延遲焦化培訓(xùn)

1、講課人：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX一.延遲焦化的地位和發(fā)展趨勢(shì)。二.延遲焦化的原料管理的重要性和幾個(gè)案例。三.延遲焦化加熱爐管理四.加熱爐在線清焦技術(shù)五.加熱爐智能化管理六.延遲焦化的設(shè)備防腐七. 催化油漿與減壓渣油的對(duì)比1.21世紀(jì)世界石油產(chǎn)業(yè)可能分為二個(gè)階段：第一階段（2001年-2030年）高油價(jià)時(shí)代第二階段（2030年-2100年）后石油時(shí)代中國(guó)原油進(jìn)口依存度2020年中國(guó)原油將消費(fèi)4.56.5億噸年份進(jìn)口量（億噸） 依存度20041.23（實(shí)際）40.220101.21.3（預(yù)計(jì)）50（預(yù)計(jì)）20202.02.2預(yù)計(jì)）60（預(yù)計(jì)）世界煉油業(yè)高度重視重油加工、重視焦化世界

2、煉油加工能力 百萬(wàn)桶/天19901995200020052010增長(zhǎng)蒸餾74.675.683.689.495.828催化裂化11.912.714.61617.849.6加氫裂化2.93.44.55.26.4120重整10.710.812.113.515.343延遲焦化2.73.13.94.55.396.3延遲焦化產(chǎn)業(yè)快速增加由于世界燃料油需求的減少，重油深加工增加，汽油和中間餾份需求以及重質(zhì)和超重質(zhì)原油產(chǎn)量的增加，焦化在含硫原油和重質(zhì)原油加工總流程中占重要地位。2000年世界焦化能力20.6Mt/a，2005年為24.4Mt/a，平均增長(zhǎng)18.56。上個(gè)世紀(jì)焦化的發(fā)展慢于催化，但是進(jìn)入新世紀(jì)后

3、，焦化發(fā)展快于催化。2001年全國(guó)焦化2164萬(wàn)噸/年；2002年全國(guó)焦化2525萬(wàn)噸/年；2003年全國(guó)焦化2930萬(wàn)噸/年；2004年全國(guó)焦化3725萬(wàn)噸/年。延遲焦化快速發(fā)展的客觀因素1.資源因素：含硫重質(zhì)原油產(chǎn)量增加2.市場(chǎng)因素：焦化輕質(zhì)油收率，柴油收率高，焦化石腦油是一種良好的乙烯原料，（美國(guó)側(cè)重發(fā)展焦化，歐洲側(cè)重發(fā)展減粘）3.環(huán)境因素：對(duì)環(huán)境影響比較大，一些國(guó)土比較小的國(guó)家如日本主要發(fā)展渣油加氫。4.經(jīng)濟(jì)因素：重質(zhì)油價(jià)格低，波動(dòng)范圍小，加工成本低，效益好。延遲焦化三個(gè)發(fā)展方向1.裝置規(guī)模大型化委內(nèi)瑞拉最大的600萬(wàn)噸/年；美國(guó)的基本在300萬(wàn)噸/年以上；我國(guó)惠州擬建400萬(wàn)噸/年；

4、焦炭塔直徑和高度都有所增加。2.生產(chǎn)技術(shù)高效化3.裝置環(huán)境清潔化延遲焦化可以挖掘的節(jié)能潛力1.工藝：1）提高出力量2）原料管理3）加熱爐管理4）換熱流程優(yōu)化5）吹氣控制2.設(shè)備： 1）電機(jī)變頻2）泵葉輪切削3）換熱冷卻設(shè)備4）管線和塔的熱損失5）除焦水泵3.延長(zhǎng)開(kāi)工周期4.降低加工損失一些主要裝置對(duì)原料的管理乙烯裂解：原料：直鎦輕石腦油 加氫輕石腦油 要求：烷烴高重整：原料：直鎦石腦油 加氫石腦油 要求：餾程 芳潛 S N 加氫裂化：原料：直鎦蠟油 加氫焦蠟 要求：飽和烴多 芳香烴少 參炭低催化裂化：原料：蠟油摻渣油 350餾分 要求：殘?zhí)康?金屬含量低延遲焦化：原料：渣油 脫瀝青油 催化油漿

