贺春龙
大庆石化公司化工二厂丁辛醇造气车间 黑龙江大庆 163714
摘 要：本文论述了以裂解焦油为原料的合成气装置油气化单元的工艺流程，探讨了优化油气化单元运行控制方式，为气化炉平稳运行提供保证。
关键词：油气化 烧嘴 烘炉 合成气
1气化单元流程叙述
1.1气化炉部分
原料油通过原料油给料泵P1102A/B送至工艺烧嘴Z1201。在开车前，原料油循环回至原料油贮罐V1101以达到开车流量。开车时，通过XV11001、XV11002与XV11003电磁阀的转换将原料油从炉前循环转换至工艺烧嘴Z1201，原料油缓冲剂是来自原料准备单元的工艺水。工艺水与原料油在油水混合器MI1101中混和，然后进入工艺烧嘴Z1201。来自于水汽厂空分车间的氧气利用氧气压缩机C1101提压，在开车前氧气通过氧气消音器Y1101排放至大气。当开车程序启动后，通过XV11008、XV11009与XV11010电磁阀的转换氧气从炉前放空转换至工艺烧嘴Z1201。氧气通过中心管和外环隙使氧气和原料油充分混和。在气化炉F1201中，氧气和原料油在1311oC～1400oC，3.48MPag下进行反应，生成以一氧化碳和氢气为主要成分的粗合成气，还包括其他杂质（主要是氯化物，硫化物，氮气，氩气和甲烷）。气化炉内附耐火砖作衬里，使F1201外壳表面维持在大约200oC～399oC。粗合成气离开气化炉前经过均匀分布激冷水的下降管进入激冷室水浴中。激冷水循环泵P1201A/B自碳洗塔T1201塔底取水送入位于下降管顶部的激冷环。激冷水由激冷环流出，沿下降管内壁下降形成水膜并流入液池。高温合成气从燃烧室出来后，与下降管内壁水膜直接接触发生热质交换。激冷过程中，部分激冷水剧烈汽化，高温合成气急剧降温并增湿。通过和水直接接触，合成气中大部分的碳黑颗粒保留在水中。粗合成气通过下降管穿越液池后沿下降管与上升管构成的环隙上升，出激冷室后经过文丘里洗涤器J1202进入碳洗塔T1201。在气化炉正常生产运行时，激冷室的部分碳黑水直接进入T1201以维持气化炉激冷室内的液位及碳黑浓度，另一部分碳黑水排放至碳黑水处理单元。在气化炉烘炉升温时，F1201激冷室的水直接排入开车预热水槽V1204。在气化炉停车时，F1201内和碳洗塔底部的碳黑水排入碳黑水处理单元的低压闪蒸器V1301，这股物流含有大量的碳黑。
1.2、合成气洗涤系统
从F1201出来的合成气进入文丘里洗涤器J1202，气体中的碳黑被完全浸湿，使其易于在碳洗塔T1201中被去除。浸湿的合成气进入T1201并向下流经一个浸没管进入T1201底部水仓，在这里合成气携带的大部分碳黑被去除。合成气向上通过浸没管周围的环形空间进入T1201的塔盘，同来自于热回收系统P1401泵、经过FV12007调节阀的高压冷凝液接触（开车阶段使用高压热密封水，通过FV12008进入），清洗掉残余的碳黑颗粒。如果存在多余的高压冷凝液，则通过流量调节阀FV12009将高压冷凝液供给T1201底部水仓。
1.3烧嘴冷却水系统
工艺烧嘴处于气化炉高温环境中，通过冷却盘管中连续循环的水对工艺烧嘴进行保护。烧嘴冷却水系统是一个低压闭合环路水系统。冷却水压力保持低于气化炉F1201压力，以避免水泄漏到带有耐火砖内衬的气化炉F1201，造成耐火砖损坏和气化炉外壳受压。冷却水系统由烧嘴冷却水罐V1201、烧嘴冷却水泵P1202A/B、烧嘴冷却水冷却器E1201和烧嘴冷却水气体分离器V1203组成。当冷却水压力较低或运行泵故障时备用泵自动开启。每一个泵都和一个单独的电源供应连接，每一个泵都有紧急电源系统。烧嘴冷却水由P1202泵送出，经E1201冷却后进入工艺烧嘴盘管，然后进入烧嘴冷却水气体分离器V1203。当有合成气漏到冷却水系统，在分离器放空口设置的一氧化碳分析仪AIA12005会发出警告。最后烧嘴冷却水返回V1201，形成闭合回路。在切入应急电源期间，事故冷却水槽V1202提供额外的冷却水供应。
