渣油加氢装置冷高分油水乳化问题探析

更新时间:2024-03-14 01:24:01 阅读: 评论:0

2024年3月14日发(作者:平移ppt)

渣油加氢装置冷高分油水乳化问题探析

渣油加氢装置冷高分油水乳化问题探析

徐秋鹏

(中海油惠州石化有限公司,广东省惠州市516086)

摘要:某4.0Mt/a渣油加氢装置两个系列首次开工至今历经3次换剂,2018年12月二系列更换中国石油化工

股份有限公司大连石油化工研究院(FRIPP)催化剂,2019年12月一系列更换中国石油化工股份有限公司石油化

工科学研究院(石科院)催化剂,2020年4月二系列再次使用FRIPP催化剂。在前两次换剂开工后提高渣油掺炼量

的过程中,当反应温度在360℃左右、掺渣比超过76%时都遇到冷高压分离器(冷高分)油水乳化问题,给装置安全

生产带来隐患。初步判断乳化原因可能是大分子的沥青质在加氢反应温度不够、反应深度不足时发生断侧链的反

应,形成分子更小、极性更强的沥青质分子,极性更强的小分子沥青质与水结合形成更稳定的乳化物。在掺渣比提

6%前将反应平均温度提到370℃,可以有效避免冷高分油水乳化现象的发生。到7

关键词:渣油加氢装置 冷高分 油水乳化 开工过程 反应温度 掺渣比

  某4.0Mt/a渣油加氢装置采取的是两列反

应系统并列,分馏系统共用的流程,反应部分热低

压分离器(热低分)为每列独立设置,冷低分为两

列合并共用。该装置反应两个系列首次开工至今

历经3次换剂,2018年12月二系列换剂装填中

国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院

FRIPP)催化剂,2019年12月一系列换剂装填中(

国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院

(石科院)催化剂,2020年4月二系列再次使用

FRIPP催化剂。在前两次换剂开工后提高渣油掺

炼量的过程中都遇到冷高压分离器(冷高分)油

水乳化问题,不仅造成了较大的生产波动,而且存

在安全隐患;第3次开工后吸取前两次的经验,避

免了开工过程中冷高分油水乳化情况出现。

1 2019年2月二系列开工冷高分油水乳化

渣油加氢二系列于2018年12月催化剂寿命

到期后停工更换FRIPP的渣油加氢催化剂。装

置于2019年1月中旬开工正常,按照FRIPP提供

的掺渣方案逐步提高渣油掺炼量。

2019年2月19日晚反应进料提到满负荷

(实际99%负荷,236t/h)、反应温度提到362℃、

77.5t/h(掺渣比75.0%)。2月20渣油掺炼量1

日上午11∶00继续提高渣油掺炼量到180.0t/h

(掺渣比76.2%),数小时后发现冷高分液位、界

2t/h逐位出现异常:冷高分酸性水量从正常的2

5t/h,冷低压分离器(冷低分)油量从60步降到1

t/h增加到65t/h,分馏系统脱硫化氢汽提塔塔顶

回流罐(D301)水包液位涨到100%,控制阀全开

仍外送不及。

经排查发现冷高分油大量带水进入冷低分,

水进入冷低分后仍然无法分离,最后大量水带入

汽提塔,造成汽提塔操作随之波动。随后调整冷

高分界位计,并对冷高分油、水采样,发现冷高分

酸性水颜色发黑,上部悬浮有大量油,冷低分油也

乳化严重,静置后底部有大量明水(见图1)。

图1 乳化后的冷高分酸性水和冷低分油与正常的油水对比

Fig.1 Comparisonofthesourwaterofthecoldhigh

pressureseparatorandtheoilofthecoldlowpressure

separatorbeforeandafteremulsification

收稿日期:2020-11-06;修改稿收到日期:2021-03-11。

作者简介:徐秋鹏,工程师,本科,2001年毕业于石油大学