5、 污油 要求：目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)比較明確的要求 1.控制好入爐混合油性質(zhì)：四組分，粘度，殘?zhí)?，酸值，硫，催化?.原料四組分分析應(yīng)該是真正影響焦化反應(yīng)速率及其焦炭收率，確定焦化裝置工藝參數(shù)的主要因素。一般裝置只重視原料密度、殘?zhí)?、硫含量的控制，缺少?duì)四組分的分析。由于未重視原料管理造成事故的幾個(gè)事例：長(zhǎng)嶺分公司加工納波減壓渣油時(shí)，焦炭產(chǎn)率高達(dá)29.72，液收僅僅61.54，比常規(guī)減壓渣油液收少3左右，焦炭產(chǎn)率增加5，進(jìn)料時(shí)焦炭塔出現(xiàn)振動(dòng)，除焦時(shí)發(fā)現(xiàn)生成大量彈丸焦。/后經(jīng)過(guò)調(diào)整，將摻煉比降到1/3，操作和焦炭質(zhì)量恢復(fù)了正常/金陵分公司焦化摻煉重油催化油漿后，曾出現(xiàn)加熱爐進(jìn)料泵出口壓力由3.2MPa逐漸

6、降低到2.5MPa，致使加熱爐輻射量下降，不能保證正常生產(chǎn)。拆修發(fā)現(xiàn)輻射進(jìn)料泵葉輪與平衡鼓之間有較多脆而松散大拿固體雜質(zhì)，徑向間隙堵塞。2003年2月，由于輻射進(jìn)料泵無(wú)法保證，裝置緊急停工。搶修發(fā)現(xiàn)，分餾塔底結(jié)焦1.6米，達(dá)到輻射泵側(cè)線抽出口，兩臺(tái)塔底過(guò)濾器幾乎被焦堵死，輻射進(jìn)料泵的第一級(jí)葉輪入口處有大量焦塊。對(duì)泵內(nèi)和分餾塔底粘結(jié)物采樣分析，診斷為催化劑固體粉末和瀝青質(zhì)，對(duì)粘結(jié)物灼燒灰份分別高達(dá)54.5和41.3。主要是重油催化油漿的催化劑粉末。茂明分公司焦化在摻煉催化油漿后，發(fā)現(xiàn)輻射進(jìn)料泵內(nèi)有焦粉及催化劑粉末沉積。輻射進(jìn)料調(diào)節(jié)閥有卡澀現(xiàn)象，曾引起輻射量大幅度波動(dòng)，在摻煉催化油漿后，投用僅半年

7、兩個(gè)輻射調(diào)節(jié)閥因?yàn)殚y心磨損關(guān)不嚴(yán)而被迫更換。1999年初，鎮(zhèn)海焦化加工進(jìn)口含硫原油的減壓渣油，其原料四組分分析為：飽和烴28.9，芳香烴42.3，膠質(zhì)18.4，瀝青質(zhì)10.4。按常規(guī)操作，加工僅5-7天，兩臺(tái)爐爐管表面溫度達(dá)650度以上，判斷爐管結(jié)焦，隨即停工燒焦。重現(xiàn)開(kāi)工后，由于原料未改善，不到半月?tīng)t管結(jié)焦。加強(qiáng)對(duì)焦化原料的管理，對(duì)新油料必須對(duì)原料進(jìn)行四組分分析，原料中瀝青質(zhì)含量4。合理搭配原料，優(yōu)化原料配置，實(shí)現(xiàn)不同原料的合理調(diào)配，切忌原料變化大起大落。加強(qiáng)與計(jì)調(diào)部門(mén)的聯(lián)系，規(guī)定當(dāng)班操作人員必須知曉原料名稱和摻煉情況，是操作人員對(duì)原料做到心中有數(shù)。綜合上述事例分析，加強(qiáng)焦化原料的管理，對(duì)原

8、料進(jìn)行系統(tǒng)的分析化驗(yàn)，是裝置安全平穩(wěn)長(zhǎng)周期生產(chǎn)的前提，同時(shí)也給操作做好鋪墊。對(duì)裝置可能出現(xiàn)的問(wèn)題做好預(yù)案都是有很大的幫助。調(diào)整操作條件，根據(jù)原料密度，粘度，殘?zhí)?，S，鈉鹽含量以及四組分分析數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整循環(huán)比，爐注水量，爐出口溫度，焦炭塔頂溫度等條件。一.在線清焦技術(shù)：定義：在不停加熱爐條件下，對(duì)多管加熱爐中謀一管程進(jìn)行通蒸汽清焦，通過(guò)改變蒸汽量和管壁溫度使焦炭剝落，達(dá)到清焦目的。使用條件：加工低熱穩(wěn)定性的重質(zhì)原料以及消除擴(kuò)能瓶頸的低循環(huán)比工況的操作條件。效果（F.W公司）1）清焦后燃料節(jié)省1015。2）單爐可連續(xù)運(yùn)行三年以上，（即二年以上用蒸汽和空氣燒焦一次）3）爐管表面溫度降低51.7度。

