粒），在大處理量條件下，容易造成焦碳塔霧沫夾帶現(xiàn)象，特別是在焦層達到一定高度時容易導(dǎo)致油氣攜帶大量焦粉進入分餾塔。從98年10月19日的標定核算看，在加工量2990t/h下，焦炭塔的空塔線速為0.10m/s，而中石化總公司（87年版本）推薦的焦炭塔空塔線速0.0915m/s，超負荷9.3%。在加工量3150t/h情況下，空塔線速超30%以上，帶來的直接后果是焦炭塔霧沫夾帶嚴重，把來不及沉降下來的焦粉帶到分餾塔內(nèi)，進入分餾塔底部后，又經(jīng)過加熱爐管，焦炭在爐管內(nèi)形成結(jié)焦中心，加劇爐管結(jié)焦，形成惡性循環(huán)。攜

3、帶的大量焦粉不僅在分餾塔底沉積，堵塞輻射過濾器，而且直接導(dǎo)致分餾塔底和進料段嚴重結(jié)焦，甚至導(dǎo)致焦化加熱爐爐管結(jié)焦，嚴重影響焦化裝置的安穩(wěn)長運行。 99年4月份，焦化裝置停工大修時發(fā)現(xiàn)，因原料劣質(zhì)化和大處理量，分餾塔底和進料段三層人字擋板嚴重結(jié)焦，塔底循環(huán)系統(tǒng)堵死。5月份開工后，為維持大處理量，泡沫層焦粉攜帶問題仍無法解決，致使分餾塔底過濾器在短短2個月內(nèi)被迫清洗5次，不僅嚴重威脅安全生產(chǎn)，而且也限制了加工量的進一步提高。 為了適應(yīng)焦化原料劣質(zhì)化和大處理量的生產(chǎn)要求，有效抑制焦碳塔內(nèi)焦層上泡沫層高度，降低焦粉攜帶量，我們采用北京石科院研制的cdf 10 消泡劑，注入焦碳塔內(nèi)。該科研項目于1999

4、年7月2日開始標定試驗，試驗結(jié)果表明：焦化裝置在原料劣質(zhì)化和大處理量條件下，cdf 10消泡劑能有效降低油氣中焦粉攜帶量和降低焦碳層上部的泡沫層。2、 消泡劑注入工藝概況2.1 焦化消泡劑項目的設(shè)備主要包括1只消泡劑配制罐、1只柴油罐、2臺消泡劑活塞泵、1臺攪拌機。2.2 cdf 10 消泡劑性質(zhì)性質(zhì)：含硅消泡劑，適用于延遲焦化工藝中抑制及防止焦碳塔的發(fā)泡?；瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，低毒，無腐蝕性。2.3 cdf 10 消泡劑規(guī)格指標（見表-1）表-1項目規(guī)格指標單位運動粘度（40）3800 4200mm2/s開口閃點 60密度930 970kg/m3凝固點（20） -40儲存溫度-20 50溶解性能脂肪

5、烴、芳烴、鹵代烴等溶劑中可溶解儲存期一年2.4 消泡劑消泡原理 消泡劑通常是一些表面張力和溶解度很低的物質(zhì)，當(dāng)消泡劑微粒接觸氣泡表面時，會降低接觸點上液膜的表面張力，使液膜變薄。同時使氣泡之間合并，最終導(dǎo)致破裂。同時消泡劑的疏液性不會形成泡沫穩(wěn)定的定向排列，而是不均勻的吸附在液膜上或頂替汽液界面上的發(fā)泡基因，使汽液界面張力局部下降，達到消泡的目的。因此，在焦碳塔中連續(xù)注入消泡劑，可以抑制降低焦碳塔內(nèi)泡沫層高度。3、中子料位計 在實際生產(chǎn)中，可以通過中子料位計來確定焦碳塔焦高情況。鎮(zhèn)海煉化焦化裝置焦碳塔有效塔高為24米，分別在20米、22米安裝中子料位計，對焦高情況進行監(jiān)控。為了保證中子料位計的

6、準確性，在工業(yè)試驗前特意請北京廠家對中子料位計進行調(diào)試校正。下面是焦碳塔內(nèi)油氣、泡沫層狀態(tài)與中子料位計顯示對應(yīng)表：中子料位計顯示值0-7%7 30%30 60%60%以上顯示值表示意義油氣稀泡層濃泡層水碳層4、消泡劑配比濃度及注入流程4.1配比濃度 消泡劑和柴油混合，按1：9進行配比，配成10%（wt/v）的消泡劑溶液。按對比進料量中15ppm注入。4.2注入流程： 攪拌機 消泡劑罐柴油來 焦碳塔1、2 過濾器 四通閥 消泡劑泵 加熱爐輻射出口來5、試驗經(jīng)過及效果5.1消泡劑計量泵流量測試 考慮地面與焦碳塔39.5米有壓差因素，99年7月3日分別對泵-140/1、2進行實際流量測試，測試結(jié)果如

