延迟焦化节能知识

1、节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识1延迟焦化装置节能知识节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识201. 国内外延迟焦化装置现状02. 延迟焦化工艺流程说明03. 延迟焦化的主要反应条件04. 目前焦化装置的能耗水平05. 焦化装置的能耗计算06. 焦化装置的能耗分析07. 焦化装置节能措施目 录节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识31、 国内外延迟焦化装置现状1.1 延迟焦化工艺延迟焦化工艺1.2 延迟焦化装置的作用延迟焦化装置的作用1.3 延迟焦化反应视图延迟焦化反应视图1.4 1.4 中石化已建和在建

2、焦化装置统计中石化已建和在建焦化装置统计1.5 1.5 中石油已建和在建焦化装置统计中石油已建和在建焦化装置统计1.6 1.6 地方已建和在建焦化装置地方已建和在建焦化装置1.7 国内外焦化发展对比国内外焦化发展对比1.8 1.8 国外焦化工艺技术特点国外焦化工艺技术特点1.9 1.9 国内焦化工艺技术状况国内焦化工艺技术状况1.10 焦化装置主要技术经济指标焦化装置主要技术经济指标返回目录返回目录节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识4 延迟焦化是以渣油或类似渣油的污油、原油为原料，通过加热炉快速加热到一定的温度（500），焦化的结焦反应不在加热炉中进行，而是使之

3、延迟到焦炭塔中进行。同时在塔内适宜的温度、压力条件下发生裂解、缩合反应，生成气体、汽油、柴油、蜡油、循环油组分和焦炭的工艺过程。1.1 延迟焦化工艺节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识51.2 延迟焦化装置的作用延迟焦化装置的作用 处理炼油厂过剩而无出路的减压渣油； 减少重油催化裂化的掺炼比例，提高催化汽油、柴油的质量； 提高作为优质乙烯裂解原料-焦化石脑油的产量； 增产高十六烷值柴油，提高炼油厂的柴汽比； 增加中间馏分焦化蜡油，为催化裂化及加氢裂化提供原料； 利用焦化干气或石油焦作为制氢装置的原料。 提供冶金行业使用的石油焦。节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延

4、迟焦化节能知识延迟焦化节能知识6延迟焦化的原料来源和产品去向延迟焦化的原料来源和产品去向 序号 名 称 原料来源和产品去向 1 减压渣油,原油,催化油浆,溶脱沥青,污油,乙烯裂解焦油 来自常减压装置，渣油罐区，催化装置,溶剂脱沥青装置,全厂的污油罐区,来自乙烯装置。 2 焦化富气 经压缩回收液化气， 干气脱硫后去制氢做原料或进燃料气管网。液化气脱硫脱硫醇后外销或去气分装置。 3 焦化汽油（石脑油） 经加氢处理后， 去乙烯做裂解原料， 或去重整做原料。 4 焦化柴油 经加氢处理后，做为高十六烷值柴油外销 5 焦化蜡油 去加氢裂化或催化裂化装置做原料， 进一步裂化生产汽油煤油柴油等产品。 6 焦炭

5、 经过煅烧后，做炼铝电极，针状焦做炼钢电极，造气 作燃料，高硫焦与石灰石分别经破碎、筛分后送入CFB锅炉产高压蒸汽，可汽电联产发电，高硫焦做炼硅原料。 节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识71.3 延迟焦化反应视图延迟焦化反应视图加 热 炉焦 炭 塔 A焦 炭 塔 B 左图为延迟焦化工艺的主要反应部分流程，原料在加热炉加热后在焦炭塔反应，焦炭塔两个并联间断操作，一个在生焦，另一个则在除焦，一般1824小时切换一次。节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识81.4 1.4 中石化已建和在建焦化装置统计中石化已建和在建焦化装置统计 序 号 建

6、设地点 初建规模 (万吨年) 目前规模 (万吨年) 改建日期 改造设计单位 1 齐鲁胜利炼油厂 40（1） 80 1978 北京院 2 齐鲁胜利炼油厂 140（2） 140 2004 北京院 3 荆门炼油厂 40 120 2003 北京院 4 石家庄炼油厂 40 80 1999 洛阳院 5 福建炼油厂 50 60 1999 北京院 8 扬子石化炼油厂 40（1） 80 1996 扬子院 9 扬子石化炼油厂 160（2） 160 2004 洛阳院 10 金陵石化炼油厂 60（1） 100 1993 北京院 11 金陵石化炼油厂 40（2） 40 1997 金陵院 12 金陵石化炼油厂 160（3

