延迟焦化焦炭塔系统

64中海油气（泰州）石化有限公司延迟焦化装置设计加工规模100万t/a，由镇海炼化工程设计院设计，采用“一炉两塔”的大型化工艺路线，设计循环比0.05，并适应循环比在0.05~0.15之间操作，在2016年11月投产，2017年11月进行工艺技术消缺改造。

装置年开工时数8400h，焦炭塔直径8400mm，焦炭塔生焦时间采用24h。

本装置大吹汽介质为1.0MPa蒸汽，大吹汽量10t/h，增加装置1.0MPa蒸汽消耗且焦炭塔大吹汽操作为间歇操作，对公司1.0MPa蒸汽系统管网压力影响较大。

1 延迟焦化焦炭塔传统大吹汽工艺流程焦炭塔是延迟焦化装置核心工艺设备，其工艺特点是冷热交替循环，焦炭塔生焦周期为：减压渣油经与装置内高温热油换热到297℃进入分馏塔底，经加热炉进料泵送入加热炉快速加热到498℃左右后经四通阀进入焦炭塔底部。

渣油在焦炭塔内经高温长时间停留后，发生高温热裂化和热缩合等一系列反应，最后生成富气、汽油、柴油、蜡油和石油焦等产品。

焦炭结聚在焦炭塔内，随着生焦时间不断增加，焦炭塔内的生焦高度不断增加，直至焦炭塔内焦层达到设定高度后，通过四通阀将进料切至另一焦炭塔，同时原焦炭塔进行老塔处理操作。

焦炭塔老塔处理操作包括吹汽、给水、放水、切焦、吹扫进料短节关顶、底盖机、赶空气试压、焦炭塔油气预热等一系列操作步骤，将焦炭从焦炭塔切除出来，并将该塔预热至所需温度，以备投入使用继续生焦。

在传统工艺技术中，大吹汽是利用系统1.0MPa蒸汽作为工艺介质，在老塔冷焦处理时将焦炭塔内焦炭油气汽提由小吹汽吹汽至分馏塔改至放空塔，同时继续降低焦炭塔内焦炭温度，为后续给水冷焦操作创造条件，且降低焦炭中挥发分含量，保证焦炭产品质量合格。

在延迟焦化装置设计过程中，由于1.0MPa蒸汽温度高，进行大吹汽时蒸汽和高温焦炭的传热温差较小，不会使焦炭温度降温太快从而降低对塔壁的热应力冲击，不会影响焦炭塔使用寿命。

目前多数延迟焦化装置工艺设计采用1.0MPa蒸汽对焦炭塔进行大吹汽。

28中海沥青股份有限公司1.0Mt/a延迟焦化装置由镇海石化工程公司设计，于2016年5月15日一次开车成功。

装置采用一炉两塔工艺，设计生焦周期为24h。

焦炭塔是两塔频繁切换操作，一个塔在进料生焦，另一个塔则在小吹汽、大吹汽、小给水、大给水、溢流、放水、卸盖、除焦、上盖、赶空气、蒸汽试压、脱水、油气预热等操作[1]，每个周期（36~48 h）切换一次，每次有31个阀门需要操作，其中约20多个阀门开关错误会导致火灾等安全事故[2]。

为避免发生人为误操作事故，保障人员和设备安全，装置投用了一套焦炭塔顺序控制系统。

1　焦炭塔工艺联锁特点①顺控共有27只电动阀、2只自动底盖机和2台自动顶盖机。

大油气背压环阀和油气平衡阀不参加顺控过程，其中大油气背压环阀在DCS中具有远程调节的功能。

②系统只能发出指定设备和阀门的联锁或解锁信号，不能发出联锁设备的开关操作信号，相关指定操作由外操现场完成。

在所有顺控相关设备、电动阀门现场附近分别设置操作完成现场确认按钮（需按2s以上），在所需顺控步骤的设备、电动阀门操作完成后，阀位状态信号与该阀或设备的现场确认信号共同回讯至DCS联锁系统。

