延遲焦化講義_圖文

1、延遲焦化講義目錄1 2延遲焦化的發(fā)展 . . 2 延遲焦化生產(chǎn)過程 . 32.1 2.2 2.3工藝流程 . . 3 焦炭塔的操作 . . 6 水力除焦 . . 73 質(zhì)量控制 . 8延遲焦化是在較長反應(yīng)時間下，使原料深度裂化，以生產(chǎn)固體石油焦炭為主要目的，同時獲得氣體和液體產(chǎn)物。延遲焦化用的原料主要是高沸點的渣油。延遲焦化的主要操作條件是：原料加熱后溫度約500，焦炭塔在稍許正壓下操作。改變原料和操作條件可以調(diào)整汽油、柴油、裂化原料油、焦炭的比例。 1 延遲焦化的發(fā)展延遲焦化工藝因其工藝技術(shù)成熟，投資和成本較其他渣油加工工藝相對較低，則在世界各國得到普遍應(yīng)用（美國始終以焦化工藝為重油加工的主

2、要手段、歐洲以減粘和熱裂化為主、日本則以渣油加氫為主）。在過去的15年內(nèi)，全球焦化加工能力增加了70以上，今后將仍以年增長率為7的速率增加。此外，焦化中餾分油脫硫反應(yīng)活性與直餾中餾分油相似，容易改質(zhì)為優(yōu)質(zhì)柴油，如果焦化產(chǎn)生的負(fù)值的焦碳和IGCC 組合將會得到更大的發(fā)展空間。據(jù)美國“OGJ ”雜志2005年1月1日統(tǒng)計，全世界共有674個煉廠, 其中147個煉廠設(shè)有焦化裝置，其總加工能力為2.44億t/a，比去年增長5.26%，約占世界原油蒸餾總加工能力的5.93%。在焦化裝置總加工能力中，美國為1.29億t/a，約占世界焦化裝置總加工能力的52.70%，居世界首位，我國（不包括臺灣?。┙够b置

3、總加工能力為14.63Mt/a , 占世界焦化裝置總加工能力的5.99%， 僅次于美國，位于世界第二。其次依次為印度、墨西哥、委內(nèi)瑞拉和阿根廷等，其加工能力分別為9.33Mt/a、 8.53 Mt/a、7.97Mt/a和5.86Mt/a。各自分別占世界焦化裝置總加工能力的3.82%、3.49%、3.26%和2.40%1。表1表示2004年世界前十位國家的焦化裝置的加工能力。 *：不包括臺灣省在內(nèi)目前，中國石化20家企業(yè)擁有延遲焦化裝置共25套，設(shè)計加工能力2245萬噸/年，占集團(tuán)公司原油加工能力的13.66%，占渣油加工能力的54.2%（其余的加工重油的裝置的比例分別是渣油加氫8.0%，氧化瀝

4、青6.2%，溶劑脫瀝青13.3%，催化裂化18.3%）。在25套延遲焦化裝置中，有近幾年里陸續(xù)新建或改擴(kuò)建的一些焦化裝置，加工能力都在100萬噸/年以上。采用了一些當(dāng)代較先進(jìn)的技術(shù)，如雙面幅射式加熱爐(共有11座 ；優(yōu)化了工藝流程，如原料渣油經(jīng)加熱爐后直進(jìn)焦炭塔(共有6套 ；配套或完善了吸收穩(wěn)定系統(tǒng)(共有10套 。目前我國最大的單套延遲焦化的加工能力已達(dá)160萬噸/年(揚(yáng)子、金陵 。圖-1表示各種焦化型式的比較。 25050100Mt/a150200由于延遲焦化裝置工藝成熟，原料靈活性大和投資低等特點，對許多煉廠來說是優(yōu)選的渣油加工方法。據(jù)美國EIA(Energy lnformation Ag

5、eney統(tǒng)計，延遲焦化在世界渣油改質(zhì)中約占136。據(jù)美國SRI 報告，世界焦化能力在過去的15內(nèi)年增長了70以上，世界煉廠中約有17的煉廠有焦化裝置，美國煉廠中約有35的煉廠有焦化裝置7。 2 延遲焦化生產(chǎn)過程2.1 工藝流程下圖-2、3分別為渣油分別進(jìn)分餾塔和加熱爐的兩種不同延遲焦化流程圖：圖-2 渣油進(jìn)分餾塔的延遲焦化流程圖 圖-3 渣油進(jìn)加熱爐的延遲焦化流程圖 延遲焦化裝置由焦化、分餾、焦炭處理和放空系統(tǒng)組成。焦化原料油與焦化瓦斯油換熱后進(jìn)入焦化主分餾塔底部的緩沖段（如圖-2），在塔底與循環(huán)油混合。由此用加熱爐進(jìn)料泵送入加熱爐。混合原料在爐中被迅速加熱并有部分氣化和輕度裂解；另外一種流程

