延遲焦化培訓

1、講課人：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX一.延遲焦化的地位和發(fā)展趨勢。二.延遲焦化的原料管理的重要性和幾個案例。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比1.21世紀世界石油產(chǎn)業(yè)可能分為二個階段：第一階段（2001年-2030年）高油價時代第二階段（2030年-2100年）后石油時代中國原油進口依存度2020年中國原油將消費4.56.5億噸年份進口量（億噸） 依存度20041.23（實際）40.220101.21.3（預計）50（預計）20202.02.2預計）60（預計）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 百萬桶/天19901995200020052010增長蒸餾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18.56。上個世紀焦化的發(fā)展慢于催化，但是進入新世紀后

3、，焦化發(fā)展快于催化。2001年全國焦化2164萬噸/年；2002年全國焦化2525萬噸/年；2003年全國焦化2930萬噸/年；2004年全國焦化3725萬噸/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：對環(huán)境影響比較大，一些國土比較小的國家如日本主要發(fā)展渣油加氫。4.經(jīng)濟因素：重質(zhì)油價格低，波動范圍小，加工成本低，效益好。延遲焦化三個發(fā)展方向1.裝置規(guī)模大型化委內(nèi)瑞拉最大的600萬噸/年；美國的基本在300萬噸/年以上；我國惠州擬建400萬噸/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.延長開工周期4.降低加工損失一些主要裝置對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：目前國內(nèi)尚無比較明確的要求 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，缺少對四組分的分析。由于未重視原料管理造成事故的幾個事例：長嶺分公司加工納波減壓渣油時，焦炭產(chǎn)率高達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，進料時焦炭塔出現(xiàn)振動，除焦時發(fā)現(xiàn)生成大量彈丸焦。/后經(jīng)過調(diào)整，將摻煉比降到1/3，操作和焦炭質(zhì)量恢復了正常/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，由于輻射進料泵無法保證，裝置緊急停工。搶修發(fā)現(xiàn)，分餾塔底結(jié)焦1.6米，達到輻射泵側(cè)線抽出口，兩臺塔底過濾器幾乎被焦堵死，輻射進料泵的第一級葉輪入口處有大量焦塊。對泵內(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)，對粘結(jié)物灼燒灰份分別高達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)輻射進料泵內(nèi)有焦粉及催化劑粉末沉積。輻射進料調(diào)節(jié)閥有卡澀現(xiàn)象，曾引起輻射量大幅度波動，在摻煉催化油漿后，投用僅半年

7、兩個輻射調(diào)節(jié)閥因為閥心磨損關(guān)不嚴而被迫更換。1999年初，鎮(zhèn)海焦化加工進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，兩臺爐爐管表面溫度達650度以上，判斷爐管結(jié)焦，隨即停工燒焦。重現(xiàn)開工后，由于原料未改善，不到半月爐管結(jié)焦。加強對焦化原料的管理，對新油料必須對原料進行四組分分析，原料中瀝青質(zhì)含量4。合理搭配原料，優(yōu)化原料配置，實現(xiàn)不同原料的合理調(diào)配，切忌原料變化大起大落。加強與計調(diào)部門的聯(lián)系，規(guī)定當班操作人員必須知曉原料名稱和摻煉情況，是操作人員對原料做到心中有數(shù)。綜合上述事例分析，加強焦化原料的管理，對原

8、料進行系統(tǒng)的分析化驗，是裝置安全平穩(wěn)長周期生產(chǎn)的前提，同時也給操作做好鋪墊。對裝置可能出現(xiàn)的問題做好預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，對多管加熱爐中謀一管程進行通蒸汽清焦，通過改變蒸汽量和管壁溫度使焦炭剝落，達到清焦目的。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)壓降基本恢復正常（開工前壓降）。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、沒有紅光，保溫性能好偏高支架形式徑向有限制徑向無限制影響爐管徑向變形升溫幅度150120結(jié)焦程度嚴重結(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：襯里補強，裂縫密封，提高輻射強度，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)有自動控制：以燃燒控制為主，通過煙道擋板和進風蝶閥進行調(diào)節(jié)，以滿足排煙溫度和爐膛負壓趨近設(shè)定值，實現(xiàn)最佳燃燒。智能控制：不以排煙氧含量為目標，而是實現(xiàn)工藝要求的前提下燃料消耗最低為控制目標。以相關(guān)壓力、流量、溫度作為檢測和控制對象，解決儀表檢測誤差和執(zhí)行機構(gòu)不精確帶來的不利影響，設(shè)定多項而非單一控制策略。動態(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。大型雙面輻射爐優(yōu)

11、點：爐子效率達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含量達到國際先進水平。最先引進的是上海金山焦化。目前國內(nèi)已有多家使用該類型爐，但也有一些人對此加熱爐存在依依。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開始，隨著溫度的升高而迅速加劇，到480左右，達到最高，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，當鉻含量大于5以上時，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層，隔開了腐蝕介質(zhì)，因而一般不發(fā)生腐蝕或腐蝕不嚴重。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，尤其是開口接管和立柱加強板等處傳熱速度快，塔內(nèi)達不到結(jié)焦溫度，致使塔壁裸露腐蝕。二是塔的泡沫段，由于介質(zhì)波動造成對塔的沖刷，是塔壁上附著的焦層被

13、沖刷掉而造成嚴重腐蝕，三是塔底除焦口。 一般對接型式和搭接型式結(jié)構(gòu)簡單，但應(yīng)力集中系數(shù)高，易產(chǎn)生裂紋，因此不推薦采用。圓弧過渡對接型式(對接改進型)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Fluor Daniel公司Leslie PAntalffy等人曾對這四種結(jié)構(gòu)進行了研究，結(jié)果見下表： 項目一般對接型式搭接型式對接改進型式整體鍛焊型式加熱時的應(yīng)力(MPa) 459 503 375326冷卻時的應(yīng)力(MPa) 28630415195疲勞計算應(yīng)力集中系數(shù) 1.51.51.01.0計算疲勞壽命(次) 598478550310704通過上面表格可知，整體鍛焊結(jié)垢從抗疲勞方面講具有相當?shù)膬?yōu)勢

14、，一是結(jié)構(gòu)經(jīng)機加工，表面平整，尺寸精確，沒有明顯的凹凸不平；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)計時較容易通過應(yīng)力分析對鍛焊結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸進行優(yōu)化，以獲得最小的應(yīng)力和最長的疲勞壽命。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)點是加入量小，并可以對整個系統(tǒng)實施保護，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。國內(nèi)外還針對環(huán)烷酸腐蝕開展了一系列研究

15、，開發(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抗環(huán)烷酸腐蝕緩蝕劑，效果很好。 犧牲陽極和滲鋅層保護碳鋼水冷器采用犧牲陽極保護技術(shù)，可對水側(cè)碳鋼尤其是碳鋼管板和管端約200mm的部位實施有效的保護，大大減緩了碳鋼腐蝕速率，延長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，因此滲鋅層既有機械隔離腐蝕介質(zhì)的作用，又有犧牲陽極保護作用，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)過催化反應(yīng)進入催化分餾塔底，再經(jīng)過蒸餾分離所得的塔底產(chǎn)物。（一）二者的對比，催化裂化油漿的特點是：1.比重大：催化油漿的比重均大于1.0，明顯高于