(华东)化学工程专业,长期从事加氢裂化、液相加氢、渣油加

氢方面的生产技术管理工作。联系电话:13516695939,

Email:xuqp2@cnooc.com.cn。

  冷高分乳化产生的操作波动发生在2019-

02-20T12∶00∶00至2019-02-21T12∶00∶00。发

现冷高分油水乳化后装置随即采取了各种工艺调

整措施。

因油水乳化发生在冷高分,首先是将高压空

冷器前的注水量从20t/h调整到25t/h,维持

6h,没效果后又将注水量降低到18t/h。注水量

调整对冷高分乳化现象不起作用,说明冷高分乳

化与高压空冷器前的注水量无关。

由于采样发现冷低分油发黑,说明有重组分

带入冷高分。调整注水结束后又调整了热高压分

离器(热高分)入口温度,从331℃降到322℃左

右,期望通过降低热高分操作温度来减少热高分

气中的重组分量来改善冷高分的状况,但调整几

个小时后冷高分乳化情况仍然没有改善。随后对

冷高分入口温度也进行了小幅调整,从52℃降到

49℃,也没有效果。说明冷高分乳化与冷、热高

分操作温度也没有关系。

降低热高分温度、调整冷高分温度、调整注水

量等措施均不能解决冷高分油水乳化的问题。调

整期间反应进料量维持不变,渣油掺炼量逐步提

到最高190t/h(掺渣比80%)。冷高分油水乳化

期间大量水进入汽提塔,汽提塔压力波动,存在水

进入塔底突沸冲塔的安全隐患;大量油随酸性水

带入下游酸性水汽提装置,给下游装置操作也带

来较大的影响。

由于乳化问题不见好转,发生乳化前最后的

操作调整是提高渣油掺炼量,因此最后将掺渣量

降回到162t/h(掺渣比69%)。不久后冷高分乳

化情况好转,几个小时后汽提塔操作逐步恢复正

常(见图2)。由此可以判断,此次出现的冷高分

油水乳化是提高掺渣比引起的,将掺渣比降低可

以避免冷高分油水乳化情况发生。此次冷高分油

水乳化期间反应温度随渣油进料量调整,范围在

362~364℃(见图3)。

图2 掺渣比调整趋势

Fig.2 Adjustmenttrendoftheblendingratioof

residuetofeedstock

图3 乳化期间反应温度调整趋势

Fig.3 Adjustmenttrendofreactiontemperature

duringemulsification

2 2020年1月一系列开工冷高分油水乳化

渣油加氢一系列于2019年12月催化剂寿命

到期后停工换剂装填石科院的渣油加氢催化剂,

装置于2020年1月初开工正常,按照石科院提供

的掺炼渣油方案提高渣油掺炼量。2020-01-

05T20∶50∶00,反应温度358.5℃,反应进料从

220t/h提到230t/h,渣油量从158t/h(掺渣比

71%)提高到175t/h(掺渣比76%),不久后冷高

分再次发生油水乳化:冷高分界位波动、冷高分酸

性水量大幅波动、冷低分油量减少、汽提塔塔顶回

流罐水包满液位。

这是装置第2次出现冷高分乳化现象。首先

还是采取了调整热高分温度、减少注水量等手段,

注水量从25t/h降到20t/h;热高分操作温度从

333℃提高到338℃,后又降到320℃,最低降到

315℃。调整注水量和热高分操作温度都无效

果,再次验证冷高分的乳化与热高分温度及注水

量无关。由于工艺调整无法解决问题,2020-

01-06T10∶00∶00将渣油量降回到158t/h(掺渣

比69%),不久后冷高分乳化情况好转,各参数逐

步恢复正常。

根据催化剂专利商提供的意见,2020-01-

07T09∶00∶00反应温度提高到365℃,反应进料

230t/h左右。2020-01-07T10∶00∶00再次将渣

油量提到176t/h(掺渣比76%),不久后冷高分

再次出现油水乳化情况,2020-01-07T14∶00∶00

将渣油掺炼量降回到164t/h(掺渣比72%),冷