6、是焦化原料油與焦化瓦斯油換熱后，直接用加熱爐進(jìn)料泵送入加熱爐加熱（如圖-3）。為了保持所需的流速、控制停留時間和扼制爐管內(nèi)結(jié)焦，需要向爐管內(nèi)注入蒸汽。加熱爐出料進(jìn)入處于生焦過程的焦炭塔中。焦炭塔內(nèi)的油蒸汽發(fā)生熱裂化反應(yīng)，重質(zhì)液體則連續(xù)發(fā)生裂化和縮合反應(yīng)，最終轉(zhuǎn)化為輕烴和焦炭。全部油氣從焦炭塔頂部逸出并進(jìn)入主分餾塔。焦炭塔為間隙操作，交替進(jìn)行生焦、除焦操作。需要有兩組（2臺或4臺）焦炭塔進(jìn)行輪換操作，即一組焦炭塔為生焦過程，另一組為除焦過程。從焦炭塔頂出來的油氣進(jìn)入焦化主分餾塔底部的緩沖段，用從上部洗滌段來的重瓦斯油沖洗和冷卻，使循環(huán)油冷凝下來。循環(huán)油與新鮮原料油在塔底混合，用泵送入加熱爐。焦化

7、主分餾塔下部設(shè)重瓦斯油循環(huán)回流段，從循環(huán)回流塔盤抽出重瓦斯油，取出的回流熱量用于預(yù)熱原料油，發(fā)生蒸汽和作為氣體回收部分重沸器的熱源。主分餾塔上部為輕瓦斯油精餾段，從此抽出輕瓦斯油，經(jīng)過在汽體塔內(nèi)用蒸汽汽提后作為產(chǎn)品。塔頂產(chǎn)品為石腦油和焦化富氣經(jīng)過冷凝冷卻和油水分離后進(jìn)入穩(wěn)定吸收。富氣經(jīng)氣壓機(jī)二級壓縮升壓至1.0MPa(G，后經(jīng)空冷后和吸收塔底的飽和吸收油、脫吸塔頂氣混合進(jìn)入壓縮機(jī)二段出口冷凝器冷卻至40，進(jìn)入壓縮機(jī)二段出口分液罐進(jìn)行氣液分離。自壓縮機(jī)二段出口分液罐分離出的氣體進(jìn)入吸收塔，與粗汽油及自補(bǔ)充吸收劑泵來的穩(wěn)定汽油分別進(jìn)入吸收塔，在塔內(nèi)逆流接觸，吸收氣體中的C3及C3以上組分，回收液態(tài)

8、烴；吸收塔中部設(shè)置一個中段回流；吸收塔底的飽和吸收油經(jīng)泵升壓后送至壓縮機(jī)二段出口冷凝器冷卻。壓縮機(jī)二段出口分液罐的飽和吸收油經(jīng)脫吸塔進(jìn)料泵抽出后，經(jīng)換熱后進(jìn)入脫吸塔。為降低裝置能耗，脫吸塔設(shè)二段加熱。塔頂脫析氣經(jīng)脫吸塔頂壓控閥至壓縮機(jī)二段出口冷卻器冷卻與富氣混和進(jìn)入吸收塔進(jìn)行循環(huán)吸收。吸收塔塔頂流出的貧氣進(jìn)入再吸收塔，經(jīng)冷到40后作為再吸收劑至再吸收塔；柴油在塔內(nèi)逆流接觸，進(jìn)一步吸收氣體中的C3及C3以上組分，同時也吸收被氣體攜帶出來的部分汽油組分，再吸收塔塔頂干氣經(jīng)壓力控制后自壓出裝置去氣分裝置脫硫；富吸收柴油經(jīng)換熱后返回分餾塔。脫吸塔底的脫乙烷油由穩(wěn)定塔進(jìn)料泵抽出，經(jīng)加熱后進(jìn)入穩(wěn)定塔。穩(wěn)定

9、塔頂氣體經(jīng)冷卻進(jìn)入穩(wěn)定塔頂回流罐，回流罐中少量不凝氣經(jīng)壓控閥至火炬線；液態(tài)烴由穩(wěn)定塔頂回流罐抽出，一部分至穩(wěn)定塔塔頂作回流，另一部分在穩(wěn)定塔頂回流罐液控下出裝置。穩(wěn)定汽油由塔底自壓出裝置，一部分作吸收塔的補(bǔ)充吸收劑。2.2 焦炭塔的操作延遲焦化裝置的焦炭塔為間隙操作，輪流進(jìn)行生焦和切焦操作，國內(nèi)延遲焦化裝置焦炭塔操作周期一般為24小時。為了提高裝置處理能力、降低投資，國外設(shè)計多為18小時，如凱洛格公司為16-20小時；福斯特惠勒公司為16-18小時，大陸石油公司為11-14小時，下表為不同焦化周期的操作比較： 對已有的焦化裝置，焦炭塔縮短周期后可以提高處理量；新建裝置可減小焦炭塔尺寸。縮短清焦

