延迟焦化传统流程与可调循环比流程的工艺比较

1、延迟焦化传统流程与延迟焦化传统流程与可调循环比流程的可调循环比流程的工艺比较工艺比较顾承瑜中石化金陵分公司 前前 言言v延迟焦化装置是重油加工的主要装置之一，是将劣质减压渣油经深度热裂化转化为气体、轻质、中质馏份油及焦炭的加工过程，具有工艺技术成熟，投资和成本较其他渣油加工工艺相对较低，效益大，对原料要求低的特点，因此，延迟焦化装置是目前炼油企业提高轻质油收率和生产石油焦的主要手段。特别是在原油性质越来越差的情况下，焦化在二次加工中的作用尤为重要。市场的不断变化要求焦化装置在安排生产方案时从增大处理量和提高轻质油收率两方面综合考虑以达到效益最佳.调节循环比是改变焦化装置的处理量和产品分布的主要

2、方法。 v金陵分公司1.2Mt/a延迟焦化装置采用的是传统的渣油经加热炉对流段加热后进入分馏塔下部，和焦炭塔顶过来的油气传质传热后到分馏塔底部，再由辐射进料泵送至加热炉的辐射段后进焦炭塔；1.60Mt/a延迟焦化装置则采用了洛阳设计院设计的可调循环比流程，减压渣油进装置后经焦化分馏塔各侧线换热器加热后，再通过加热炉进料泵加压进加热炉的对流段然后直接进辐射段，辐射出口进焦炭塔。v在实际生产中, 1.2Mt/a延迟焦化循环比是利用渣油上进料和下进料的比例控制，减少上进料量，则循环比降低，当上进料量减少到渣油不能湿润换热板的表面积时，420左右的高温油气极易将换热板上的减压渣油烤干，并生成焦炭，造成

3、分馏塔塔下部容易结焦，影响辐射进料泵的正常运转，并导致辐射炉管结焦而缩短装置运行周期，循环比调节不直观，难以实现小循环比操作。1.60Mt/a延迟焦化装置的可调循环比流程减压渣油不进分馏塔底，焦炭塔油气依靠分馏塔底循环油降低温度，循环油外取热后同减压渣油一起进入加热炉直接加热到反应温度，解决了分馏塔底对换热后终温的制约，循环比调节灵活且易实现超低循环比操作。 1.2Mt/a工艺流程及特点工艺流程及特点l原料油缓冲罐；原料油缓冲罐；2原料油泵；原料油泵；3渣油一柴油换热器；渣油一柴油换热器；4渣油蜡渣油蜡油换热器；油换热器；5辐射进料泵；辐射进料泵；6加热炉；加热炉；7分馏塔；分馏塔；8蜡油泵蜡

4、油泵图图l 1.2Mt/a焦化工艺流程焦化工艺流程1.2Mt/a工艺流程及特点工艺流程及特点v金陵分公司1.2Mt/a延迟焦化装置为对流段出口渣油进分馏塔的流程：减压渣油进装置后进入原料油缓冲罐(容-1)，然后由原料油泵(P-1B/1C)送至加热炉的对流段加热至330左右后进入分馏塔的一层和三层，在和焦炭塔顶来的油气直接接触传质传热后，原料中的轻组份蒸发，与焦化油气一起上升至分馏塔的上段；焦炭塔来的油气与原料油传质传热后，油气温度降低，油气中的循环油组份冷凝，与原料油一起，流到分馏塔底，通过辐射进料泵(P-6/6A)抽出进入加热炉辐射段，加热到500后，进入焦炭塔。1.2Mt/a工艺流程及特点

5、工艺流程及特点v从流程(图1)中可看出, 1.2Mt/a延迟焦化装置操作时根据所需冷凝的循环油量来调节原料上下进料量，即调节循环比。在分馏塔蒸发段，当油气进分馏塔温度组成一定时，循环比增大，蒸发段温度降低,塔底温度升高；当循环比减小时，蒸发段温度升高,塔底温度降低。即大循环比时，需降低蒸发段温度；小循环比时，需提高蒸发段温度。在较小循环比(低于O2)操作时，由于原料和反应油气接触温度高，易引起渣油在分馏塔塔底和加热炉辐射炉管结焦，加热炉进料泵的焦粉含量大，影响泵的正常运转，缩短装置运转周期，因此这种流程的焦化装置难以实现小循环比操作。1.2Mt/a工艺流程及特点工艺流程及特点v通过1.2Mt/

