影响航煤质量因素分析及应对措施

影响航煤质量因素分析及应对措施

高欣

关键词：航煤；质量；原油；换热器；过滤器

一、航煤简介

航煤是喷气燃料的别称，是喷气式发动机的主要燃料，由于喷气式发动机的作用原理特殊性，对于燃料有着较高的质量要求。经过多年的实验研究，验证了航煤是较为适用的喷气式发动机燃料，然而，即便如此，在对航煤具体使用过程中必须充分满足这些要求。首先，航煤应具备适当蒸发性，具备较高的燃烧热值与密度，尤其是燃烧性能必须充分满足喷气式发动机的运行要求。其次，航煤燃料应不断往清洁能源方向发展，尽可能地降低对环境的污染、破坏，航煤还应具备一定低温性能与较小的起电性能，具备较好的润滑效果。

二、航煤生产主要流程分析

一般来说，常一线油经过常压塔第34层塔盘的蒸馏，汽化之后进入至汽提塔上面位置,一线油经过汽提塔集油箱，之后流入再沸器。常三线作为主要热源，当对一线油进行持续加热至200-203℃，借助热虹吸作用实现汽提塔气化，质量较轻部分会以蒸汽的形式进入常压塔中，经此环节实现对三号航煤的汽提，并经过汽提塔下方位置动力泵的抽取作用而被抽取到-5塔中和原油产生换热反应。加入适量空气进行脱硫醇反应，在反应器中得打脱硫后的3号航煤,再与热水进行换热反应，逐步进入冷却塔冷凝，将温度控制在40-50℃左右,随后送入中间中间反应罐中，并将多余的空气排放到大气之中。经冷凝之后的三号航煤在动力泵作用下抽送到悦色罐中，经过玻璃纤维过滤器以及过陶瓷过滤器双重过滤作用后，形成航煤成品储存在航煤罐中。

三、影响航煤质量因素分析

（一）原料因素

1.原油性质

近年来，虽然我国油田开采的数量与规模不断扩大，但是原油的质量却未得到显著提升，甚至变得越来越差,有些原油中硫含量居高不下，导致航煤在反应器进行反应过程中产生大量的疏醇性硫,在反应设计中的含硫值设置在了10-20ppm之间,然而在现实反应中往往测算结果会在100ppm以上。因此，若想达到预先的航煤生产质量，则必须在条件更为苛刻，操作流程更为复杂的过程中获得，如此反应器中的反应强度无疑进一步增加，造成航煤颜色变深，脱色反应的负担也变大。控制不当，极易使生产的航煤颜色不达标，且导致反应器、脱色罐中的催化剂资源浪费，增加航煤生产成本。

2.原油带水

在影响航煤生产质量诸多因素中，原油带水的影响极为明显。水分会使得分子筛与活性炭遭到破坏而失去作用，使反应强度降低,甚至发生泥化问题，而降低航煤生产质量。此外，原油带水量超标也会使得反应器中的催化剂使用寿命大大缩小，增加生产成本。

（二）操作条件因素

1.常压塔顶压力过高

在航煤生产过程中，常压塔反应环节中塔顶压力值一般较高，尤其是进入到六月份后，塔顶压力通常会在65-70kpa之间,峰值甚至可以达到75kpa，常压塔顶压力过高会大大降低油品的汽化率,降低航煤产量。而且，常压塔的压力越高，需要蒸馏出同样组分油品的温控条件也就越高，才能获得合适的反应温度。为了实现较高的航煤产量，常规操作是把一线蒸馏获得的温度由原来的171℃加热上升至175℃。这一操作虽然能够在一定程度上提升航煤产量，但无疑会大幅提升换热器反应负荷,对航煤颜色造成一定不良影响。