7、） 160 2004 洛阳院 13 天津石化炼油厂 100 120 2005 北京院 14 安庆石化总厂 60 120 1998 北京院 节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识9序 号 建 设 地 点 初 建 规 模 ( 万 吨 年 ) 目 前 规 模 ( 万 吨 年 ) 改 建 日 期 改 造 设 计单 位 1 5 胜 利 稠 油 厂 4 0 6 0 2 0 0 2 洛 阳 院 1 6 沧 州 炼 厂 5 0 5 0 1 9 9 9 北 京 院 1 7 上 海 金 山 石 化 1 0 0 1 0 0 2 0 0 0 北 京 院 1 8 济 南 炼 油 厂 5 0

8、5 0 2 0 0 2 北 京 院 1 9 上 海 高 桥 石 化 5 0 1 4 0 2 0 0 2 北 京 院 2 0 茂 名 石 化 分 公 司 6 0 （ 1 ） 6 0 1 9 6 8 洛 阳 院 2 1 茂 名 石 化 分 公 司 1 0 0 （ 2 ） 1 0 0 2 0 0 4 北 京 院 2 2 镇 海 石 化 分 公 司 8 0 （ 1 ） 1 5 0 2 0 0 1 镇 海 院 2 3 镇 海 石 化 分 公 司 1 0 0 （ 2 ） 1 0 0 2 0 0 5 镇 海 院 2 4 广 州 石 化 分 公 司 8 0 8 0 1 9 9 8 广 州 院 2 5 长 岭

9、石 化 分 公 司 6 0 1 2 0 2 0 0 0 洛 阳 院 2 6 武 汉 石 化 分 公 司 6 0 1 0 0 2 0 0 3 武 汉 院 2 7 杭 州 炼 油 厂 4 0 4 0 1 9 9 0 杭 州 院 2 8 塔 合 石 化 1 2 0 1 2 0 2 0 0 5 洛 阳 院 1.4 1.4 中石化已建和在建焦化装置统计中石化已建和在建焦化装置统计节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识101.4 1.4 中石化已建和在建焦化装置统计中石化已建和在建焦化装置统计序 号 建设地点 初建规模 (万吨年) 目前规模 (万吨年) 改建日期 改造设计单位

10、29 燕山石化分公司 140 140 在建 北京院 30 九江石化分公司 100 100 在建 北京院 31 武汉石化分公司 120 120 在建 北京院 32 齐鲁石化分公司 160 160 在建 北京院 33 青岛石化分公司 250 250 在建 北京院 34 金山石化分公司 240 240 在建 北京院 35 茂名石化分公司 120 120 在建 北京院 36 洛阳石化分公司 140 140 在建 洛阳院 37 湛江石化分公司 120 120 在建 洛阳院 38 北海石化分公司 140 140 在建 洛阳院 目前中石化约有 28 套焦化装置正在运行，总加工能力约为 2530 万吨/年，正

11、在建设的装置约有 10 套，总加工能力约为 1530 万吨/年。 节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识111.5 1.5 中石油已建和在建焦化装置统计中石油已建和在建焦化装置统计序 号 建设地点 初建规模 (万吨年) 目前规模 (万吨年) 改建日期 改造设计单位 1 抚顺石油一厂 40 120 2003 华东院 2 抚顺石油二厂 40 120 2003 北京院 3 大庆石化炼油厂 40 100 1995 大庆院 4 吉林石化分公司 100 100 2002 洛阳院 5 锦州炼油厂 100 150 2003 北京院 6 锦西炼油厂 100 150 2002 北京院

12、7 辽阳石油化工公司 100 150 2003 辽化院 8 辽河石化分公司 100 100 2004 北京院 9 克拉玛依石化分公司 30（1） 30 1980 洛阳院 10 克拉玛依石化分公司 150（2） 150 2004 北京院 节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识121.5 1.5 中石油已建和在建焦化装置中石油已建和在建焦化装置序 号 建设地点 初建规模 (万吨年) 目前规模 (万吨年) 改建日期 改造设计单位 11 乌鲁木齐石化分公司 60 100 2003 乌石化院 12 独山子石化分公司 60 60 1986 洛阳院 13 大港石化分公司 100