高分乳化现象消失。

2020-01-08T11∶00∶00反应温度提高到

369℃以上,将反应进料量提到240t/h,渣油掺

炼量提高到170t/h(掺渣比71%),冷高分未出

现乳化情况。随后反应温度控制在370℃,1月9

日渣油量最大提高到188t/h(掺渣比78%),冷

高分操作参数正常,之后再未出现过乳化情况。

反应温度与掺渣比调整趋势见图4。

图4 反应温度与掺渣比调整趋势

Fig.4 Adjustmenttrendofreactiontemperatureand

blendingratioofresiduetofeedstock

3 2020年5月二系列开工

2020年4月渣油加氢二系列再次停工更换

装填FRIPP的渣油加氢催化剂,装置于2020年5

月中旬开工正常。根据前两次开工提高渣油掺炼

量的经验,这次开工后提高渣油进料量之前先提

高了反应温度,在掺渣比接近冷高分会发生乳化

限值前将反应温度提到了370℃,将反应总进料

提到了250t/h(105%负荷)。6月6日晚渣油进

料提到184t/h(掺渣比74%),超过了前两次发

生乳化时的渣油掺炼量,冷高分操作正常,未出现

油水乳化现象。

4 发生乳化原由初探

查询相关资料,发现其他装置也有类似情况

发生

[12]

,热高分、冷高分液位发生了大幅波动,而

在整个冷高分油水乳化生产波动期间,除了手动

调整冷高分、热高分液位外,其余时间在自控状态

下液位保持稳定,两次波动期间热高分、冷高分液

位趋势见图5~6。

图5 二系列冷高分和热高分液位趋势

Fig.5 Liquidleveltrendofthecoldhighpressureseparator

andhothighpressureseparatorofthesecondunit

渣油加氢换剂后开工过程中冷高分油水乳化

目前还没有找到明确的原因,初步判断可能与沥

青质有关

[36]

。当加氢反应温度不够、反应深度不

足时沥青质会发生断侧链反应,形成分子更小、极

性更强的沥青质分子,容易与水结合,在冷高分形

成乳化;而当反应温度升高后,小分子的沥青质会

缩合成更大的沥青质分子,大分子的沥青质极性

差且在渣油加氢装置中更难从热高分中挥发进入

冷高分。

图6 一系列冷高分和热高分液位趋势

Fig.6 Liquidleveltrendofthecoldhighpressureseparator

andhothighpressuredeparatorofthefirstunit

5 经验总结

从渣油加氢装置三次换剂后开工的经验可以

看出,在反应温度360℃左右,掺渣比超过76%

时会发生冷高分油水乳化现象,影响装置的安全

运行。在开工后提高掺渣比过程中,采取提前将

反应温度提高到370℃再提高掺渣量的方式,通

过提高总进料量控制掺渣比不超过76%,可以避

免出现冷高分油水乳化的情况。

参考文献

[1]王迪勇,孙清龙,景录昌.渣油加氢装置反应生成油发泡的原

因分析及控制措施[J].炼油技术与工程,2018,48(8):14

18.

[2]李海良,孙清龙,王喜兵.固定床渣油加氢装置运行难点分析

与对策[J].炼油技术与工程,2018,48(12):2629.

[3]王跃,张会成,凌凤香,等.渣油加氢处理中沥青质组成和结

构的变化研究[J].石油炼制与化工,2012,43(7):5154.

[4]孙昱东,杨朝合,山红红,等.渣油加氢转化过程中沥青质的

结构变化[J].石油化工高等学校学报,2010,23(4):59.

[5]黄玉萍,韩江华,王树青,等.渣油加氢处理后沥青质组成和

结构的变化[J].石油学报(石油加工),2015,31(4):966

971.

[6]王威,董明,蔡新恒,等.渣油加氢转化前后沥青质的分子组

成变化[J].中国科学:化学,2018,48(4):442450.