6、a延迟焦化装置的长期运行,我们发现这种流程存在如下缺点: 循环比不直观。循环比是通过控制对流油进分馏塔的上、下部进料的流量来调节，只能通过辐射油量去推算。分馏塔底易结焦。分馏塔底温度通常在380左右，且随着循环比升高，塔底温度升高，造成分馏塔底结焦。难以实现超低循环比。1.6Mt/a工艺流程及特点工艺流程及特点1.6Mt/a工艺流程及特点工艺流程及特点v1.60Mt/a延迟焦化装置对流渣油不进分馏塔的流程(见图2)与采用传统工艺的1.2Mt/a延迟焦化装置对流渣油进分馏塔的流程相比，区别在于新鲜原料进装置后进原料缓冲罐(V-3101)后，再通过原料油泵(P-3101/A,B)输送与分馏塔侧线馏

7、分经五级换热至295左右。换热后不进入分馏塔底部，而是先与自分馏塔底的循环油混合后进入加热炉进料缓冲罐(V-3102)，然后再用加热炉进料泵(P-3102/A,B)把炉加热介质（原料加循环油）加压后，先后流经加热炉对流段和辐射段，升温到所需焦化温度，再快速进入焦炭塔。来自焦炭塔顶的高温油气仍进入分馏塔底部，其高温反应油气的热量由分馏塔底抽出的循环油经塔外换热器循环油渣油换热器取走。此种焦化流程为可调循环比焦化工艺流程，而该“可调循环比焦化工艺流程”的循环比是通过循环油泵抽出分馏塔底循环油，在流量控制下与新鲜渣油混入加热炉进料缓冲罐(v-3102)后实现的。 1.6Mt/a工艺流程及特点工艺流程

8、及特点v我们发现,新工艺具有以下优点:v(1).降低装置能耗:分馏塔除增设四个内回流：顶循、柴油、轻蜡、重蜡外，还增设中段循环油回流，通过换热流程优化设计取出了分馏塔内多余热量，提高分馏操作精度，同时降低了装置能耗。另外,1.2Mt/a延迟焦化装置换热网络为了避免分馏塔底温度过高，分馏系统低温热未有充分利用，减压渣油换后终温只有280;1.60Mt/a延迟焦化装置，采用可调循环比流程, 可充分利用热源与原料换热，消除对换热后终温的限制，减压渣油换热后终温达到330，对流转辐射温度提高了1020，减少加热炉燃料用量,节约燃料消耗。1.6Mt/a工艺流程及特点工艺流程及特点v(2).操作灵活，适应

9、性强:降低循环比提高装置处理量，适于减渣过剩的情况。处理量富裕时，可提高循环比多产轻质油品，提高柴汽比，改善焦化蜡油的质量。因此该流程可根据原料和市场情况进行调整，提高工厂的整体经济效益。可调循环比流程的投用，使焦化装置可按生产任务在不同循环比的生产方案下安排生产，调整产品结构或处理量，装置更加安全平稳运行，为炼厂创造更大的经济效益。装置采用可调循环比流程后，装置采用较小循环比操作，能有效地提高装置加工量;当需要提高轻质油收率时，装置采用较大循环比操作。可调循环比技术的应用，实现了装置加工量和产品分布的最佳组合，从而使装置效益最大化。1.6Mt/a工艺流程及特点工艺流程及特点v(3).提高产品

10、质量:由于反应油气与循环油换质换热，且循环油回油量大，使轻蜡残碳大幅度降低，为下游提供很好的原料。重质原料不进焦化分馏塔，不和高温高速油气混合，对稳定和提高分馏塔蜡油质量很有好处。v(4). 延长了装置操作周期：加热炉进料温度为330进对流室，这样不仅降低了延迟焦化装置中核心设备辐射进料泵操作条件的苛刻度，而且使加热炉进料从对流段直接转辐射段连续而自成一体，有利于操作;分馏塔蒸发段温度控制在380395时，分馏底温度下降到370以下，减少了焦粉在分馏塔底部的积结硬度，有效地减缓了分馏塔底结焦，防止了分馏塔底结焦也避免了辐射泵入口带焦,消除了分馏塔底结焦对长周期运行的制约。 1.6Mt/a工艺流