2.原油进入反应装置温度较高

原油反应中，需要对常一线油进入反应器温度实现合理控制，较为常用的方法是借助三通阀的控制作用，对进入的常一线油与原油换热器换流量比率进行有效控制，使得常一线油全部进入到反应器中时温度处于较低状态。就现阶段的控制效果而言，原油进入反应装置时的温度普遍在57-65℃之间，与理想设计的45℃想去甚远。如此，为了确保航煤生产质量换热器的反应负荷大幅提升。换热器换冷介质的换热温度差增大，提高了换热反应负担，航煤生产反应温度得不到有效控制，也会加深航煤颜色。

（三）航煤收率高

近年来，在航煤生产过程中，为获得较高生产量，所使用到反应装置基本处于满负荷运行状态,一般来说，就目前的生产条件每天原油产量约为10500/d,航煤生产收率在理想设计状态下为6.8%，而在实际上，满负荷运行航煤收率约在6.85%-7.1%之间。这样一看，虽然航煤收率提高了，但在航煤生产过程中，航煤在反应器、脱色罐中的反应时间也会变长，催化剂的使用效率降低，同时航煤的脱色效果也有所下降。

（四）设备因素

1.换热器出现结垢现象

一般来说，原油反应装置经过较长时间运行之后，换热器中会产生结垢现象，使换热器工作效果大打折扣，冷却物在换热器中的换热效果难以实现较为贴近设计要求的效果，使得后续的航煤反应温度受到较大影响，进而加深航煤成品的颜色。

2.过滤器失效

在航煤生产过程中，在反应装置中经常会产生一些絮状物、黑色杂质等杂物,必须对这些杂物进行过滤才能获得较为纯净的航煤成品。杂质产生的主要原因是缓蚀剂在注入常压塔顶部的过程中稳定性不足,导致酸性腐蚀物质与碱性缓蚀剂一直保持着和常顶管线的反应状态,如此，产生的反应杂质就会不断地从管线上面脱落，玻璃毛纤维过滤器、陶瓷罐过滤器失效，进而进入常压塔中经常一线蒸馏而得的航煤含有大量杂质。

四、相应应对措施

首先，由于当前开采的原油中含硫量相对较高，常规的反应催化剂与脱色催化剂已然难以满足正常的航煤生产要求，此时可通过将反应器、脱色罐的反应面积进行合理地扩大，对催化剂的用量进行重新设计，适当提升催化剂剂量，确保航煤颜色达到标准要求。

其次，对于原油罐区的反应处理而言，要加强对原油含水量，以及脱水处理的研究力度，降低原油含水量，提高原油脱水效率。对于原油水分过高的现象，要及时切除原油与航煤反应装置、脱色罐等的反应联系，以确保其中的催化剂处于完好状态。

五、提高航煤生产质量的相关建议

（一）对于原油含硫量较大，现有装置及催化剂剂量难以适应航煤生产要求的情况，建议通过对反应装置、脱色罐的的反应面积进行合理扩大，并在合理范围内增加催化剂剂量，以确保航煤中的含硫量与颜色满足相关标准要求。

（二）在原油罐区反应过程中，应提高对原油含水量分析与脱水处理分析力度，对于原油含水偏高现象要及时与航煤反应器、脱色罐反应断开，避免影响其中的催化剂质量。

（三）加强对催化剂的使用研究，筛选出更为高效催化剂，以有效应对航煤高收率问题。

（四）对于换热器结垢现象而引起的反应温度失控问题，可结合化学清理技术、机械除垢技术进行解决，以实现对航煤颜色与硫醇的有效控制。

（五）对常一线玻璃毛纤维过滤器、陶瓷罐过滤器定期切换，定期检修。

参考文献：

[1]张一安，张世文,许志健等.常减压蒸馏技术问答.北京：中国石泊化工总公司常减压科技情报站,1991.

[2]肖庆丽.航煤质量影响因素及对策分析[J].中国化工贸易，2018.

[3]徐西娥，田金光，吴小园.炼厂航煤生产综合影响因素分析[J].中国化工贸易，2017.