每个大步骤必须按“开始”按钮，才能开始执行本步的顺控操作；步骤必须从第一步开始执行，否则无法继续执行。

③须将源程序独立备份，运行程序须具有记忆跟踪功能，程序能在故障停车后恢复并入运行，能自动识辨在线运行的联锁操作阶段及进程，并经由内操引导确认后，投入运行。

④逻辑框图中每个过程及之中的人工确认、DCS选塔信号都是独立的、能与其它DCS信号相互区分的DCS联锁信号，以免运行程序发生混乱。

DCS选塔信号为各母程序相互交替操作运行的关键信号，程序系统设置了不受干扰的且独一无二可靠的指令信号。

⑤程序接收到开关状态信号和现场确认信号后完成了指定操作工序，在规定允许的延迟时间后自动发出该完成操作工序联锁阀门的锁定指令，将该阀门或设备锁定。

⑥程序设有每个具有联锁功能的阀门和设备的软旁路系统，满足所处工序的相关设备、阀门因故障时，可将错误的检测信号切出；⑦程序设有各工序的程序人工牵引功能，可将程序引导至上一级操作工序。

延迟焦化焦炭塔顶大油气线结焦原因及应对措施赵玉林（玉门油田分公司炼油化工总厂甘肃玉门735200）摘要：玉炼50万t/年的延迟焦化装置加工原料为减压渣油，原料设计残炭值为18。

自2016年常减压车间实施减压深拔加工工艺后，使得焦化原料性质急剧恶化，渣油残炭值等各项指标均超过设计值，加之同时回炼水处理污油合力之下带来一系列不利影响，其中，以焦炭塔顶大油气线出口处结焦加速最为明显，严重影响装置日常安全生产。

本文结合现场实际，通过原料性质、回炼污油方式等多个方面，深入分析导致结焦加速的原因，并针对具体原因给出了具体解决措施及建议，使得焦炭顶大油气线结焦速度得到有效控制。

关键词：延迟焦化大油气线急冷油措施中图分类号：TQ506文献标识码：A文章编号：1674-098X(2022)02(b)-0041-04 Coking Causes and Countermeasures of Large Oil and Gas Line on the Top of Delayed Coking Coke TowerZHAO Yulin(Oil Refining and Chemical Plant of Yumen Oilfield Branch,Yumen,Gansu Province,735200China) Abstract:The processing raw material of Yulian's500000t/a delayed coking unit is vacuum residue,and the design carbon residue value of the raw material is18.Since the implementation of vacuum deep drawing process in the atmospheric and vacuum distillation workshop in2016,the properties of coking raw materials have deteriorated sharply,and various indicators such as residual carbon value of residue have exceeded the design value.In addition,a series of adverse effects have been brought under the combined force of waste oil treatment of recycled water. Among them,the coking acceleration at the outlet of the large oil and gas line on the top of the coke tower is the most obvious,which seriously affects the daily safety production of the bined with the actual situation of the site,this paper deeply analyzes the causes of coking acceleration from the aspects of raw material properties and waste oil recycling methods,and gives specific solutions and suggestions for specific reasons,so that the coking speed of the oil-gas line at the top of coke can be effectively controlledKey Words:Delayed coking;Large oil and gas line;Guench oil;Measure焦炭塔是焦化热裂解及缩聚反应的主要场所，作为延迟焦化装置的关键设备，其操作是否平稳、运行是否正常决定了装置能否长周期开炼。

延迟焦化焦炭塔软测量系统软件开发的开题报告
题目：延迟焦化焦炭塔软测量系统软件开发
一、研究背景
延迟焦化工艺是一种高效率的炼焦技术，其设备的自动化程度对产品质量和生产效率起着至关重要的作用。