7、下：泵號泵-140/1泵-140/2泵活塞行程（mm）456810610實際流量（l/h）4.957.018.712.815.488.21195.2 試驗7月2日和3日，分別在1#、3#焦碳塔和2#、4#焦碳塔塔頂和塔底進料進行注入消泡劑試驗。消泡劑注入量從8.75l/h到12.5l/h進行測試。消泡劑注入時間為翻四通前5小時。5.2.1 操作條件名 稱單位7月2日12:007月2日16:007月3日12:007月3日12:007月4日12:00焦化原料伊朗：勝利：流花爐-1輻射出口溫度（南）495495496496496輻射出口溫度（北）495495495495495對流出口溫度（南）319

8、316315318322對流出口溫度（北）324310316321320爐膛溫度(74)647636644644644爐膛溫度(75)764797793779780爐膛溫度(te-6)758761777746759爐管表面溫度702745749744734爐管表面溫度751753758768758爐管表面溫度710751752758747輻射流量（南）t/h384039.838.538.7輻射流量（北）t/h374039.23839對流流量（南）t/h29.828.529.628.729.1對流流量（北）t/h29.829.229.929.329.6注水流量（南/北）t/h0.55 / 0.5

9、30.55 / 0.530.53 / 0.530.55 / 0.510.54 / 0.50氧含量%5.35.85.55.55.5爐-2輻射出口溫度（南）495495495495495輻射出口溫度（北）493495495496495對流出口溫度（南）322325321325319對流出口溫度（北）318321314322318爐膛溫度(71)717730723719727爐膛溫度(72)756762760754750爐膛溫度(te-6)762760751756757爐管表面溫度734724753742738爐管表面溫度749767756764753爐管表面溫度750735753749746輻射流

10、量（南）t/h3939.939.538.438.6輻射流量（北）t/h39403837.938.1對流流量（南）t/h30303029.529.3對流流量（北）t/h29303029.429.6注水流量（南/北）t/h0.55 / 0.550.55 / 0.530.55 / 0.530.55 / 0.520.55 / 0.56氧含量%5.85.65.55.861、2#塔頂溫度418413411409414焦炭塔塔底進料溫度489490489488491塔頂壓力mpa0.180.180.180.190.2急冷油流量t/h2266.54污泥回?zé)捔縯/h3、4#塔頂溫度420413413413413

11、焦炭塔塔底進料溫度489491490490490塔頂壓力mpa0.180.180.180.180.18急冷油流量t/h22222污泥回?zé)捔縯/h原料泵流量t/h118120120120120出口壓力mpa2.22.22.22.22.2注劑泵流量l/h08.712.88.78.7出口壓力mpa00.550.550.550.55焦高m17.918.25.2.2 從焦碳塔塔頂注入消泡劑的中子料位計顯示趨勢圖（見圖一、圖二）5.2.3 從焦碳塔塔底進料線注入消泡劑的中子料位計顯示趨勢圖（見圖三）5.3 效果 從中子料位計顯示趨勢圖中可以看出，注入消泡劑后焦碳塔內(nèi)焦層上的反應(yīng)泡沫層有23米左右的下降，對

12、于降低焦粉攜帶，增大有效生焦空間十分有利。 從一年多的生產(chǎn)實際來看，99年7月份使用消泡劑后，焦化分餾塔底循環(huán)系統(tǒng)保持正常，輻射過濾器和塔底過濾器未曾出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。5.4 使用消泡劑后對下游加氫裝置催化劑的影響考察 為了考察使用消泡劑后焦化汽油、柴油、蠟油中含有的硅對下游加氫裝置催化劑的影響，在焦化原料油：伊朗、勝利、流花、布倫特等混合渣油，處理量為116噸/小時，消泡劑翻四通前5小時注入，濃度為14ppm（對原料）條件下，采取焦化汽油、焦化柴油、焦化蠟油樣品。北京石科院采用文獻推薦的等離子發(fā)射光譜和直接進樣分析。焦化汽油、柴油、蠟油中硅含量情況如下：樣品批號汽油ppm柴油ppm蠟油ppm99

13、年7月23日9：00（沒注消泡劑和排水油泥）0.270.050.0399年7月23日22：00（沒注消泡劑、注排水油泥）0.630.160.0799年7月24日23：00（注消泡劑、注排水油泥）2.330.650.46 根據(jù)鎮(zhèn)海煉化有代表性的 焦化汽油和柴油收率比例為1：2計算，按每天每塔注入5小時計算，加氫原料中的硅含量約為0.69（同時回?zé)捙潘勰啵８鶕?jù)有關(guān)文獻資料，石科院認為加氫原料硅含量在0.7ppm以下，焦化汽油柴油在兩年內(nèi)不能使加氫催化劑失活。目前在經(jīng)過1年多時間的考察，加氫裝置的產(chǎn)品收率、產(chǎn)品分布及質(zhì)量沒有影響。具體結(jié)論需要在加氫裝置停工后對催化劑上的硅含量進行分析后才能確定在使用消泡劑時焦化汽油柴油對加氫催化劑的活性影響。6、結(jié)論1）從圖一、圖二、圖三的中子料位計顯示趨勢圖中可以看出，無論從焦碳塔塔底注入還是從焦碳塔塔頂注入，cdf-10 消泡劑對降低焦層上的泡沫層都有較明顯的效果。2）從圖一