10、周期的措施有：（1） 焦炭塔切換之前的最后幾小時提高爐出口溫度，減少暖塔時間。 （2） 加大急冷水泵能力，加大排空系統(tǒng)能力（但應(yīng)注意冷卻的溫度梯度變化，減少冷卻應(yīng)力）。 （3） 縮短焦炭塔底部卸、裝頭蓋時間。（4） 縮短清焦時間，改進(jìn)切焦水泵能力，改進(jìn)切焦工具。（5） 焦炭塔頂切換閥門采用高溫球閥或楔形塞閥以減少壓降；大型焦炭塔的塔頂管線直徑達(dá)到610mm ，每組焦炭塔設(shè)一條塔頂轉(zhuǎn)油線以利清除管線內(nèi)的焦炭。 近年來對于與焦炭塔使用壽命有關(guān)的機(jī)械問題做了大量的研究工作。操作中的主要問題有：（1） 為了擴(kuò)大處理量而縮短焦炭塔操作周期導(dǎo)致焦炭塔承受應(yīng)力增加，相應(yīng)地縮短了焦炭塔的使用壽命； （2） 為

11、了滿足縮短周期的需要而快速冷卻，導(dǎo)致產(chǎn)生局部過熱、局部過冷現(xiàn)象。制定冷卻時間時沒有考慮焦炭塔的應(yīng)力問題； （3） 焦炭和塔體的膨脹系數(shù)不同，導(dǎo)致塔體變形，塔徑增大； （4） 經(jīng)常出現(xiàn)預(yù)熱不好造成應(yīng)力集中使塔裙處應(yīng)力增大，產(chǎn)生裂縫。 經(jīng)過對上述問題進(jìn)行充分分析、研究，制定了提前檢修和下列操作規(guī)程以延長焦炭塔的使用壽命：（1） 為減少應(yīng)力采用的焦炭塔冷卻方法：開始采用低流量，增加加大用水量，見下表： （2） 焦炭塔冷卻不宜采用“浸水冷卻”法。舊式操作采用向焦炭塔浸入大量冷卻水以打通焦炭床層的通道。 但是，浸水法會造成塔體應(yīng)力增大。大流量冷卻水接觸高溫焦炭會急速汽化導(dǎo)致壓力劇增，造成安全問題。（3）

12、 提高預(yù)熱溫度至315以上。傳統(tǒng)的預(yù)熱溫度僅為230。低壓操作的焦化裝置需要考慮冷凝油管線的壓降問題。 縮短操作周期時對裝置配置有重要影響。出焦系統(tǒng)一般配有清焦過程用的焦炭儲運(yùn)、供水、放空、污油等系統(tǒng)。采用多組焦炭塔就可以減少這些系統(tǒng)的投資。 焦炭塔的適宜氣相流速為0.092米/秒；最大不宜超過0.15米/秒?？账€速過高將導(dǎo)致焦粉帶出，易使主分餾塔底和加熱爐管提前結(jié)焦。國內(nèi)焦炭塔利用系數(shù)只有60左右（國外已達(dá)80），主要是由于空塔線速較高，檢測、控制焦炭塔焦層料位計儀表不足或使用不好，為實現(xiàn)安全操作，焦炭塔只能在較低的生焦高度下切換。防止瀝青質(zhì)泡沫夾帶就可以提高焦炭塔的利用系數(shù)。加入消泡劑可

13、以降低泡沫高度、減輕泡沫夾帶。加劑后，泡面厚度由4米降至1米左右，提高了裝置處理能力，從而提高焦炭塔容積利用率。2.3 水力除焦水力除焦是利用壓力為14-31MPa 的高壓水流（國內(nèi)使用的水壓較低，一般為12MPa ），四合永專用的切割工具清除焦炭塔內(nèi)的焦炭。具有鉆孔、切割等不同用途的專用切割器可快速安裝到一根鉆桿之上。鉆桿的旋轉(zhuǎn)是由其頂部旋轉(zhuǎn)接頭上的風(fēng)動馬達(dá)來驅(qū)動的；鉆桿的升降是用一臺風(fēng)動絞車和一組滑輪帶動的。鉆桿和相應(yīng)的導(dǎo)向滑塊，垂直滑行軌道等設(shè)備均固定于焦炭塔上部的專用井架之上。切割用的高壓水是通過膠管送至鉆桿內(nèi)，再由此送入切割器。設(shè)有高壓水泵向除焦系統(tǒng)提供高壓水。下圖為焦炭塔水力除焦系

14、統(tǒng)圖和水力除焦過程。 首先使用鉆孔器在焦炭塔內(nèi)鉆開一個直徑為0.6-0.9米的導(dǎo)向孔，直接穿透焦炭層。然后再用最終切割器分幾次把焦炭塔內(nèi)的焦炭全部切除下來。典型的鉆孔器和最終的切割器具如右圖：3 質(zhì)量控制3.1 液體產(chǎn)品焦化汽油的特點是烯烴含量高，安定性差，馬達(dá)法辛烷值較低（約50-60左右）。汽油中的硫、氮和氧含量較高（與原料性質(zhì)有關(guān)），經(jīng)過穩(wěn)定后的焦化汽油只能作為半成品，必須進(jìn)行精制脫除硫化氫和硫醇后才能作為成品汽油的調(diào)和組分。焦化重汽油組分經(jīng)過加氫處理后可作為催化重整的原料，以進(jìn)一步提高質(zhì)量。 焦化柴油的十六烷值較高，含油一定的硫、氮和金屬雜質(zhì)；其含量與焦化原料油種類有關(guān)。焦化柴油均含油