(编辑 彭 扬)

Analysisofoilwateremulsificationincoldhighpressureseparatorof

theresiduehydrotreatingunit

XuQiupeng

(CNOOCHuizhouPetrochemicalCo.,Ltd.,Huizhou,Guangdong516086)

Abstract:Twoseriesofa4.0MMTPYresiduehydrotreatingunithaveexperiencedthreetimescatalyst

changesincethefirststartup.InDecember2018,thesecondseriesreplacedFRIPPcatalysts.InDecember

2019,thefirstseriesreplacedRIPPcatalysts.InApril2020,FRIPPcatalystswereusedagaininthesecond

series.Duringtheprocessofincreasingtheresiduumblendingamountafterthefirsttwotimesofcatalyst

change,whenthereactiontemperaturewasabout360℃andtheresidueratiooffeedstockwasmorethan

76%,Oilwateremulsificationoccurredinthecoldhighpressureseparator,whichbroughtgreatdangertothe

safetyproductionoftheunit.Thereasonofemulsificationmaybethatmacromolecularasphaltenewould

undergosidechainscissionreactionwhenthehydrogenationreactiontemperatureandthereactiondepthwere

,formingsmallerandmorepolarasphaltene,andthecombinationofsmallerandmorepolarasnotenough

phaltenewithwatertoformamorestableemulsion.Theaveragereactiontemperaturewasraisedto370℃be

foretheresidueratiowasraisedto76%

,whichcaneffectivelyavoidtheoccurrenceofoilwateremulsification

inthecoldhighpressureseparator.

Keywords:residuehydrotreatingunit,coldhighpressureseparator,oilwateremulsification,startup

process,reactiontemperature,residueratio

(上接第33页)

Firstcalibrationandanalysisofa3.8MMTPYCCRunit

XinHua,JingXiao,NiuYanjie

(ZhejiangPetroleum&ChemicalCo.,Ltd.,Zhoushan,Zhejiang316000)

Abstract:Thedesigncharacteristicsofthe3.8MMTPYCCRunitinZhejiangPetroleum&Chemical

Co.,Ltd.areasfollows:thelayoutofreformingreactorsadopts“3+2”tworowoverlappingtype,andopti

mizedtrapezoidaltubestructureisselectedforsectorcylinder;thereactionfurnaceisconsistedoffeedfur

nace,thethirdandthefourthintermediatefurnace,whilethefirstandthesecondintermediatefurnaceare

equippedwithtwoseriesfurnacescombinedasoneboxfurnaceandasetofwasteheatrecoverysystem;the

compressoradoptstheparalleldesignofreforminghydrogencyclemachineandreforminghydrogensuperchar

ger,inwhichthereforminghydrogensuperchargerselects“onedrivethree”form,thatis,asteamturbine

drivesthreecompressors.Thecalibrationresultsoffullloadoperationofunitareanalyzed.Theyieldofaro

maticsis76.04%;liquidyieldofCs88.21%;theyieldofpurehydrogenis4.37%;theamountofcata

lystdustis8.38kg/d;theenergyconsumptionofunitis3,425.008MJ/t.Thepurityofhydrogenproduced

,whichshowsbyCCRunitandthereformateprovidedtoaromaticsunitareclosetothedesignrequirements

thefeasibilityoftechnologyandengineeringdesignoftheunit.Atthesametime,ithasimportantreference

significanceforprocessselectionandengineeringconstructionoflargescaleCCRunit.

Keywords:CCRunit,fistcalibration,mixedfeedstock,mainoperatingparameters,reformatecomposi

tion,materialbalance,energyconsumption

渣油加氢装置冷高分油水乳化问题探析

本文发布于:2024-03-14 01:24:01,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.wtabcd.cn/zhishi/a/1710350641159915.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

本文word下载地址:渣油加氢装置冷高分油水乳化问题探析.doc

本文 PDF 下载地址:渣油加氢装置冷高分油水乳化问题探析.pdf

标签:高分   乳化   油水   反应   温度   加氢   装置   调整
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
推荐文章
排行榜
Copyright ©2019-2022 Comsenz Inc.Powered by © 实用文体写作网旗下知识大全大全栏目是一个全百科类宝库! 优秀范文|法律文书|专利查询|