延迟焦化新技术应用(论文）

1、120万吨/年延迟焦化装置新技术应用陈彦斌 万生瑶 马力飞 （中国石油兰州石化公司 炼油厂，甘肃 兰州 730060） 摘要 兰州石化公司炼油厂1.2mt/a延迟焦化装置，于2005年6月实现投料试车一次成功。该装置在国内大型延迟焦化装置成功应用了诸如采用双辐射室四管程双面辐射立式炉型，采用多点注汽、在线清焦技术。加热炉火嘴采用扁平焰、低nox火嘴，以减少环境污染。焦炭塔采用顶部为椭圆封头的设计，在不增加焦炭塔法兰面高度的条件下尽量增加切线高度，提高焦炭塔容积。装置开工后正常运行320天，经装置全面标定，在加热炉最大负荷下加工量最高可达到1.4mt/a。在处理量1.2mt/a下循环比最高达到0

2、.6。装置能耗最低达到25.23kg.eo/t，低于设计指标4.76个单位。关键词：重油 延迟焦化 重油加工 热裂解1 前言兰州石化分公司炼油厂1.2mt/a延迟焦化装置是中油股份公司“十一五”发展目标及2015年远景规划的重点项目，是兰州石化公司建设千万吨级炼油基地的一项重点工程，也是国内处理能力较大的延迟焦化装置之一。装置由中国石化北京设计院设计，中国石油第二建设公司承建，于2004年3月破土动工， 2005年6月22日实现投料试车一次成功，6月23日生产出合格产品。装置开工后运行正常，经标定和生产统计考核，装置处理量、轻油收率、能耗均达到或超过设计指标。2 装置概况1.2mt/a延迟焦化

3、装置由焦化、分馏、吸收脱硫、气压机组等部分组成。装置总占地面积16864，共有动设备114台（套），静设备96台。1.2mt/a延迟焦化装置设计采用了目前在国内较为先进的工艺技术。采用双辐射室四管程双面辐射立式炉型，采用多点注汽、在线清焦技术。加热炉火嘴采用扁平焰、低nox火嘴，以减少环境污染。加热炉采用热管空气预热器预热空气，提高炉子的热效率；焦炭塔采用顶部为椭圆封头的设计，在不增加焦炭塔法兰面高度的条件下尽量增加切线高度，提高焦炭塔容积。焦炭塔锥体段采用整体锻件结构，为缩短生焦周期创造良好条件。焦炭塔顶到分馏塔的大油气管线采用注急冷油技术，防止管线结焦。焦炭塔采用无堵焦阀暖塔工艺流程，可缩

4、短焦炭塔的预热时间。焦炭塔必要时注消泡剂，以提高焦炭塔的利用率。焦炭塔设有中子料位计，可以方便地观察到塔内料位的情况。分馏塔底部油部分循环，并加强过滤除去焦粉，防止炉管和塔底结焦。增加分馏塔的塔板数量，设置柴油集油箱，加强柴油、蜡油分离效果。增设了循环油集油箱，可灵活调节循环比，同时减少蜡油中携带焦粉量和分馏塔板的结焦。在分馏塔的分馏段，采用sei的bi塔板专利技术，提高产品分离精度；在分馏塔的洗涤段，采用人字形洗涤板，可以有效地将油气中的焦粉洗涤下来。优化分馏塔取热比例，充分利用分馏塔过剩热量，多余热量用于发生蒸汽。放空塔采用塔式密闭放空技术，采用蜡油吸收放空气体中的烃类，减少焦炭塔吹汽对环

5、境的污染。冷焦水处理采用罐式隔油分离、过滤、水力旋流分离和密闭冷却工艺技术，冷焦后热水采用空冷器冷却，可有效减少占地和环境污染。焦炭塔采用双塔单井架水力除焦技术，可节省约20%的钢材。焦炭塔水力除焦系统采用先进的plc安全自保系统。该技术可以保障水力除焦工作的顺利进行和安全操作。3 装置新技术应用情况3.1 120万吨/年延迟焦化装置的原料来源目前是国内最为复杂的，为减压渣油、催化油浆、抽出油、脱油沥青的混合物，原料性质也是复杂多变的，装置采用优化原料掺条比例、优化操作条件、稳定循环比来保证产品质量和产品结构合理化。装置原料掺调比例为：减压渣油：69%、抽出油：6%、脱油沥青：15%、催化油浆

6、：10%；优化操作条件：严格控制加热炉出口温度496-498，上下波动不大于2，以保证原料的反应深度；稳定分馏塔上下进料量的分配比例，严格控制分馏塔蒸发段温度在370-378，适当提高塔底温度，塔底温控制在345-360，以保证稳定的循环比以及减少加热炉负荷，确保产品的质量和提高目的产品的收率。装置轻质油收率由刚开工的56.82%提高至目前的57.89%，提高了1.07个百分点。下表为五组原料组成分析数据：表-1 原料分析数据 组成密度(kg/m3)100粘度（mm2/s）残炭（m%）烷烃芳香烃胶质沥青质硫含量1减压渣油/30.450.20.219.21.36抽出油/34.2650.8/1.0