15、一定的烯烴，性質(zhì)不安定，必須進(jìn)行精制（加氫精制或電化學(xué)精制）增加其安定性，才能作為茶油的調(diào)和組分。我國焦化汽油性質(zhì)如下表： 焦化過程中，轉(zhuǎn)化為焦炭的烴類所釋放的氫轉(zhuǎn)移至蠟油、柴油、汽油和氣體之中。由于原料中的氫轉(zhuǎn)移方向與催化一樣，使焦化的質(zhì)量明顯優(yōu)于催化裂化柴油。而且兩者加氫精制的耗氫量差異較大。我國減壓渣油所產(chǎn)的焦化柴油性質(zhì)如下表： 焦化瓦斯油（CGO ）一般是指350-500的蠟油餾出油。國內(nèi)通常稱為焦化蠟油。焦化蠟油性質(zhì)不穩(wěn)定，與焦化原料油性質(zhì)和焦化的操作條件有關(guān)。焦化蠟油和直餾VGO 的混合油可作為催化裂化或加氫裂化的原料油。是否需要進(jìn)行加氫精制，需要根據(jù)焦化蠟油的質(zhì)量和催化裂化裝置的

16、情況而定。為了擴(kuò)大催化裂化的原料量，有時需要改變焦化裝置的操作條件以提高焦化蠟油產(chǎn)率；但是焦化蠟油的質(zhì)量也相應(yīng)變差。此時就需要進(jìn)行焦化蠟油的加氫處理。焦化蠟油（CGO ）與同一原油的直餾減壓瓦斯油（VGO ）相比，主要區(qū)別是CGO 的硫、氮、芳烴、膠質(zhì)含量和殘?zhí)恐稻哂赩GO ，而飽和芳烴含量卻很低，多環(huán)芳烴含量較高。所有這些因素對催化裂化操作都是不利的，尤其是CGO 的含氮會使轉(zhuǎn)化率及汽油收率下降，催化裂化原料油的氮含量每增加100ppm ，催化裂化轉(zhuǎn)化率一般降低0.3-0.5，汽油的溴價增加2-3個單位、催化裂化原料中多環(huán)芳烴含量的增加會導(dǎo)致單程轉(zhuǎn)化率和汽油收率下降，焦炭產(chǎn)率上升。 以我公

17、司為例，汽油因為含烯烴和硫，經(jīng)過加氫后主要用作乙烯裂解料；柴油主要控制其焦粉（殘?zhí)浚┖浚?jīng)過加氫后作柴油的調(diào)和組分；蠟油由于硫含量達(dá)到2.5，不宜直接作催化原料，需要經(jīng)過加氫脫硫進(jìn)催化后才能確保汽油調(diào)和后硫含量達(dá)到規(guī)定要求（500ppm ）。3.2 焦炭下圖-4為各企業(yè)焦化原料硫含量和焦炭硫含量的對應(yīng)關(guān)系，塔河、鎮(zhèn)海、茂名和上海石化的焦炭含量已經(jīng)高于4.5%。圖-4 焦化原料硫含量和焦炭硫含量的對應(yīng)關(guān)系 我國延遲石油焦標(biāo)準(zhǔn)SH052792（見表2），其按照硫含量、揮發(fā)分和灰分等指標(biāo)分成如下牌號和規(guī)格。表2延遲石油焦標(biāo)準(zhǔn)SH052792 3.3 石油焦用途：石油焦用作電廠CFB 鍋爐的燃料為配

18、合進(jìn)口含硫原油加工及油品質(zhì)量升級，今年在沿海及沿江一帶，新增或擴(kuò)建一批延遲焦化裝置，如鎮(zhèn)海、揚(yáng)子、金陵、九江。要消化這些含硫高、價格低廉的石油焦，可以采用先進(jìn)的循環(huán)流化床技術(shù)，配套建設(shè)一批以石油焦為原料的CFB 鍋爐，為煉廠提供低成本的蒸汽、電、氫氣。鎮(zhèn)海、上海、武漢、金陵等企業(yè)大量加工國外含硫原油，采用了焦化和CFB 鍋爐的聯(lián)合生產(chǎn)，這是一舉三得的事，既消化了價格低廉的高硫石油焦，又滿足了企業(yè)新增項目的用汽、用電需求，還可以替代部分現(xiàn)有燒油鍋爐，節(jié)約出寶貴的重油資源。CFB 需要消耗大量的的石灰石，除發(fā)電外，生成的硫酸鈣可用作路基材料。但是，CFB 的燃燒效率，飛灰以及灰渣合理利用都需要急待

