延迟焦化讲义

延迟焦化讲义

目录

1 延迟焦化的发展 ............................................................................. 2

2 延迟焦化生产过程 ........................................................................ 3

2.1 工艺流程 ................................................................... ...... 3

2.2 焦炭塔的操作 .................................................................. 6

2.3 水力除焦 .......................................................................... 7

3 质量控制 ......................................................................................... 8

3.1 液体产品 .......................................................................... 8

3.2 焦炭 ................................................................................ 10

3.3 石油焦用途： .................................................... ............ 11

3.3.1 石油焦用作电厂CFB锅炉的燃料 ......................................... 11

3.3.2 焦炭的气化组合循环一体化装置（IGCC） ............... ........... 11

3.3.3 冶金等行业 .............................................................. ............... 12

4 我公司焦化装置状况介绍................................................. ........... 13

4.1 装置主要操作参数 ...................................................................... 13

4.2 装置生产负荷 ............................................................................. 14

4.3 产品收率 ............................................................................. ........ 14

5 我公司延迟焦化装置存在问题及解决方法 ................................. 15

5.1 降低3#焦化工艺用汽是当前重中之重的工作 .......................... 15

5.2 1#延迟焦化新鲜水耗水大、效率低，急需节能改造 ..... ......... 16

5.3 3#延迟焦化接触冷却塔空冷用电效率低，有待改进 ............... 16 5.4 现有装置的加工能力有待进一步挖掘 ...................................... 16

5.5 电机用电量需要大力降低 ........................................................... 17

5.6 循环比有待进一步优化 ............................................................... 18

延迟焦化是在较长反应时间下，使原料深度裂化，以生产固体石油焦炭为主要目的，同时获得气体和液体产物。延迟焦化用的原料主要是高沸点的渣油。延迟焦化的主要操作条件是：原料加热后温度约500℃，焦炭塔在稍许正压下操作。改变原料和操作条件可以调整汽油、柴油、裂化原料油、焦炭的比例。

1 延迟焦化的发展

延迟焦化工艺因其工艺技术成熟，投资和成本较其他渣油加工工艺相对较低，则在世界各国得到普遍应用（美国始终以焦化工艺为重油加工的主要手段、欧洲以减粘和热裂化为主、日本则以渣油加氢为主）。在过去的15年内，全球焦化加工能力增加了70％以上，今后将仍以年增长率为7％的速率增加。此外，焦化中馏分油脱硫反应活性与直馏中馏分油相似，容易改质为优质柴油，如果焦化产生的负值的焦碳和IGCC组合将会得到更大的发展空间。

据美国“OGJ”杂志2005年1月1日统计，全世界共有674个炼厂,其中147个炼厂设有焦化装置，其总加工能力为2.44亿t/a，比去年增长5.26%，约占世界原油蒸馏总加工能力的5.93%。在焦化装置总加工能力中，美国为1.29亿t/a，约占世界焦化装置总加工能力的52.70%，居世界首位，我国（不包括台湾省）焦化装置总加工能力为14.63Mt/a , 占世界焦化装置总加工能力的5.99%， 仅次于美国，位于世界第二。其次依次为印度、墨西哥、委内瑞拉和阿根廷等，其加工能力分别为9.33Mt/a、 8.53 Mt/a、7.97Mt/a和5.86Mt/a。各自分别占世界焦化装置总加工能力的3.82%、3.49%、3.26%和2.40%[1]。

表－1表示2004年世界前十位国家的焦化装置的加工能力。

目前，中国石化20家企业拥有延迟焦化装置共25套，设计加工能力2245万吨/年，占集团公司原油加工能力的13.66%，占渣油加工能力的54.2%（其余的加工重油的装置的比例分别是渣油加氢8.0%，氧化沥青6.2%，溶剂脱沥青13.3%，催化裂化18.3%）。 在25套延迟焦化装置中，有近几年里陆续新建或改扩建的一些焦化装置，加工能力都在100万吨/年以上。采用了一些当代较先进的技术，如双面幅射式加热炉(共有11座)；优化了工艺流程，如原料渣油经加热炉后直进焦炭塔(共有6套)；配套或完善了吸收稳定系统(共有10套)。目前我国最大的单套延迟焦化的加工能力已达160万吨/年(扬子、金陵)

由于延迟焦化装置工艺成熟，原料灵活性大和投资低等特点，对许多炼厂来说是优选的渣油加工方法。据美国EIA(Energy lnformation Ageney)统计，延迟焦化在世界渣油改质中约占1／3。

