延遲焦化新技術(shù)應(yīng)用(論文）

1、120萬噸/年延遲焦化裝置新技術(shù)應(yīng)用陳彥斌 萬生瑤 馬力飛 （中國石油蘭州石化公司 煉油廠，甘肅 蘭州 730060） 摘要 蘭州石化公司煉油廠1.2mt/a延遲焦化裝置，于2005年6月實(shí)現(xiàn)投料試車一次成功。該裝置在國內(nèi)大型延遲焦化裝置成功應(yīng)用了諸如采用雙輻射室四管程雙面輻射立式爐型，采用多點(diǎn)注汽、在線清焦技術(shù)。加熱爐火嘴采用扁平焰、低nox火嘴，以減少環(huán)境污染。焦炭塔采用頂部為橢圓封頭的設(shè)計(jì)，在不增加焦炭塔法蘭面高度的條件下盡量增加切線高度，提高焦炭塔容積。裝置開工后正常運(yùn)行320天，經(jīng)裝置全面標(biāo)定，在加熱爐最大負(fù)荷下加工量最高可達(dá)到1.4mt/a。在處理量1.2mt/a下循環(huán)比最高達(dá)到0

2、.6。裝置能耗最低達(dá)到25.23kg.eo/t，低于設(shè)計(jì)指標(biāo)4.76個(gè)單位。關(guān)鍵詞：重油 延遲焦化 重油加工 熱裂解1 前言蘭州石化分公司煉油廠1.2mt/a延遲焦化裝置是中油股份公司“十一五”發(fā)展目標(biāo)及2015年遠(yuǎn)景規(guī)劃的重點(diǎn)項(xiàng)目，是蘭州石化公司建設(shè)千萬噸級(jí)煉油基地的一項(xiàng)重點(diǎn)工程，也是國內(nèi)處理能力較大的延遲焦化裝置之一。裝置由中國石化北京設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，中國石油第二建設(shè)公司承建，于2004年3月破土動(dòng)工， 2005年6月22日實(shí)現(xiàn)投料試車一次成功，6月23日生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。裝置開工后運(yùn)行正常，經(jīng)標(biāo)定和生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)考核，裝置處理量、輕油收率、能耗均達(dá)到或超過設(shè)計(jì)指標(biāo)。2 裝置概況1.2mt/a延遲焦化

3、裝置由焦化、分餾、吸收脫硫、氣壓機(jī)組等部分組成。裝置總占地面積16864，共有動(dòng)設(shè)備114臺(tái)（套），靜設(shè)備96臺(tái)。1.2mt/a延遲焦化裝置設(shè)計(jì)采用了目前在國內(nèi)較為先進(jìn)的工藝技術(shù)。采用雙輻射室四管程雙面輻射立式爐型，采用多點(diǎn)注汽、在線清焦技術(shù)。加熱爐火嘴采用扁平焰、低nox火嘴，以減少環(huán)境污染。加熱爐采用熱管空氣預(yù)熱器預(yù)熱空氣，提高爐子的熱效率；焦炭塔采用頂部為橢圓封頭的設(shè)計(jì)，在不增加焦炭塔法蘭面高度的條件下盡量增加切線高度，提高焦炭塔容積。焦炭塔錐體段采用整體鍛件結(jié)構(gòu)，為縮短生焦周期創(chuàng)造良好條件。焦炭塔頂?shù)椒逐s塔的大油氣管線采用注急冷油技術(shù)，防止管線結(jié)焦。焦炭塔采用無堵焦閥暖塔工藝流程，可縮

4、短焦炭塔的預(yù)熱時(shí)間。焦炭塔必要時(shí)注消泡劑，以提高焦炭塔的利用率。焦炭塔設(shè)有中子料位計(jì)，可以方便地觀察到塔內(nèi)料位的情況。分餾塔底部油部分循環(huán)，并加強(qiáng)過濾除去焦粉，防止?fàn)t管和塔底結(jié)焦。增加分餾塔的塔板數(shù)量，設(shè)置柴油集油箱，加強(qiáng)柴油、蠟油分離效果。增設(shè)了循環(huán)油集油箱，可靈活調(diào)節(jié)循環(huán)比，同時(shí)減少蠟油中攜帶焦粉量和分餾塔板的結(jié)焦。在分餾塔的分餾段，采用sei的bi塔板專利技術(shù)，提高產(chǎn)品分離精度；在分餾塔的洗滌段，采用人字形洗滌板，可以有效地將油氣中的焦粉洗滌下來。優(yōu)化分餾塔取熱比例，充分利用分餾塔過剩熱量，多余熱量用于發(fā)生蒸汽。放空塔采用塔式密閉放空技術(shù)，采用蠟油吸收放空氣體中的烴類，減少焦炭塔吹汽對(duì)環(huán)