19、解決。焦炭的氣化組合循環(huán)一體化裝置（IGCC ）此技術(shù)可以直接生成合成氣和發(fā)電。氣化工藝基建成本最高，因為包括氣分氣化硫回收聯(lián)合循環(huán)發(fā)電部分?，F(xiàn)在IGCC 的投資已經(jīng)由510年前的15002500美元Kw 降至850950美元Kw 。此外，IGCC 與CFB 相比可以聯(lián)產(chǎn)氫氣外，污染也小。一般當(dāng)煉廠需要有氫源時，應(yīng)考慮用IGCC 。現(xiàn)在IGCC 除提供電力、蒸汽的能源外，澳大利亞BOC Gases，新加坡Syngas pte, 美國Exxon Baytown 等煉廠均利用IGCC 合成氣來生產(chǎn)石油化學(xué)品，對合理利用資源，實現(xiàn)石油化工一體化是一條好途徑。石油焦可以用于不同工業(yè)，用于電廠和水泥廠作

20、燃料的石油焦，需要高的熱值及良好的研磨性；用于鋁廠和鋼鐵廠或碳素廠作為原料的石油焦，無論是作為陽極糊和人造石墨電極的原料或是作為生產(chǎn)碳化物的原料均需要控制其含硫量和揮發(fā)分，對于制作電極原料的石油焦還應(yīng)對金屬含量加以控制。冶金等行業(yè)優(yōu)質(zhì)低含硫的石油焦在煉鋼、煉鋁和炭素行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，使石油焦的價值增加數(shù)倍。國外有些石油公司為了生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的石油焦，對高硫原料采取渣油加氫脫硫和延遲焦化聯(lián)合工藝，對脫硫后的渣油進(jìn)行焦化時，液體產(chǎn)品可增加12，焦炭減少65，產(chǎn)品質(zhì)量也可提高。國內(nèi)石油焦消費(fèi)及市場主要是冶金和碳素廠。 鋁廠：大的鋁廠有云南鋁業(yè)、廣西蘋果鋁業(yè)、貴州鋁廠等，貴州鋁廠的月用焦量為6kt 。 鋼鐵

21、廠：鋼鐵冶煉中使用石墨電極，還使用少量石油焦作增碳劑。 碳素廠：國內(nèi)最大的碳素廠是上市公司吉林碳素，其年產(chǎn)量100kt 。江西新余鋼鐵廠碳素分廠2000年使用15kt2#B、3#石油焦，生產(chǎn)了13.5kt 陽極糊，使用5kt1#、2#A石油焦，生產(chǎn)了2.5kt 石墨電極。該廠1999年使用的是錦州石化和錦西石化的石油焦，錦州石化的石油焦硫含量為0.45%，灰份為0.3%，質(zhì)量好；2000年使用高橋石化和杭州煉油廠的石油焦。其它如長嶺煉油廠和南京煉油廠的石油焦硫含量分別為1.5%和1.8%2.0%，鎮(zhèn)海石化的石油焦硫含量為0.8%1.2%，高于2#A指標(biāo)。 石油焦作為碳素廠和鋁廠的原料，需求很大

22、，可以說是供不應(yīng)求，前提是硫含量要低。因此新建延遲焦化裝置時，應(yīng)考慮采用低硫原料或?qū)υ线M(jìn)行脫硫處理，生產(chǎn)低硫石油焦，打開產(chǎn)品銷路。但是，應(yīng)該注意的是，石油焦的硫含量對其應(yīng)用和價格均起到明顯作用。美國將硫含量小于4的石油焦經(jīng)處理后，作為生產(chǎn)針狀焦的原料，將硫含量大于4的石油焦除部分用于水泥工業(yè)外，其余出口歐洲和日本等地，美國環(huán)保條例對排出物進(jìn)行嚴(yán)格的控制，限制了該國許多煉油廠和發(fā)電廠燃用高含硫的石油焦。在美國，延遲焦化裝置生產(chǎn)的石油焦將近65%用作燃料，其余35%經(jīng)煅燒后用于生產(chǎn)陽極及成型石墨產(chǎn)品。在世界上大多數(shù)國家，高含硫的石油焦還是主要用作發(fā)電廠燃料。在制造石墨電極中硫含量是一項較為重要的

23、指標(biāo)，硫含量過高會直接影響到石墨電極的質(zhì)量，也會影響到煉鋼的質(zhì)量。在500以上的高溫下，石墨電極內(nèi)的硫會被分解出來，過多的硫使電極晶體膨脹，致使電極收縮并產(chǎn)生裂紋，嚴(yán)重的可使電極報廢。在生產(chǎn)石墨電極中，石油焦的硫含量會影響電耗量，用含硫為1.0的石油焦生產(chǎn)電極時所用耗電量要比用含硫為0.5的石油焦每噸多耗電9左右。石油焦在作為陽極糊的原料時，其含硫量對耗電量也有明顯的影響。 4 我公司焦化裝置狀況介紹我公司現(xiàn)有的三套延遲焦化裝置總能力為340萬噸/年，是重油轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵裝置，也是中石化內(nèi)難得的，在渣油轉(zhuǎn)化能力上延遲焦化超過催化裂化的企業(yè)，很具有代表性和競爭性。1#延遲焦化裝置于1965年9月投產(chǎn)