V1202罐带有压力调节阀PIC12011，充氮、放空可自动调节，维持V1202罐压力恒定。
1.4、烘炉燃料气系统
气化炉在开车阶段，需要将炉膛温度升至1200℃-1350℃，以便能够进行反应投料。来自界区的燃料气分成两股进入预热烧嘴，一股经过PCV12026、FV12015、XV12008进入预热烧嘴主气枪，由FIC12015控制流量；另一股经过PCV12027、XV12009进入预热烧嘴长明灯，无流量控制。预热烧嘴带有两个火焰检测器S12001、S12002，分别检测主气枪和长明灯两股燃料气的火焰情况，火焰熄灭后会发出告警并联锁切断燃料气。
2气化单元运行控制
2.1气化炉炉膛温度的控制
气化炉设计有四组热电偶，每组3支，共计12支热电偶，对称地分置在炉膛两侧，用这四组热电偶来监测气化炉炉膛温度。炉膛温度是气化炉操作的重要参数，至关重要，主要用氧油比和水油比来控制。
气化炉炉膛温度一般控制范围在1311～1400℃。
炉温过高，氧气消耗量增加，二氧化碳含量增高，有效气体成份下降。炉温过低，不利于气化反应，甲烷和碳黑含量增加，有效气成份降低。
2.2合成气的控制
主要用氧油比和汽油比来控制合成气组份，用合成气甲烷在线分析仪AIA12001来监测合成气中的CH4含量。本装置合成气中CH4含量控制指标设计为0.1-0.3×10-2。
2.3激冷室液位的控制
气化炉激冷室有一股加水为激冷水，两股排水分别为送往黑水处理单元的黑水和去向碳洗塔的黑水。正常生产时激冷水流量一般不进行调整，其液位主要通过两股排出的黑水流量来控制。激冷室液位LIC12001可与液位调节阀LV12001A/B及去向碳洗塔的黑水流量FV12010进行串级调节。
2.4碳洗塔液位控制
碳洗塔共有三部分加水，分别是高压热密封水、热回收冷凝液以及灰水。其中高压热密封水来自高压密封水泵P1403，通过FV12008进入碳洗塔顶部塔盘，此股流量一般只在开工时热回收冷凝液未正常情况下使用；热回收冷凝液来自V1402气液分离罐，由P1401泵送出，通过FV12007 调节阀进入碳洗塔顶部塔盘，当冷凝液有剩余时，可通过FV12009调节阀将热回收冷凝液直接打至碳洗塔底部；灰水来自碳黑水处理工序V1305灰水罐，由P1302泵送出，通过LV12002调节阀进入碳洗塔底部。
P1302来的灰水又分出两股，分别通至P1201泵入口和FV12003后部的激冷水管线上，当P1201泵出现故障时，将HV12003调节阀打开，将P1302灰水直接打至FV12003后部的激冷水管线中，直接进入激冷环，代替P1201泵；当装置处于停车泄压阶段时，为防止碳洗塔内水中溶解的气体发生闪蒸，造成P1201泵发生气蚀，打开HV12002调节阀，将P1302的灰水直接打至P1201泵入口。
2.5合成气压力的控制
气化炉及碳洗塔的合成气压力通过碳洗塔顶出口合成气的放空阀PV12007来调节，正常生产时将PIC12007投自动，在装置开车时将PV12007手动全开，气化炉投料后逐渐关闭PV12007调节阀，给气化炉、碳洗塔系统进行升压。
3结束语
操作过程中要参考各个取样点的化验分析数据进行相应的调整，如发现加油泵出口油量下降，泵出口压力上升，油系统阻力增大，说明油粘度增大，各油温控制点的温度应相对提高，优化调整好上述参数，为气化炉平稳运行提供保证。