13、100 2004 华东院 14 兰州石化分公司 120 120 2005 北京院 15 大庆石化分公司 120 120 在建 洛阳院 16 独山子石化分公司 120 120 在建 华东院 17 青州石化分公司 160 160 在建 华东院 目前中石油约有 14 套焦化装置正在运行，总加工能力约为 1550 万吨/年，正在建设的装置约有 3套，总加工能力约为 400 万吨/年。 节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识131.6 1.6 地方已建和在建焦化装置地方已建和在建焦化装置由 于 统 计 不 完 全 ， 国 内 地 方 企 业 已 有 和 在 建 焦 化 装 置

14、 估 计 20 套 ， 其 总 加 工 能 力 估 计 ： 1000 万 吨 /年 。 序 号 建 设 地 点 初 建 规 模 (万 吨 年 ) 目 前 规 模 (万 吨 年 ) 改 造 设 计单 位 1 山 东 桓 台 40 40 2 山 东 垦 利 30 30 3 山 东 海 化 40 40 4 山 东 东 明 100 100 5 山 东 蓝 星 60 60 6 山 东 日 照 100 100 7 山 东 鑫 岳 40 40 8 山 东 京 博 40 40 9 山 东 海 科 30 30 10 广 东 佛 山 30 30 11 广 东 中 山 30 30 12 四 川 地 方 20 20

15、节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识14 据统计，在焦化装置总加工能力中，美国为1.23亿t/a，约占世界焦化装置总加工能力的54.07%，居世界首位，我国（不包括台湾省）焦化装置总加工能力为16.83Mt/a（石化） ， 占世界焦化装置总加工能力的7.37%， 仅次于美国，位于世界第二。其次依次为委内瑞拉、墨西哥、和阿根廷等，其加工能力分别为7.97Mt/a、 7.76 Mt/a和6.08Mt/a。各自分别占世界焦化装置总加工能力的3.49%、3.39%、和2.66%。下表表示2002年世界前十位国家的焦化装置的加工能力。1.7 国内外焦化发展对比国内外焦化发展

16、对比节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识15世界焦化装置排名前十位的国家，Mt/a1：不包括台湾省在内节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识16 据预测，在今后据预测，在今后20年焦化工艺仍将以每年年焦化工艺仍将以每年7以以上的速度逐步增长。上的速度逐步增长。0501001502002501990年1995年1998年2000年2001年2002年Mt/a图1 世界焦化加工能力（1990-）节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识17010203040506070197519801985199019952000

17、2002年Mt/a美国其他国家合计图2 世界石油焦产量（19752000）3节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识18图3 美国焦化加工能力2，5050000010000001500000200000025000001946年1950年1960年1970年1973年1982年1995年1998年2001年2002年加工能力，bpcd节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识190500100015002000250030001990年1991年1992年1993年1994年1995年1996年1997年1998年2000年2001年2002年

18、万t/a图4 中石化延迟焦化装置加工能力的增长6节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识20 由上图可以看出，中国的延迟焦化工艺自1998年以来发展较快，并有不断继续发展的趋势，根据目前的规划，中海油拟建420万吨/年，金山石化拟再建240万吨/年，齐鲁石化拟再建160万吨/年，天津石化拟再建240万吨/年，独山子石化拟再建120万吨/年，湛江拟再建140万吨/年等，2008年后将有更大型化的焦化装置建设投产。节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识21 国外的延迟焦化技术主要以美国的技术为代表，在二十世纪八十年代和九十年代发展较快，主要体现

19、在工艺流程的合理性、操作的灵活性、设备的先进性、节能增效、减少环境污染等方面，归纳起来有如下几点： a)提高焦化反应温度增产液体产品，即在保证石油焦不太硬，炉管及转油线结焦不严重的前提下，尽可能采用较高的炉出口温度，以提高液体收率。 b)降低焦炭塔的操作压力以改善产品分布，常规设计焦炭塔操作压力为0.175MPa(g)，低压设计操作压力为0.11 MPa(g)。设计压力的降低可减少焦炭收率，但分馏设备及压缩机的投资将增加。 c)降低循环比提高液体产品收率，目前国外装置较多的倾向于低循环化，有的装置接近“0”循环化操作，即单程操作，最大限度的减少石油焦的产率。1.8 1.8 国外焦化工艺技术特点