24、，初始規(guī)模為30萬噸/年，經(jīng)多次改擴(kuò)建，現(xiàn)達(dá)到125萬噸/年，由焦化系統(tǒng)、分餾系統(tǒng)和吸收與穩(wěn)定系統(tǒng)組成。采用三爐六塔生產(chǎn)流程，原料經(jīng)加熱爐對流室預(yù)熱到330-350后進(jìn)分餾塔，再經(jīng)加熱爐的輻射段加熱至500進(jìn)入焦炭塔。加熱爐為單面輻射立式爐，焦炭塔為有堵焦閥預(yù)熱方式，其中1#、2#、5#、6#焦炭塔采用有井架式水力除焦，3#、4#焦炭塔采用無井架式水力除焦。2#延遲焦化裝置于1997年建成投產(chǎn)，1999年擴(kuò)能改造為55萬噸/年，采用一爐兩塔生產(chǎn), 流程同套焦化。3#延遲焦化裝置于2004年底建成投產(chǎn)，采用一爐兩塔生產(chǎn)流程，設(shè)計循環(huán)比為0.25，規(guī)模為160萬噸/年。該裝置由焦化系統(tǒng)、分餾系統(tǒng)、

25、吸收穩(wěn)定系統(tǒng)組成。原料換熱后，經(jīng)過緩沖罐、加熱爐對流轉(zhuǎn)輻射直接進(jìn)焦炭塔，分餾塔底油進(jìn)行循環(huán)取熱后，一部分返分餾塔，另一部分進(jìn)原料緩沖罐，由于進(jìn)原料緩沖罐的流量可調(diào)，故稱之為可調(diào)節(jié)循環(huán)比流程。加熱爐為雙面輻射爐，焦炭塔為無堵焦閥預(yù)熱方式，焦炭塔采用有井架水力除焦機(jī)構(gòu)。4.1 裝置主要操作參數(shù)裝置的主要操作參數(shù)見表-1。1#延遲焦化的日加工量為3540噸，生焦周期為22小時，循環(huán)比為0.40，加熱爐輻射室出口溫度為501，焦炭塔頂壓力為0.22Mpa ，溫度為425，分餾塔底溫度為380；2#焦化的日加工量為1580噸，生焦周期為20小時，循環(huán)比為0.40，加熱爐輻射室出口溫度為501，焦炭塔頂壓

26、力為0.22Mpa ，溫度為425，分餾塔底溫度為380；3#焦化的日加工量為 4100 噸，生焦周期為24小時，循環(huán)比為0.25，加熱爐輻射室出口溫度為501，焦炭塔頂壓力為0.17Mpa ，溫度為405，分餾塔底溫度為365，如表3。表3 裝置主要操作參數(shù)4.2 裝置生產(chǎn)負(fù)荷2004年，1#焦化實際加工量為127.47萬噸，運(yùn)行天數(shù)360天，平均日加工量為3540噸；2#焦化實際加工量為56.12萬噸，運(yùn)行天數(shù)為355天，平均日加工量為1580噸。上述兩裝置的負(fù)荷均超過了設(shè)計值。3#焦化因是投產(chǎn)初期，2005年一季度日加工量為 4100 噸，為設(shè)計值（4800噸/天）的85%。4.3 產(chǎn)品

27、收率2004年集團(tuán)公司生產(chǎn)的23套焦化裝置輕油收率最高的為70.74%，最低的為40.43%，平均輕油收率為45.72%，我公司1、2#焦化裝置的輕油收率超過了總公司平均值，三套焦化由于柴油、蠟油焦粉及焦炭質(zhì)量等問題，影響了液體收率。 總液體收率最高的為73.13%，最低的為57.67%，平均總液體收率為62.97%,我公司三套焦化裝置的平均液體收率均沒有達(dá)到平均值，這和我公司焦化柴油、蠟油質(zhì)量和后續(xù)加氫能力有關(guān)，但是，我們可以從工藝角度調(diào)整焦炭塔和 分餾塔的操作條件出發(fā)，減少焦粉攜帶量，提高柴油產(chǎn)率和總液體收率。焦炭產(chǎn)率最低的為20.30%，最高的為29.10%，平均焦炭產(chǎn)率為24.34%，