其中，延迟焦化焦炭塔是该工艺的一个重要环节，需要进行实时监测和控制。

传统的硬件测量方式存在受环境影响、费用高昂等缺陷，因此需要采用软测量系统实现对延迟焦化焦炭塔的实时监测和控制。

二、研究目的
本文旨在研究延迟焦化焦炭塔软测量系统的软件开发，以实现对该系统的实时监测和控制，提高该工艺的自动化水平和产品质量。

三、研究内容
1. 对延迟焦化焦炭塔的相关参数进行调研和分析，建立软测量系统的数学模型。

2. 开发用于测量延迟焦化焦炭塔的软件，实现对该工艺的实时监测和控制，包括数据采集、处理和展示等功能。

3. 进行软件测试和优化，提高软测量系统的性能和稳定性。

四、研究方法
1. 调研法：通过查阅文献资料和实地调查，了解延迟焦化焦炭塔的相关参数及其测量方法。

2. 建模法：利用数学建模的方法，对延迟焦化焦炭塔的参数进行建模，建立软测量系统的数学模型。

3. 软件开发：采用C#语言开发软件，并使用.NET Framework框架和SQL数据库进行支持。

4. 软件测试和优化：对软测量系统进行功能测试、性能测试和稳定性测试，对软件进行优化和调试，保证软件的可靠性和稳定性。

五、预期成果
1. 实现延迟焦化焦炭塔软测量系统的软件开发，并可在实际生产中应用。

2. 提高延迟焦化工艺的自动化水平和产品质量。

3. 为钢铁行业提供软测量技术的应用参考。

一、焦炭塔切换周期内操作波动的原因分析1.换塔前新塔预热温度偏低焦炭塔的预热过程为：新塔赶空气、试压合格后，关闭脱水隔断阀，缓慢打开新塔瓦斯阀，将老塔油气引入新塔，待新塔压力与老塔压力接近平稳之后，全开新塔瓦斯阀，将底部甩油改去放空，待底部温度上升至170℃以后，再关底部放空阀，全开甩油去甩油罐阀，再逐渐关小瓦斯总阀，建立瓦斯循环，甩油罐甩油去原料罐或分馏塔回炼，在换塔前，新塔底部温度，要求达到330℃以上，塔壁温度在280℃以上。

但是有时预热一段时间后，温度很难升上去，主要是预热的时间不够，新塔不能得到有效的预热循环，造成温度偏低；进料线有焦，焦炭塔的油不能放下来，多数因除焦不净，新塔预热后焦块掉下来堵住进料热偶引起，造成油气循环量小，温度不能上涨；过滤器堵，也会造成焦炭塔预热不畅，焦炭塔底部的油不能放到甩油罐，油气无法进一步的循环，焦炭塔的温度得不到提高。

2.预热速度过快有时受到除焦系统的影响，预热的时间不够，为了抢时间，加快了预热的速度，预热时间从正常时5小时减少到4小时左右，预热时间缩短了近1小时，由于预热不充分，从而导致热量的不均衡，操作的紊乱。

同时速度的加快，油气量变化太快，将影响去分馏塔的油气负荷，蒸发段温度下降较多，上部回流控制阀必须关小才能保证蒸发段温度，由于上部回流量减少与进料的换热少，分馏塔底温度过低，原料进加热炉温度下降，大大加剧了加热炉的热负荷，操作的调整难度加大。

3.油气线结焦，预热油气量不够有时因急冷油注入问题或油气线速过高、焦高太高，引起油气循环线结焦或堵塞，有新塔顶温度上不去的现象。

在新塔预热油，顶温升不高，影响到焦炭塔预热速度，焦炭塔顶压力也超高。

二、优化焦炭塔切换周期内操作的对策1.吹扫彻底，确保预热流程通畅在除焦班进行除焦时，外操现场开汽吹扫进料短管，并检查短管内无焦粒、焦粉方停汽，这样保证了预热时进料短管内无焦堵。