9、4）爐管內(nèi)壓降基本恢復(fù)正常（開(kāi)工前壓降）。金山高橋影響爐管壁厚8.5mm12mm壁厚增加影響爐升溫后爐管徑向伸縮，從而影響焦炭脫落燃燒火焰短、硬、透明、沒(méi)有紅光，保溫性能好偏高支架形式徑向有限制徑向無(wú)限制影響爐管徑向變形升溫幅度150120結(jié)焦程度嚴(yán)重結(jié)焦一般程度結(jié)焦在線清焦溫爐管度640 620升降溫速度：要求升溫速度快，除第一次升降溫1.5小時(shí)外，其余要求5分鐘升降溫150 ，高橋做不到。二.爐墻襯里與輻射爐管處理（調(diào)研資料）1.爐襯里或煙道襯里（05.10mm）作用：襯里補(bǔ)強(qiáng)，裂縫密封，提高輻射強(qiáng)度，爐效率提高35，爐外壁下降3060。（上海硅酸鹽研究所）2.輻射爐管外表涂料：提高傳熱系

10、數(shù)，減少輻射結(jié)垢。3.輻射爐管采用Cr9Mo滲鋁材料比Cr9Mo耐高溫提高38 。三.加熱爐智能控制技術(shù)現(xiàn)有自動(dòng)控制：以燃燒控制為主，通過(guò)煙道擋板和進(jìn)風(fēng)蝶閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足排煙溫度和爐膛負(fù)壓趨近設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)最佳燃燒。智能控制：不以排煙氧含量為目標(biāo)，而是實(shí)現(xiàn)工藝要求的前提下燃料消耗最低為控制目標(biāo)。以相關(guān)壓力、流量、溫度作為檢測(cè)和控制對(duì)象，解決儀表檢測(cè)誤差和執(zhí)行機(jī)構(gòu)不精確帶來(lái)的不利影響，設(shè)定多項(xiàng)而非單一控制策略。動(dòng)態(tài)優(yōu)選、尋找、記憶最佳路線和最優(yōu)參數(shù)組合，使加熱爐始終處于最佳狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效目的。該技術(shù)應(yīng)用在冶金行業(yè)加熱爐上節(jié)約燃料510。金陵分公司三套常減壓爐已應(yīng)用，效果不錯(cuò)。大型雙面輻射爐優(yōu)

11、點(diǎn)：爐子效率達(dá)90以上，同比老式加熱爐節(jié)約15投資，節(jié)約燃料氣15，噪聲和NOx含量達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。最先引進(jìn)的是上海金山焦化。目前國(guó)內(nèi)已有多家使用該類(lèi)型爐，但也有一些人對(duì)此加熱爐存在疑意。焦化裝置目前加工的原料多數(shù)含硫量較高，因此設(shè)備根據(jù)不同的操作條件分別存在者高溫硫腐蝕以及低溫部分的濕H2S腐蝕。高溫硫?qū)υO(shè)備的腐蝕從240開(kāi)始，隨著溫度的升高而迅速加劇，到480左右，達(dá)到最高，因此腐蝕發(fā)生的范圍為240500。影響高溫硫腐蝕的因素一般認(rèn)為主要有幾方面：溫度、硫化氫等活性硫的濃度，流速、材質(zhì)。在這種腐蝕環(huán)境下，碳鋼的腐蝕速率一般都比較高，而含鉻合金鋼的腐蝕率遠(yuǎn)比碳鋼小，這是由于鉻是具有鈍化傾

12、向的元素，鉻的存在能在鋼表面形成雙層的垢殼，其外層多孔的硫化亞鐵，內(nèi)層為致密的Cr2O3，當(dāng)鉻含量大于5以上時(shí)，則能生成比較穩(wěn)定的尖晶石型化合物，因此，一般在高溫硫腐蝕部位選擇含鉻量較高的材料。焦炭塔的高溫硫腐蝕焦炭塔的高溫硫腐蝕有其特殊性。同一般的高溫硫腐蝕不同，焦炭塔的結(jié)焦段塔壁通常都附著一層牢固而致密的由焦炭形成的保護(hù)層，隔開(kāi)了腐蝕介質(zhì)，因而一般不發(fā)生腐蝕或腐蝕不嚴(yán)重。腐蝕主要發(fā)生在：一是焦炭塔氣相的上段塔壁和頂部封頭，該部位結(jié)焦焦層薄且不牢固，尤其是開(kāi)口接管和立柱加強(qiáng)板等處傳熱速度快，塔內(nèi)達(dá)不到結(jié)焦溫度，致使塔壁裸露腐蝕。二是塔的泡沫段，由于介質(zhì)波動(dòng)造成對(duì)塔的沖刷，是塔壁上附著的焦層被