28、我公司為23.36%、28.17%和27.61%。損失率最低的為0.24%，最高的為0.68%，平均損失率為0.51%。 表4物料平衡表 *我公司數(shù)據(jù)為2005年1-10月份累計數(shù)據(jù)。1#焦化干氣C3以上7%，2#焦化8-9%，3#焦化6%-7%，3#已經(jīng)采取了高壓操作，冷媒水投用，效果較好，但是在降低吸收塔溫度、降低吸收劑的溫度及其它操作條件還有優(yōu)化的余地。5 我公司延遲焦化裝置存在問題及解決方法5.1 降低3#焦化工藝用汽是當(dāng)前重中之重的工作目前，3#焦化裝置加熱爐注汽量達(dá)到7噸，占據(jù)原料的3.5，超出通常的1.0-1.5的比例。由此帶來 分餾系統(tǒng)氣相速度高，蠟油中焦粉含量量大，造成后續(xù)加

29、工成本的升高； 焦炭產(chǎn)品的形態(tài)疏松、粉焦比例大； 冷焦水和切焦水帶焦嚴(yán)重； 含硫污水排水量大等一系列問題。因此，降低焦炭塔的工藝用汽是客不容緩的。 首先可以降低爐子用蒸汽的數(shù)量，將爐子每路三點的注汽量從現(xiàn)在的80/350/200kg/h降低到儀表滿量程的80%左右，既60/250/150kg/h。 其次要在確保安全可靠的前提下，降低四通閥處的17個密封蒸汽量，這個量既要小，又要有，這應(yīng)該和設(shè)計部門重新核算，重新選擇新型的限流孔板，然后擇機(jī)整改。但是，在此之前，我們可以做到的是可以逐步關(guān)小限流孔板前的手閥，以達(dá)到減少蒸汽注入量的目的。5.2 1#延遲焦化新鮮水耗水大、效率低，急需節(jié)能改造 延遲焦

30、化新鮮水耗水大、效率低， 延遲焦化新鮮水耗水大 2004 年度，1#延遲焦化裝置每月的新鮮水消耗量為 138000 噸，這部分水主 要用于接觸冷卻塔頂氣體的冷卻、接觸冷卻塔中斷回流的冷卻和拿油的冷卻，均 采用水箱式冷卻器，為了保證冷卻效果，新鮮水加熱至 50就排入地溝。照此 計算，年耗水量在 100 萬噸，年操作費(fèi)用達(dá)到 200 萬元人民幣，而 160 萬噸/年 的 3#延遲焦化裝置，采用空冷冷卻，年費(fèi)用僅為 50 萬元（優(yōu)化后可以減少至 10 萬元以下）。因此，對接觸冷卻塔頂冷卻器的改進(jìn)是很有經(jīng)濟(jì)效益的。 5.3 3#延遲焦化接觸冷卻塔空冷用電效率低，有待改進(jìn) 延遲焦化接觸冷卻塔空冷用電效率

31、低， 延遲焦化接觸冷卻塔空冷用電效率低 3#延遲焦化裝置和原有的 1#延遲焦化不同，其接觸冷卻塔頂采用空氣冷卻 器進(jìn)行冷卻?？绽湫吞枮椋篜g×3-8-258-16S-23.4/DR-Ia，風(fēng)機(jī)型號為： G-SF-36B4-Vs22，電機(jī)型號為：YA200L2-6W-22KW，共有 8 臺，合計功率達(dá)到 176 千瓦，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，此 8 臺空冷風(fēng)機(jī)的使用效率極其低下。 此 8 臺空冷風(fēng)機(jī)主要是在老塔換塔后對吹汽過程中從焦炭塔中出來的水蒸 汽和油氣進(jìn)行冷卻，每天的有效工作時間為 2 小時，但是，為了防止焦炭塔超壓 時安全閥起跳后油氣的冷卻，此 8 臺空氣冷卻器常年運(yùn)轉(zhuǎn)，每年耗電 140

32、.8 萬千 瓦時，而實際用于生產(chǎn)的不足 10%，每年的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到 50 萬元人民幣。 在目前 24 小時連續(xù)全部投用這 8 臺風(fēng)機(jī)的工作方式下，還使得空冷后溫度 過低，造成冷后蠟油凝固，與水分離不清，大量的含油污水帶油嚴(yán)重，給后續(xù)的 污水處理帶來很大的生產(chǎn)壓力。而且，在將含油污水外送的過程中，為了將含油 污水中已經(jīng)凝固蠟油融化，車間還要消耗大量的蒸汽，其中的浪費(fèi)太嚴(yán)重了！ 在 9 月份， 此問題在我公司進(jìn)行了討論， 技術(shù)質(zhì)量處提出了整改觀點， 但是， 車間出于操作的簡易性和連續(xù)性，仍堅持原先的操作方法，造成蒸汽能源和水資 源巨大浪費(fèi)。 若要達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又安全的目的，可以增加空冷自動開關(guān)系統(tǒng)：在