20、国外焦化工艺技术特点节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识22 1.8 1.8 国外焦化工艺技术特点国外焦化工艺技术特点 d)采用不同沸点范围的馏分油替代全部或部分普通循环，由于馏分油的循环，可增加相临馏分的产品收率，因此为改变产品分布提供了操作的灵活性。 e)对焦化原料进行预处理，如原油的深度脱盐、减压深拔、减粘裂化加氢处理等，改善焦化装置的产品质量。在焦化原料中掺炼FCC澄清油来降低石油焦产率。焦化进料炉前混氢来改善产品分布和质量。 f)利用催化澄清油或其它重质油生产优质的针状焦技术，在国外已成熟的应用于工业化装置。 g)焦炭塔的大型化设计应用技术，采用一炉二塔

21、单系列规模达到160万吨/年以上，焦炭塔的直径一般在8.84米左右。最大直径达12.2m。节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识23 1.8 1.8 国外焦化工艺技术特点国外焦化工艺技术特点 h)采用短的生焦时间，具资料介绍，美国焦化装置焦炭塔的生焦时间一般为1024小时，最常用的是18小时。采用短的生焦时间是以增加维护费用和缩短装置使用寿命为代价来减少一次性投资。该技术对现有装置扩能改造十分有用。 i)焦炭塔采用注消泡剂措施，减少焦粉夹带，改善焦化产品的质量。焦炭塔采用中子料位计，检测塔内的焦层及泡沫层，实现焦炭塔的安全操作，提高塔的利用率。 j)焦炭塔系统操作的

22、自动化技术，主要包括吹汽、放空、给水、放水油气预热以及四通阀的切换工序的联锁自动控制。塔底盖装卸的自动化也在许多炼油广泛应用。 k)利用焦化装置吹汽放空系统的过剩热量处理炼油厂的含水污油技术。节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识24 1.8 1.8 国外焦化工艺技术特点国外焦化工艺技术特点 l)双火焰双面辐射焦化加热炉的设计技术，焦化加热炉的在线除焦技术，加热炉管的多点注汽技术以及双向烧焦技术。上述技术可以进一步延长加热炉的连续运行周期。 m)先进控制技术，采用多参数的先进过程控制软件包，适用不同的操作摸式，可随原料性质变化而自动调节操作条件，根据焦炭塔的操作自动

23、调整分馏塔的操作参数，保证产品质量，实现APC优化操作。 n)采用封闭式吹汽放空排放技术，封闭的除焦和焦炭输送技术，冷、切焦水的密闭处理循环回用技术，加热炉觜采用低NOx偏平焰火嘴技术等，均有利于减少环境污染。节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识25 国内的延迟焦化装置自1957年第一套试验装置在抚顺石油二厂建成以来，至今已相继建设了近四十多套，我国的延迟焦化技术也有了长足的进步和发展，主要体现在如下几个方面： a)焦炭塔的油气预热由有堵焦阀预热方式改为无堵焦阀油气预热方式，该技术可以缩短焦炭塔的油气预热时间，避免焦炭塔甩油不净，切换四通阀时引起的焦炭塔内的凝缩油

24、突沸现象。 b)焦炭塔顶油气管线采用注蜡油、中段油或柴油技术，防止管线结焦。 c)焦炭塔内采用底部注消泡剂技术，减少焦炭塔顶的焦粉夹带。 d)焦炭塔的设计逐步实现了大型化，焦炭塔直径由5.4米、6.0米、6.1米、6.4米逐步发展到8.4米、8.6米、8.8米和9.4米达到了单台处理能力160万吨/年左右。焦炭塔的材质早期的20G改为目前的15CrMoR 或1.25Cr0.5MoR等合金钢材料 1.9 1.9 国内焦化工艺技术状况国内焦化工艺技术状况节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识26 1.9 1.9 国内焦化工艺技术状况国内焦化工艺技术状况 e)加热炉的设计

25、由单面辐射、低流速、低表面平均热强度炉型，发展双面辐射高流速、高表面平均热强度炉型。单辐射室的加工能力由10万吨/年提高70万吨/年。 图1 单面辐射型5.对流管 6.对流室 7.烟囱1.燃烧器 2.辐射管 3.辐射室 4.中间火墙6576图2 双面辅射型1.燃烧器 2.辐射管 3.辐射室 4.中间火墙5.对流管 6.对流室 7.烟囱2143213457节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识27 1.9 1.9 国内焦化工艺技术状况国内焦化工艺技术状况 f)分馏塔采用蜡油下回流洗涤技术，减少蜡油中焦粉含量。分馏塔底油部分循环技术，减少塔结焦。 g)水力除焦方式有无井