5、境的污染。冷焦水處理采用罐式隔油分離、過濾、水力旋流分離和密閉冷卻工藝技術(shù)，冷焦后熱水采用空冷器冷卻，可有效減少占地和環(huán)境污染。焦炭塔采用雙塔單井架水力除焦技術(shù)，可節(jié)省約20%的鋼材。焦炭塔水力除焦系統(tǒng)采用先進(jìn)的plc安全自保系統(tǒng)。該技術(shù)可以保障水力除焦工作的順利進(jìn)行和安全操作。3 裝置新技術(shù)應(yīng)用情況3.1 120萬噸/年延遲焦化裝置的原料來源目前是國內(nèi)最為復(fù)雜的，為減壓渣油、催化油漿、抽出油、脫油瀝青的混合物，原料性質(zhì)也是復(fù)雜多變的，裝置采用優(yōu)化原料摻條比例、優(yōu)化操作條件、穩(wěn)定循環(huán)比來保證產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理化。裝置原料摻調(diào)比例為：減壓渣油：69%、抽出油：6%、脫油瀝青：15%、催化油漿

6、：10%；優(yōu)化操作條件：嚴(yán)格控制加熱爐出口溫度496-498，上下波動(dòng)不大于2，以保證原料的反應(yīng)深度；穩(wěn)定分餾塔上下進(jìn)料量的分配比例，嚴(yán)格控制分餾塔蒸發(fā)段溫度在370-378，適當(dāng)提高塔底溫度，塔底溫控制在345-360，以保證穩(wěn)定的循環(huán)比以及減少加熱爐負(fù)荷，確保產(chǎn)品的質(zhì)量和提高目的產(chǎn)品的收率。裝置輕質(zhì)油收率由剛開工的56.82%提高至目前的57.89%，提高了1.07個(gè)百分點(diǎn)。下表為五組原料組成分析數(shù)據(jù)：表-1 原料分析數(shù)據(jù) 組成密度(kg/m3)100粘度（mm2/s）殘?zhí)浚╩%）烷烴芳香烴膠質(zhì)瀝青質(zhì)硫含量1減壓渣油/30.450.20.219.21.36抽出油/34.2650.8/1.0

7、3催化油漿/31.259.20.3/1.35瀝青/1.12混合原料97558115.9836.756.96.4/1.162減壓渣油/30.751.70.916.61.36抽出油/30.968.60.5/1.12催化油漿/37.961.80.2/1.31瀝青/1.59混合原料97571013.8835.358.46.4/1.183減壓渣油/23.832.70.842.70.97抽出油/3365.81.2/1.06催化油漿/38.359.20.4/1.2瀝青/1.18混合原料97574014.2835.554.69.9/1.144減壓渣油/26.615.829.328.31.1抽出油/3068.2

8、1.8/1.07催化油漿/15.667.115.5/1.22瀝青/1.16混合原料97572317.8336.152.311.6/0.955減壓渣油/27.746.32.523.51.15抽出油/39.360.50.2/0.83催化油漿/30.454.50.7/1.24瀝青/1.05混合原料97554716.183753.19.9/0.97產(chǎn)品數(shù)據(jù)分析見表2、表3：（標(biāo)定兩組數(shù)據(jù)）表-2 焦化汽油、柴油、蠟油質(zhì)量分析數(shù)據(jù) 項(xiàng)目汽油柴油蠟油121212密度(20)，kg/m3729.8730.5852.3851.3911.5913.5粘度（100），mm2/s/3.663.816凝點(diǎn)，/-4-3

9、+26+27閃點(diǎn)，/4142153156殘?zhí)?，m%/0.03430.0358餾程： 初餾點(diǎn)40.042.0/25124410%73.573.5/2%：28828550%130.5130.5293.5290.510%：34234190%172.5172354.0356.050%：39339695%/367.5368.590%：426430100%188.5186.5/97%：444448堿性氮，mg/kg/641.90626.62/銅片腐蝕3級(jí)3級(jí)1級(jí)1級(jí)/表-3 焦化富氣、液態(tài)烴、焦化干氣分析數(shù)據(jù) 組成項(xiàng)目h2n2o2h2sco2coc4焦化富氣14.384.750.93/0.130.4269

10、.528.724.5713.62/24.842.160.42/0.140.4671.418.834.598.25/液態(tài)烴1/42.0131.429.686.2210.672/43.1529.747.806.0213.29焦化干氣14.955.701.61/75.567.663.700.68/24.2314.103.77/66.346.973.470.94/ 由以上分析數(shù)據(jù)可看出，在原料性質(zhì)極為復(fù)雜的情況下，裝置通過優(yōu)化摻條比例、優(yōu)化操作條件、穩(wěn)定循環(huán)比等措施保證了產(chǎn)品的質(zhì)量和性質(zhì)。3.2 裝置采用雙輻射室四管程雙面輻射立式爐型，采用多點(diǎn)注汽、在線清焦技術(shù)，并采用熱管空氣預(yù)熱器預(yù)熱空氣。加熱爐是