在除焦班除完焦后，要求除焦人员扫尽焦炭塔内壁的焦粉，铲除清理焦炭塔塔底盖焦粉后方可上短管，以保证在预热时无焦粉落入塔底堵塞进料线。

石油化工企业延迟焦化装置（焦炭塔）检测1.1.延迟焦化延迟焦化（1）什么是）什么是延迟焦化延迟焦化焦炭化过程(简称焦化)是提高原油加工深度，促进重质油轻质化的重要热加工手段。

它又是唯一能生产石油焦的工艺过程，是任何其它过程所无法代替的，焦化在炼油工业中一直占居着重要地位。

焦化是以贫氢重质残油(如减压渣油、裂化渣油以及沥青等)为原料，在高温(400℃~500℃)下进行的深度热裂化反应。

通过裂解反应，使渣油的一部分转化为气体烃和轻质油品，由于缩合反应，使渣油的另一部分转化为焦炭。

一方面由于原料重，含相当数量的芳烃；另一方面焦化的反应条件更苛刻，因此缩合反应占很大比重，生成焦炭多。

炼油工业中曾经用过的焦化方法主要是釜式焦化，平炉焦化、接触焦化、延迟焦化、流化焦化等。

目前延迟焦化应用最广泛，是炼油厂提高轻质油收率的手段之一，在我国炼油工业中将继续发挥重要作用。

延迟焦化的特点是，原料油在管式加热炉中被急速加热，达到约500℃高温后迅速进入焦炭塔内，停留足够的时间进行深度裂化反应，使得原料的生焦过程不在炉管内而延迟到塔内进行，这样可避免炉管内结焦，延长运转周期，这种焦化方式就叫延迟焦化。

（2）延迟）延迟焦化焦化焦化过程过程原料经预热后，先进入分馏塔下部与焦化塔顶过来的焦化油气在塔内接触换热，一是使原料被加热，二是将过热的焦化油气降温到可进行分馏的温度(一般分馏塔底温度不宜超过400℃)，同时把原料中的轻组分蒸发出来。