据美国SRI报告，世界焦化能力在过去的15内年增长了70％以上，世界炼厂中约有17％的炼厂有焦化装置，美国炼厂中约有35％的炼厂有焦化装置。

2 延迟焦化生产过程

2.1 工艺流程

下图-2、3分别为渣油分别进分馏塔和加热炉的两种不同延迟焦化流程图： 图-2 渣油进分馏塔的延迟焦化流程图

图-3 渣油进加热炉的延迟焦化流程图

延迟焦化装置由焦化、分馏、焦炭处理和放空系统组成。 焦化原料油与焦化瓦斯油换热后进入焦化主分馏塔底部的缓冲段（如图-2），在塔底与循环油混合。由此用加热炉进料泵送入加热炉。混合原料在炉中被迅速加热并有部分气化和轻度裂解；另外一种流程是焦化原料油与焦化瓦斯油换热后，直接用加热炉进料泵送入加热炉加热（如图-3）。 为了保持所需的流速、控制停留时间和扼制炉管内结焦，需要向炉管内注入蒸汽。加热炉出料进入处于生焦过程的焦炭塔中。焦炭塔内的油蒸汽发生热裂化反应，重质液体则连续发生裂化和缩合反应，最终转化为轻烃和焦炭。全部油气从焦炭塔顶部逸出并进入主分馏塔。焦炭塔为间隙操作，交替进行生焦、除焦操作。需要有两组（2台或4台）焦炭塔进行轮换操作，即一组焦炭塔为生焦过程，另一组为除焦过程。

从焦炭塔顶出来的油气进入焦化主分馏塔底部的缓冲段，用从上部洗涤段来的重瓦斯油冲洗和冷却，使循环油冷凝下来。循环油与新鲜原料油在塔底混合，用泵送入加热炉。焦化主分馏塔下部设重瓦斯油循环回流段，从循环回流塔盘抽出重瓦斯油，取出的回流热量用于预热原料油，发生蒸汽和作为气体回收部分重沸器的热源。主分馏塔上部为轻瓦斯油精馏段，从此抽出轻瓦斯油，经过在汽体塔内用蒸汽汽提后作为产品。塔顶产品为石脑油和焦化富气经过冷凝冷却和油水分离后进入稳定吸收。

富气经气压机二级压缩升压至1.0MPa(G)，后经空冷后和吸收塔底的饱和吸收油、脱吸塔顶气混合进入压缩机二段出口冷凝器冷却至40℃，进入压缩机二段出口分液罐进行气液分离。 自压缩机二段出口分液罐分离出的气体进入吸收塔，与粗汽油及自补充吸收剂泵来的稳定汽油分别进入吸收塔，在塔内逆流接触，吸收气体中的C3及C3以上组分，回收液态烃；吸收塔中部设置一个中段回流；吸收塔底的饱和吸收油经泵升压后送至压缩机二段出口冷凝器冷却。

压缩机二段出口分液罐的饱和吸收油经脱吸塔进料泵抽出后，经换热后进入脱吸塔。为降低装置能耗，脱吸塔设二段加热。塔顶脱析气经脱吸塔顶压控阀至压缩机二段出口冷却器冷却与富气混和进入吸收塔进行循环吸收。

吸收塔塔顶流出的贫气进入再吸收塔，经冷到40℃后作为再吸收剂至再吸收塔；柴油在塔内逆流接触，进一步吸收气体中的C3及C3以上组分，同时也吸收被气体携带出来的部分汽油组分，再吸收塔塔顶干气经压力控制后自压出装置去气分装置脱硫；富吸收柴油经换热后返回分馏塔。

脱吸塔底的脱乙烷油由稳定塔进料泵抽出，经加热后进入稳定塔。稳定塔顶气体经冷却进入稳定塔顶回流罐，回流罐中少量不凝气经压控阀至火炬线；液态烃由稳定塔顶回流罐抽出，一部分至稳定塔塔顶作回流，另一部分在稳定塔顶回流罐液控下出装置。稳定汽油由塔底自压出装置，一部分作吸收塔的补充吸收剂。

2.2 焦炭塔的操作

延迟焦化装置的焦炭塔为间隙操作，轮流进行生焦和切焦操作，国内延迟焦化装置焦炭塔操作周期一般为24小时。为了提高装置处理能力、降低投资，国外设计多为18小时，如凯洛格公司为16-20小时；福斯特－惠勒公司为16-18小时，大陆石油公司为11-14小时，下表为不同焦化周期的操作比较：

对已有的焦化装置，焦炭塔缩短周期后可以提高处理量；新建装置可减小焦炭塔尺寸。

缩短清焦周期的措施有：

（1） 焦炭塔切换之前的最后几小时提高炉出口温度，减少暖塔时间。