11、延遲焦化裝置核心設(shè)備之一，其運(yùn)行狀況的好壞直接影響裝置產(chǎn)品分布和長周期運(yùn)行。我裝置采用該技術(shù)后，不但防止高溫重油在加熱爐管內(nèi)結(jié)焦，而且提高了加熱爐熱效率。裝置從2005年6月開工至2006年4月，加熱爐運(yùn)行正常，原料油在加熱爐進(jìn)出口的壓降無較大變化。表-4 加熱爐運(yùn)行狀況 開工前期入口壓力mpa出口壓力mpa出口溫度流量t/h開工后 期入口壓力mpa出口壓力mpa出口溫度流量t/ha路爐管3.3310.363496.6350.01a路爐管3.3230.392496.6350.03b路爐管3.329 0.381496.6650.15b路爐管3.313 0.383496.6650.16c路爐管3.

12、2210.374496.2849.99c路爐管3.3160.384496.2849.97d路爐管3.2620.360496.5549.93d路爐管3.3370.383496.5550.20 3.3 延遲焦化裝置的焦炭塔為主要的反應(yīng)設(shè)備，焦炭塔設(shè)計(jì)在不增加焦炭塔法蘭面高度的條件下盡量增加切線高度（與國內(nèi)同等加工量裝置相比，切線高度增加3米，達(dá)27米），該高度增加后，不但提高了焦炭塔容積，正常生產(chǎn)中空高增高，而且更重要的是減少了進(jìn)分餾塔油氣中焦粉的攜帶量。分餾塔底過濾器設(shè)計(jì)兩組，開工近一年來，僅投用一組，另一組仍為備用狀態(tài)，這點(diǎn)足以說明該設(shè)計(jì)的合理性。3.4 焦炭塔頂?shù)椒逐s塔的大油氣管線采用注急冷

13、油（中段油）技術(shù)。該技術(shù)實(shí)施后，大油氣線溫度一般控制在420以下，從裝置運(yùn)行近一年的結(jié)果看，壓差不到0.01mpa，說明大油氣線結(jié)焦情況不嚴(yán)重。 表-5 焦炭塔操作條件 項(xiàng)目塔頂溫度塔壁溫度塔底溫度急冷油量塔頂壓力單位t/hmpac-1418.5428.71486.0417.970.168c-2417.8428.23485.8818.180.1663.5 焦炭塔采用無堵焦閥暖塔工藝技術(shù)。該技術(shù)采用后，在正常生產(chǎn)中不但減少預(yù)熱閥的堵塞現(xiàn)象，而且縮短了焦炭塔預(yù)熱時(shí)間近3個(gè)小時(shí)。3.6 采用塔式密閉放空技術(shù)，用蠟油吸收放空氣體中的烴類，減少焦炭塔吹汽對(duì)環(huán)境的污染；冷焦水處理采用罐式隔油分離、過濾、水

14、力旋流分離和密閉冷卻工藝技術(shù)。正常生產(chǎn)中只需定期回收冷焦熱水罐頂部污油至污油罐。冷、切焦水含油、焦粉均滿足工藝要求，而且還實(shí)現(xiàn)了裝置污油、污水零排放。3.7 1.2mt/a延遲焦化裝置分餾系統(tǒng)運(yùn)用了如下新技術(shù)：分餾塔底部油部分循環(huán)，并加強(qiáng)過濾除去焦粉，防止?fàn)t管和塔底結(jié)焦。增加分餾塔的塔板數(shù)量（41層），設(shè)置柴油集油箱，加強(qiáng)柴油、蠟油分離效果。增設(shè)了循環(huán)油集油箱，可靈活調(diào)節(jié)循環(huán)比，同時(shí)減少蠟油中攜帶焦粉量和分餾塔板的結(jié)焦。在分餾塔的分餾段，采用sei的bi塔板專利技術(shù)，提高產(chǎn)品分離精度；在分餾塔的洗滌段，采用人字形洗滌板，可以有效地將油氣中的焦粉洗滌下來。裝置開工后，分餾系統(tǒng)整體運(yùn)行較為平穩(wěn)。裝