焦化油气中相当于原料油沸程的部分称为循环油，随原料一起从分馏塔底抽出，打入加热炉辐射室，加热到500℃左右，通过四通阀从底部进入焦炭塔，进行焦化反应。

为了防止油在管内反应结焦，需向炉管内注水，以加大管内流速(一般为2米/秒以上)，缩短油在管内的停留时间，注水量约为原料油的2%左右。

进入焦炭塔的高温渣油，需在塔内停留足够时间，以便充分进行反应。

反应生成的油气从焦炭塔顶引出进分馏塔，分出焦化气体、汽油、柴油和蜡油，塔底循环油与原料一起再进行焦化反应。

延迟焦化焦炭塔顶大油气线结焦原因及应对措施延迟焦化是一种将较重的石油分馏出的高沸点分子转化为更轻的烃类产品的炼油工艺。

在延迟焦化过程中，焦炭塔顶是一个关键的区域，经常会出现大油气线结焦的问题。

大油气线结焦是指进入焦化器的原油在塔顶部分析出的石脑油和沥青油在如石墨、焦炭等表面基质上或其中间形成附着层，堵塞了焦炭塔顶的管道和设备，影响了生产正常运行。

本文将详细阐述延迟焦化焦炭塔顶大油气线结焦的原因及应对措施。

1.原因分析（1）储油桶及补液罐石脑油结油：石脑油中含有大量脂肪酸，它们在高温下容易聚合形成碳质颗粒，导致结焦问题。

（2）塔顶凝析物生成：塔顶凝析物主要由高温下的碳氢化合物形成，这些化合物在高温下变得不稳定，会聚合而生成焦炭。

（3）外界气体侵入：外界空气中的杂质进入焦化塔顶，与原油中的烃类发生化学反应，形成焦炭。

（4）管道淤积：在焦化过程中，管道内会不断积累焦炭、沙粒等杂质，导致堵塞，最终形成焦炭结焦。

2.应对措施（1）优化储油桶和补液罐的结构：增加储油桶和补液罐的容积，减少其中的输送管道，降低原油在这些设备内部的停留时间，以减少结油的机会。

（2）控制塔顶温度：通过合理的调整焦化反应器的温度，控制油气在塔顶的凝析，减少凝析物的生成，减小结焦的风险。

（3）加强塔顶密封：在焦化塔顶和设备之间增加密封装置，减少外界空气和杂质的侵入，降低结焦的可能性。

（4）定期清理管道：定期对焦化塔顶的管道进行清理，及时清除管道中的焦炭、沙粒等杂质，以保持管道畅通。

（5）采用防结焦剂：添加具有防结焦性能的添加剂到原油中，形成稳定的体系，可以有效地防止焦炭结焦的发生。

（6）加强检修和维护：定期对焦化设备进行检修和维护，及时更换老化的设备和部件，保证设备的正常运行，减少结焦风险。

综上所述，延迟焦化焦炭塔顶大油气线结焦问题的解决需要综合运用多种方法和措施，从原料处理、工艺控制、设备维护等各个环节入手。

只有加强科学管理，优化工艺流程，严格执行操作规程，并配合合理的设备维护和清洁措施，才能有效地防止焦炭塔顶大油气线结焦的发生，保证生产的安全、稳定和高效。

延迟焦化焦炭塔系统长周期运行分析张　塞（中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司，北京市１０２５００）摘要：焦炭塔是延迟焦化装置的核心设备，日常生产中，经常遇到焦炭塔系统设备故障，如焦炭塔特阀故障，顶阀、底阀在运行中出现开关异常，ＸＶ阀铜套磨损等，导致装置非计划停工。

对设备故障原因进行了分析并提出了整改措施，如增大关键球阀防焦蒸汽量、定期检查特阀执行机构力矩、ＸＶ阀门预知维修、改进底阀排污阀门形式等，有效降低了此类故障的发生率。

关键词：延迟焦化　焦炭塔　长周期运行 中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司炼油部延迟焦化装置于２００７年７月投产，生产能力为１．４Ｍｔ／ａ，生焦周期２０ｈ，生产焦炭、汽油、柴油、蜡油、液化石油气和干气等产品。

其中焦炭塔系统设备较多，包括特阀、ＸＶ阀、顶阀、底阀、底阀排污球阀、水力除焦设备中的切焦器、水马达、电马达等。

日常生产过程中，多次遇到相关设备故障，分析了故障原因，总结了焦炭塔系统长周期运行对策和方案，为装置长周期运行奠定了基础［１ ３］。

１　焦炭塔系统长周期运行影响因素与对策１．１　特　阀１．１．１　特阀及故障分析焦炭塔系统共有８台特阀，其使用介质一般为含有焦粉的油品、减压渣油和蒸汽，工作温度５００℃左右，工作压力０．５ＭＰａ左右。

日常运行过程中特阀主要出现过３种故障：阀体结焦阀门开关不动作、电动执行机构故障以及力矩过大导致电动执行机构损坏［４］。

特阀包括电动头、执行机构和球阀，其中执行机构包括齿轮机构，蜗轮蜗杆机构等。

电动头驱动执行机构动作，执行机构驱动球阀开关动作。

阀球通过两端阀座固定，一端通过波纹管弹性提供补偿力，阀球与阀座之间为硬密封。

阀门加工精度、密封面划伤以及阀门长期在高低温温变载荷的作用下发生变形，为杂质进入空腔并结焦提供了条件。

由于吹扫口位置设置等原因，加之蒸汽品质及注入量的影响，介质及焦粉无法被彻底吹扫干净，会在阀体空腔及波纹管内壁、外壁发生沉积，产生结焦。