11、程及特点工艺流程及特点v同时在生产中我们也发现存在以下问题：v（1）焦炭塔振动问题：在装置投用初期阶段，焦炭塔吹汽放空操作时振动幅度较大，车间适当提高了吹汽放空压力（0.15MPa），焦炭塔振动幅度明显减小，经专家测算对焦炭塔安全不会造成大的影响。v（2）含有大量焦粉的塔底循环油外送没有出路，难以实现更低的循环比操作，若不外送，从焦粉平衡的角度看，会增加塔底焦粉的沉积速率，并且会造成沥青态和焦态固体物的积聚，影响分馏塔和过滤器的正常运行。同时循环油作为分馏塔洗涤换热段换热洗涤油使用，在同样操作负荷下会增加焦粉随上升油气夹带入柴、蜡油馏份中的份量。 两种流程对装置的影响两种流程对装置的影响v1、

12、循环比、循环比v 表表1 循环比对产品分率的影响循环比对产品分率的影响两种流程对装置的影响两种流程对装置的影响v对于加热炉而言，无论是1.2Mt/a焦化的流程、还是1.60Mt/a焦化的流程，循环比的变化对辐射段内加热料性质的变化是相同的。循环比降低后，焦化加热炉辐射段进料性质都将发生变化，表现为密度增加，沥青质增加，更接近焦化新鲜原料的性质。表1中，显示了循环比和加热炉辐射段进料性质的变化情况。这样，在同样的炉管平均热强度和管壁温度条件下，循环比降低，加热炉进料（辐射进料）的性质变差炉管内结焦的可能性增加，结焦速率也将迅速上升。但对于对流段，由于1.2Mt/a焦化的对流段内走的原料是新鲜渣油

13、，循环比对其性质没有影响，特别是在处理劣质易结焦的渣油时，对流段出口温度需要严格控制，以避免加热料在对流段就反应结焦。而1.60Mt/a焦化对流段内渣油的组分在炉管内渣油没有反应前是一致的，循环比变大，则炉管内渣油不易在该炉管段内结焦。两种流程对装置的影响两种流程对装置的影响v1.60Mt/a延迟焦化装置采用可调循环比流程后，采用分馏塔底循环油代替国内传统流程中的新鲜原料渣油在分馏塔底部换热段与来自焦炭塔的高温油气间进行换热。如表1所示，由于循环油中胶质沥青质含量降低，胶体指数上升，其结焦倾向很低，有利于提高蒸发段温度的低循环比操作。并且1.60Mt/a焦化由于采用塔底循环油经塔外换热器循环回

14、流取热，可控制塔底温度不至于太高，减缓了塔底结焦和塔底泵抽空现象。同时由于分馏塔底部的循环油为热稳定性非常高的没有支链的高芳香组份，即使分馏塔底部温度较高，也不易导致分馏塔底部结焦，并且循环油中轻组份较少，塔底循环油泵在高温下也不易抽空。两种流程对装置的影响两种流程对装置的影响v而对于1.2Mt/a焦化对流渣油进分馏塔底的焦化流程中，实践证明，当循环比0.25时，数据显示，分馏塔底部油的性质和减压渣油的性质相差不大，塔底部油的热稳定性不好，分馏塔底温度也容易上升至400以上。此时将有裂化、缩合反应发生,严重时会造成塔底结焦，进而可能影响装置的操作周期。从这点上来分析，除非在流程和设备上进行改进

15、，1.2Mt/a焦化流程中，降低焦化循环比是有限度的，所以在焦化生产中，要在原料、产品收率、结焦状况、运行周期要求等全面分析的基础上合理选择焦化循环比。两种流程对装置的影响两种流程对装置的影响v2、分馏塔底部结焦状况分馏塔底部结焦状况 v焦化装置分馏塔底部的结焦和焦粉积聚一直是影响焦化装置长周期运行的一个重要因素，处理不好会导致分馏塔底过滤器堵，分馏塔底油不能正常抽出，从而导致装置的非计划停工。v从减缓分馏塔底结焦的措施来看，两套装置对其影响分别为：v1、在焦化原料中沥青质含量相差不多的情况下，1.60Mt/a延迟焦化装置的分馏塔底油的沥青质含量要远低于1.2Mt/a延迟焦化装置的分馏塔底油，结焦倾向也相应变小。v2、分馏塔底部温度来看，1.60Mt/a延迟焦化装置的分馏塔底油的温度要低于1.2Mt/a延迟焦化装置的分馏塔底油。 v3、对于两套装置来说，较低的循环比都可能导致分馏塔底部塔盘的干板操作，1.60Mt/a的需要循环油的上回流减小，1.2Mt/a的需要对流出口渣油进分馏塔上层塔盘的量降低。所以都要注意干板问题，以避免塔盘结焦。v对于加工渣油的性质