7、3催化油浆/31.259.20.3/1.35沥青/1.12混合原料97558115.9836.756.96.4/1.162减压渣油/30.751.70.916.61.36抽出油/30.968.60.5/1.12催化油浆/37.961.80.2/1.31沥青/1.59混合原料97571013.8835.358.46.4/1.183减压渣油/23.832.70.842.70.97抽出油/3365.81.2/1.06催化油浆/38.359.20.4/1.2沥青/1.18混合原料97574014.2835.554.69.9/1.144减压渣油/26.615.829.328.31.1抽出油/3068.2

8、1.8/1.07催化油浆/15.667.115.5/1.22沥青/1.16混合原料97572317.8336.152.311.6/0.955减压渣油/27.746.32.523.51.15抽出油/39.360.50.2/0.83催化油浆/30.454.50.7/1.24沥青/1.05混合原料97554716.183753.19.9/0.97产品数据分析见表2、表3：（标定两组数据）表-2 焦化汽油、柴油、蜡油质量分析数据 项目汽油柴油蜡油121212密度(20)，kg/m3729.8730.5852.3851.3911.5913.5粘度（100），mm2/s/3.663.816凝点，/-4-3

9、+26+27闪点，/4142153156残碳，m%/0.03430.0358馏程： 初馏点40.042.0/25124410%73.573.5/2%：28828550%130.5130.5293.5290.510%：34234190%172.5172354.0356.050%：39339695%/367.5368.590%：426430100%188.5186.5/97%：444448碱性氮，mg/kg/641.90626.62/铜片腐蚀3级3级1级1级/表-3 焦化富气、液态烃、焦化干气分析数据 组成项目h2n2o2h2sco2coc4焦化富气14.384.750.93/0.130.4269

10、.528.724.5713.62/24.842.160.42/0.140.4671.418.834.598.25/液态烃1/42.0131.429.686.2210.672/43.1529.747.806.0213.29焦化干气14.955.701.61/75.567.663.700.68/24.2314.103.77/66.346.973.470.94/ 由以上分析数据可看出，在原料性质极为复杂的情况下，装置通过优化掺条比例、优化操作条件、稳定循环比等措施保证了产品的质量和性质。3.2 装置采用双辐射室四管程双面辐射立式炉型，采用多点注汽、在线清焦技术，并采用热管空气预热器预热空气。加热炉是

11、延迟焦化装置核心设备之一，其运行状况的好坏直接影响装置产品分布和长周期运行。我装置采用该技术后，不但防止高温重油在加热炉管内结焦，而且提高了加热炉热效率。装置从2005年6月开工至2006年4月，加热炉运行正常，原料油在加热炉进出口的压降无较大变化。表-4 加热炉运行状况 开工前期入口压力mpa出口压力mpa出口温度流量t/h开工后 期入口压力mpa出口压力mpa出口温度流量t/ha路炉管3.3310.363496.6350.01a路炉管3.3230.392496.6350.03b路炉管3.329 0.381496.6650.15b路炉管3.313 0.383496.6650.16c路炉管3.

12、2210.374496.2849.99c路炉管3.3160.384496.2849.97d路炉管3.2620.360496.5549.93d路炉管3.3370.383496.5550.20 3.3 延迟焦化装置的焦炭塔为主要的反应设备，焦炭塔设计在不增加焦炭塔法兰面高度的条件下尽量增加切线高度（与国内同等加工量装置相比，切线高度增加3米，达27米），该高度增加后，不但提高了焦炭塔容积，正常生产中空高增高，而且更重要的是减少了进分馏塔油气中焦粉的携带量。分馏塔底过滤器设计两组，开工近一年来，仅投用一组，另一组仍为备用状态，这点足以说明该设计的合理性。3.4 焦炭塔顶到分馏塔的大油气管线采用注急冷

13、油（中段油）技术。该技术实施后，大油气线温度一般控制在420以下，从装置运行近一年的结果看，压差不到0.01mpa，说明大油气线结焦情况不严重。 表-5 焦炭塔操作条件 项目塔顶温度塔壁温度塔底温度急冷油量塔顶压力单位t/hmpac-1418.5428.71486.0417.970.168c-2417.8428.23485.8818.180.1663.5 焦炭塔采用无堵焦阀暖塔工艺技术。该技术采用后，在正常生产中不但减少预热阀的堵塞现象，而且缩短了焦炭塔预热时间近3个小时。3.6 采用塔式密闭放空技术，用蜡油吸收放空气体中的烃类，减少焦炭塔吹汽对环境的污染；冷焦水处理采用罐式隔油分离、过滤、水