13、沖刷掉而造成嚴(yán)重腐蝕，三是塔底除焦口。 一般對(duì)接型式和搭接型式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但應(yīng)力集中系數(shù)高，易產(chǎn)生裂紋，因此不推薦采用。圓弧過(guò)渡對(duì)接型式(對(duì)接改進(jìn)型)和整體鍛焊型式應(yīng)力集中系數(shù)小，不易產(chǎn)生裂紋。美國(guó)Fluor Daniel公司Leslie PAntalffy等人曾對(duì)這四種結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，結(jié)果見(jiàn)下表： 項(xiàng)目一般對(duì)接型式搭接型式對(duì)接改進(jìn)型式整體鍛焊型式加熱時(shí)的應(yīng)力(MPa) 459 503 375326冷卻時(shí)的應(yīng)力(MPa) 28630415195疲勞計(jì)算應(yīng)力集中系數(shù) 1.51.51.01.0計(jì)算疲勞壽命(次) 598478550310704通過(guò)上面表格可知，整體鍛焊結(jié)構(gòu)從抗疲勞方面講具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)

14、，一是結(jié)構(gòu)經(jīng)機(jī)加工，表面平整，尺寸精確，沒(méi)有明顯的凹凸不平；其次是材料經(jīng)緞壓后內(nèi)部缺陷較少，內(nèi)在質(zhì)量要比焊接結(jié)構(gòu)好得多：而且設(shè)計(jì)時(shí)較容易通過(guò)應(yīng)力分析對(duì)鍛焊結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行優(yōu)化，以獲得最小的應(yīng)力和最長(zhǎng)的疲勞壽命。目前已有幾套大型裝置采用整體鍛焊結(jié)構(gòu)，加工大型薄壁鍛件的經(jīng)驗(yàn)己基本成熟。 使用緩蝕劑采用緩蝕劑是減緩和控制腐蝕的有效途徑，其優(yōu)點(diǎn)是加入量小，并可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)施保護(hù)，分餾塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)除了合理選擇耐腐蝕材料外，注水和加注緩蝕劑是很好的工藝防腐措施。注水可以洗去胺鹽晶體，注抗H2S,HCl緩蝕劑1020ppm，就可使改 該系統(tǒng)獲得較滿意的緩蝕效果。國(guó)內(nèi)外還針對(duì)環(huán)烷酸腐蝕開(kāi)展了一系列研究

15、，開(kāi)發(fā)出了抗環(huán)烷酸腐蝕緩蝕劑，主要為含磷和不含磷二大系列，以含磷效果好。金陵公司常減壓裝置減壓塔中曾使用過(guò)抗環(huán)烷酸腐蝕緩蝕劑，效果很好。 犧牲陽(yáng)極和滲鋅層保護(hù)碳鋼水冷器采用犧牲陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)，可對(duì)水側(cè)碳鋼尤其是碳鋼管板和管端約200mm的部位實(shí)施有效的保護(hù)，大大減緩了碳鋼腐蝕速率，延長(zhǎng)了碳鋼換熱器的使用壽命；碳鋼換熱熱管采用滲鋅技術(shù)可使管、殼程的腐蝕速率大大減緩，由于鋅的電極電位比碳鋼負(fù)，因此滲鋅層既有機(jī)械隔離腐蝕介質(zhì)的作用，又有犧牲陽(yáng)極保護(hù)作用，是安全形的涂料。金陵分公司延遲焦化柴油冷卻器碳鋼管束采用了滲鋅技術(shù)后，使用壽命提高了4倍以上。延遲焦化的原料通常是減壓蒸餾所得的塔底油，它的物性化學(xué)組成或分子結(jié)構(gòu)基本保持著“原始”狀態(tài)。催化裂化油漿是催化裂化原料（減壓蠟油和減壓渣油），經(jīng)過(guò)催化反應(yīng)進(jìn)入催化分餾塔底，再經(jīng)過(guò)蒸餾分離所得的塔底產(chǎn)物。（一）二者的對(duì)比，催化裂化油漿的特點(diǎn)是：1.比重大：催化油漿的比重均大于1.0，明顯高于