33、接觸冷卻塔 采集溫度信號，當(dāng)溫度超過 90時自動啟動少數(shù)空冷，并根據(jù)空冷后的溫度決 定啟動空冷器的數(shù)量；當(dāng)吹汽操作結(jié)束，溫度下降后，自動停運(yùn)空冷。也可采用 變頻技術(shù)，則是調(diào)整空冷風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和電力消耗，生產(chǎn)的平穩(wěn)性和設(shè)備的。 5.4 現(xiàn)有裝置的加工能力有待進(jìn)一步挖掘 3#延遲焦化裝置經(jīng)過近年時間的運(yùn)行表明， 3#焦化裝置的生產(chǎn)能力可以進(jìn)行 深入的挖掘，通過加熱爐負(fù)荷和煙氣熱回收系統(tǒng)的改造，就可以采用縮短生焦周 期的辦法來大幅度提高裝置生產(chǎn)能力。 16 1#延遲焦化裝置可以通過提高焦炭塔容積利用率的方法來提高裝置生產(chǎn)能 力。通過安裝中子粒位計檢測焦層和泡沫層高度；進(jìn)一步優(yōu)化消泡劑、急冷劑的 注入方

34、案，包括注入量、注入點、注入時間等措施，來提高焦炭塔容積利用率。 如此一來，可以在適當(dāng)?shù)臅r候少開 2#或 1#焦化裝置來平衡渣油的消化，大 幅度降低生產(chǎn)操作成本。 5.5 電機(jī)用電量需要大力降低 由于機(jī)泵選型普遍偏大，3#焦化裝置能耗偏高，對設(shè)備、管線的腐蝕沖刷也 較嚴(yán)重。 3#焦化輻射進(jìn)料泵現(xiàn)場數(shù)據(jù)如下圖所示。數(shù)據(jù)取自 2005 年 11 月 16 日 9： 00，B 泵啟用，輻射進(jìn)料泵流量 234 噸/時，爐進(jìn)料流量控制閥門開度 45，電 機(jī)電流 55 安培。A 泵備用并預(yù)熱，預(yù)熱出口閥門開兩圈。 該泵的介質(zhì)為渣油和循環(huán)油， 兩者的比例為 100： 混合密度為 998Kg/m3， 25，

35、溫度為 318。 由圖可知， 壓力降損失主要集中在爐進(jìn)料控制閥上， 壓力損失達(dá)到 2.38MPa， 電力浪費(fèi)極其嚴(yán)重。 圖-5 輻射進(jìn)料泵壓降損失示意圖 3.8MPa 4.0MPa A B 1.42MPa 加熱爐 對流室 1.3MPa 車間建議增加變頻器，但是鑒于本電機(jī)系高壓電機(jī)，變頻器費(fèi)用高，建議對 機(jī)泵葉輪進(jìn)行抽級改造。 輻射進(jìn)料泵葉輪抽級：輻射進(jìn)料泵型號 RON-D8×16，流量 293m³/h，揚(yáng)程 450m，電機(jī)型號 YAK450-2W，功率 630KW，建議在滿足工藝要求的前提下，對 17 兩臺加熱爐進(jìn)料泵進(jìn)行“葉輪抽級”改造，由原 4 級改為 3 級，節(jié)約用電

36、。高橋 石化的延遲焦化裝置在 2003 年 3 月和 8 月分別對兩臺加熱爐進(jìn)料泵進(jìn)行“葉輪 抽級”改造，由原 4 級改為 3 級，電流從原來運(yùn)行時的 50A 降為 32A，同時，輻 射調(diào)節(jié)閥，由于前后壓差變小，也更有利于操作。 效益計算：11KV*（50A-32A）*8000h/a*0.50 元/kwh=88 萬/年 5.6 循環(huán)比有待進(jìn)一步優(yōu)化 循環(huán)比對處理量、產(chǎn)品收率和產(chǎn)品質(zhì)量的影響。“循環(huán)比”這一概念在文獻(xiàn) 上并不統(tǒng)一，通常有兩種表示方法：第一種是加熱爐總進(jìn)料量與新鮮原料之比， 稱為聯(lián)合循環(huán)比，用 TPR 表示；第二種是循環(huán)油與新鮮原料之比，稱為循環(huán)比。 我國焦化裝置一般都采用第二種表

37、示方法。 循環(huán)比直接決定了加熱爐、主要機(jī)泵、焦炭塔等主要設(shè)備的負(fù)荷，降低循環(huán) 比可以提高裝置的處理能力。由于降低循環(huán)比既不需要改動工藝流程，又不需要 增加設(shè)備投資， 因此采用降低循環(huán)比來提高裝置的處理能力是一個簡便且經(jīng)濟(jì)的 方法。 目前集團(tuán)公司內(nèi)已有不少焦化裝置，如揚(yáng)子、高橋、茂名、長嶺、荊門、齊 魯?shù)冉够b置，均先后采取過低循環(huán)比的措施來提高裝置處理能力。齊魯分公司 將 I 套焦化裝置分餾塔蒸發(fā)段溫度控制指標(biāo)修改為395， 循環(huán)比由 0.40 降低 到 0.25，并結(jié)合縮短生焦周期，使裝置的日處理量由 2400 噸提高到 2800 噸， 處理量增加了 16.6%；高橋分公司也采用降低循環(huán)比來提高裝置加工量；長嶺分 公司為擴(kuò)大裝置處理量，一直采取小循環(huán)比操作，有時