14、力旋流分离和密闭冷却工艺技术。正常生产中只需定期回收冷焦热水罐顶部污油至污油罐。冷、切焦水含油、焦粉均满足工艺要求，而且还实现了装置污油、污水零排放。3.7 1.2mt/a延迟焦化装置分馏系统运用了如下新技术：分馏塔底部油部分循环，并加强过滤除去焦粉，防止炉管和塔底结焦。增加分馏塔的塔板数量（41层），设置柴油集油箱，加强柴油、蜡油分离效果。增设了循环油集油箱，可灵活调节循环比，同时减少蜡油中携带焦粉量和分馏塔板的结焦。在分馏塔的分馏段，采用sei的bi塔板专利技术，提高产品分离精度；在分馏塔的洗涤段，采用人字形洗涤板，可以有效地将油气中的焦粉洗涤下来。装置开工后，分馏系统整体运行较为平稳。装

15、置在加工量、产品分布、产品质量、能耗等方面已达到设计预期效果。数据见以下列表（标定数据）：表- 6 装置物料平衡 名称设计处理量t/d设计处理量t/h设计百分比 %实际处理量t/d实际处理量t/h实际百分比入方减压渣油79.73/55.763378.5140.887.04抽出油/24410.26.29催化油浆21.67/21.6725910.86.67混合原料34321431003881.5161.8100出方 干气287.211.978.3832514.018.66液态烃81.53.392.37111.24.632.86汽油47219.6613.75604.325.1815.57柴油1355

16、.756.4939.50163568.1242.12蜡油240.310.017.001536.383.94焦炭978.140.7528.50104242.7526.40损失17.20.720.50110.730.45小计34321431003881.5161.8100产品分析： 焦化汽油、柴油、蜡油质量分析数据 ， 焦化富气、液态烃、干气分析数据见表-2、表-3（标定数据）。 表-7 石油焦、富胺液、贫胺液分析数据 项目1 2石油焦挥发份（%）12.01/水分（%）14.33/灰分（%）0.10/硫含量（%）1.62/真密度（kg/m3）2.29/富胺液h2s含量（%）54.3952.96胺浓

17、度（%）33.6733.29贫胺液h2s含量（%）5.375.01胺浓度（%）35.6437.70表-8 装置标定能耗 标定进料量161.8t/h序号项 目标 定 消 耗 量设 计 消 耗 量标定能耗kg.eo/t单 位数 量单 位数 量1电kwh3888.8kwh4691.66.792循环水吨/时561吨/时491.60.3533.5mpa蒸汽吨/时1.46吨/时1.80.694燃料气吨/时3.092吨/时4.73618.11能耗合计kg.eo/t25.94kg.eo/t29.9925.94单位能耗25.94 kg.eo/t = 1084.292mj/t3.8 装置冷、切焦水系统水量大，水质

18、差，需定期置换排放。冷焦水、切焦水罐顶设溢流线至污油罐，冷、切焦水罐顶的浮油溢流至污油罐，在污油罐中加入破乳剂，使油水分离，污油回炼，污水进入水系统，从而改变了冷、切焦水的水质，减少了置换次数和置换量，使装置污油、污水达到了零排放，确保装置环保达标。分析数据见下表（标定数据）：表-9 工业污水、含油污水分析数据分析项目检测点d116d223冷焦水切焦水焦池水样装置出水1石油类30400797.0 50.6 20.9 103.0 85.7 酚48.0 19.0 2.54 1.79 2.14 2.29 硫化物44.40.306 0.193 0.092 0.125 0.578 氰化物1.691.01

19、 0.017 0.006 0.004 0.004 cod222001840 190 63.5 79.4 127 ph7.628.75 7.94 8.32 7.96 9.30 氨氮21.92.88 12.7 8.07 14.4 4.61 悬浮物222564.0 226.0 234.0 142 824.0 分析项目检测点d220d223冷焦水d102 焦池水样装置出水2石油类13410921.679799.720.1酚0.39421.20.7522740.3940.537硫化物0.210 0.2870.18335.20.0880.592氰化物0.0070.620 0.0160.010 0.0040

20、.005cod87.31910214152071.4143ph8.688.858.018.987.889.54氨氮60.85.7611.221.318.96.34悬浮物704922609425012964 经济效益测算通过数据计算，120万吨/年延迟焦化装置半年可净增效益24582.7022万元，全年可净增效益49165.4044万元，人工费：3.2*75=240万元、折旧费：35527*6%=2131.62万元、维修费：2131.62*3%=63.95 万元，装置全年可创效益49165.4044-240-2131.62-63.95=46729.8344万元，即4亿6729.8344万元，经济效益十分可观。表-10 装置经济效益计算名称半年处理量t单位价格 元/t半年价值（万元）减压渣油5495722304-12662