15、置在加工量、產(chǎn)品分布、產(chǎn)品質(zhì)量、能耗等方面已達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期效果。數(shù)據(jù)見以下列表（標(biāo)定數(shù)據(jù)）：表- 6 裝置物料平衡 名稱設(shè)計(jì)處理量t/d設(shè)計(jì)處理量t/h設(shè)計(jì)百分比 %實(shí)際處理量t/d實(shí)際處理量t/h實(shí)際百分比入方減壓渣油79.73/55.763378.5140.887.04抽出油/24410.26.29催化油漿21.67/21.6725910.86.67混合原料34321431003881.5161.8100出方 干氣287.211.978.3832514.018.66液態(tài)烴81.53.392.37111.24.632.86汽油47219.6613.75604.325.1815.57柴油1355

16、.756.4939.50163568.1242.12蠟油240.310.017.001536.383.94焦炭978.140.7528.50104242.7526.40損失17.20.720.50110.730.45小計(jì)34321431003881.5161.8100產(chǎn)品分析： 焦化汽油、柴油、蠟油質(zhì)量分析數(shù)據(jù) ， 焦化富氣、液態(tài)烴、干氣分析數(shù)據(jù)見表-2、表-3（標(biāo)定數(shù)據(jù)）。 表-7 石油焦、富胺液、貧胺液分析數(shù)據(jù) 項(xiàng)目1 2石油焦揮發(fā)份（%）12.01/水分（%）14.33/灰分（%）0.10/硫含量（%）1.62/真密度（kg/m3）2.29/富胺液h2s含量（%）54.3952.96胺濃

17、度（%）33.6733.29貧胺液h2s含量（%）5.375.01胺濃度（%）35.6437.70表-8 裝置標(biāo)定能耗 標(biāo)定進(jìn)料量161.8t/h序號(hào)項(xiàng) 目標(biāo) 定 消 耗 量設(shè) 計(jì) 消 耗 量標(biāo)定能耗kg.eo/t單 位數(shù) 量單 位數(shù) 量1電kwh3888.8kwh4691.66.792循環(huán)水噸/時(shí)561噸/時(shí)491.60.3533.5mpa蒸汽噸/時(shí)1.46噸/時(shí)1.80.694燃料氣噸/時(shí)3.092噸/時(shí)4.73618.11能耗合計(jì)kg.eo/t25.94kg.eo/t29.9925.94單位能耗25.94 kg.eo/t = 1084.292mj/t3.8 裝置冷、切焦水系統(tǒng)水量大，水質(zhì)

18、差，需定期置換排放。冷焦水、切焦水罐頂設(shè)溢流線至污油罐，冷、切焦水罐頂?shù)母∮鸵缌髦廖塾凸?，在污油罐中加入破乳劑，使油水分離，污油回?zé)?，污水進(jìn)入水系統(tǒng)，從而改變了冷、切焦水的水質(zhì)，減少了置換次數(shù)和置換量，使裝置污油、污水達(dá)到了零排放，確保裝置環(huán)保達(dá)標(biāo)。分析數(shù)據(jù)見下表（標(biāo)定數(shù)據(jù)）：表-9 工業(yè)污水、含油污水分析數(shù)據(jù)分析項(xiàng)目檢測(cè)點(diǎn)d116d223冷焦水切焦水焦池水樣裝置出水1石油類30400797.0 50.6 20.9 103.0 85.7 酚48.0 19.0 2.54 1.79 2.14 2.29 硫化物44.40.306 0.193 0.092 0.125 0.578 氰化物1.691.01

19、 0.017 0.006 0.004 0.004 cod222001840 190 63.5 79.4 127 ph7.628.75 7.94 8.32 7.96 9.30 氨氮21.92.88 12.7 8.07 14.4 4.61 懸浮物222564.0 226.0 234.0 142 824.0 分析項(xiàng)目檢測(cè)點(diǎn)d220d223冷焦水d102 焦池水樣裝置出水2石油類13410921.679799.720.1酚0.39421.20.7522740.3940.537硫化物0.210 0.2870.18335.20.0880.592氰化物0.0070.620 0.0160.010 0.0040

20、.005cod87.31910214152071.4143ph8.688.858.018.987.889.54氨氮60.85.7611.221.318.96.34懸浮物704922609425012964 經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算通過數(shù)據(jù)計(jì)算，120萬噸/年延遲焦化裝置半年可凈增效益24582.7022萬元，全年可凈增效益49165.4044萬元，人工費(fèi)：3.2*75=240萬元、折舊費(fèi)：35527*6%=2131.62萬元、維修費(fèi)：2131.62*3%=63.95 萬元，裝置全年可創(chuàng)效益49165.4044-240-2131.62-63.95=46729.8344萬元，即4億6729.8344萬元，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。表-10 裝置經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算名稱半年處理量t單位價(jià)格 元/t半年價(jià)值（萬元）減壓渣油5495722304-12662