26、架、全井架、半井架和单井加架等多种方式，目前较多应用的是有单井架水力除焦方式。 节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识28 1.9 1.9 国内焦化工艺技术状况国内焦化工艺技术状况 h)水力除焦系统采用PLC安全联锁逻辑控制，取代了原来的人工手动控制，电信号联系的落后控制方式。 i)低循环比及大循环比的设计已有成熟的经验，超低循环比和零循环化也已被部分炼厂采用。 j)焦炭塔的吹汽放空采用油吸收接触冷却塔式密闭放空技术，逐步取代了原来的冷却器冷却或水冷却塔急冷的吹汽放空方式，减少了对环境的污染。 k)冷、切焦水处理基本都采用了密闭式分流处理循环回用的技术，减少了冷、切

27、焦水的补水量。系统水中废气通过脱硫减少了对环境的污染。 节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识29 1.9 1.9 国内焦化工艺技术状况国内焦化工艺技术状况 l)除焦系统目前国内大都采用敞开的贮焦池贮焦、抓斗抓焦装焦，沉淀池进行水、焦分离的方式，对环境有一定的污染。 m)仪表控制系统采用DCS控制。加热炉部分、压缩机部分采用ESD安全联系控制系统。全装置的APC优化控制在国内焦化装置中还未应用。 n)缩短生焦时间在国内个别炼油厂焦化装置中试用过一段时间，由于国内的倒班制度所限，仅部分炼厂采用。 节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识301

28、.10 焦化装置主要技术经济指标焦化装置主要技术经济指标1.10.1 典型160万吨/年焦化装置技术经济指标一览表 序号 指标名称 单位 数量 备注 一 主要产品和副产品 1 富气 t/h 16.34 2 汽油 t/h 30.91 3 柴油 t/h 57.64 4 蜡油 t/h 33.69 5 焦炭 t/h 48.90 二 主要原料和辅助料 1 减压渣油 t/h 190.5 2 缓蚀剂 t/a 30 3 消泡剂 t/a 20 三 燃料 t/h 4.545 热值 10000 节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识311.10.1 典型160万吨/年焦化装置技术经济指标

29、一览表-续序 号 指 标 名 称 单 位 数 量 备 注 四 公用物料消耗 1 新鲜水 t/h 7.5 2 生活水 t/h 2 3 循环冷却水 t/h 548 4 消防水 t/h 300 5 锅炉给水 t/h 23.45 6 电 Kw 2343 7 3.5MPa 蒸汽 t/h 2.4 8 1.0MPa 蒸汽 t/h -18. 0 9 氮气 Nm3/h 120 10 仪表空气 Nm3/h 240 11 工业空气 Nm3/h 300 12 单位能耗 万千卡/吨 节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识321.10.1 典型160万吨/年焦化装置技术经济指标一览表-续序号

30、指标名称 单位 数量 备注 五 三废(废气废液废渣) 1 废气 t/h 70.5 加热炉烟气 2 含硫污水 t/h 5.0 3 含油污水 t/h 15.0 六 装置占地面积 M2 180X110 七 装置定员 人 45 节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识33返回目录返回目录节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识342. 延迟焦化工艺流程延迟焦化工艺流程工艺流程说明：工艺流程说明： 延迟焦化的工艺流程一般分4个部分，主要包括： 2.1 焦化部分（加热炉部分、焦炭塔部分及 分馏塔部分） 2.2 焦炭塔的吹汽放空部分 2.3 冷切焦水处理部

31、分 2.4 焦化富气压缩回收部分返回目录返回目录节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识352.1 2.1 焦化部分焦化部分 2.1.1 原料换热部分 焦化原料直接来自常减压蒸馏装置或罐区，进装置界区后首先与焦化柴油换热，入原料油缓冲罐，然后由原料泵抽出，先后送经原料中段回流换热器、蜡油原料油换热器，被换热到290后进入分馏塔下段换热区，在此与来自焦炭塔的热油气(420)接触换热，原料油中蜡油以上重馏分与热油气(420)中的被冷凝的循环油一起流入塔底。节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识36图21 原料预热流程节能知识讲座材料节能知识讲座

32、材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识37 分馏塔底油，焦化油或联合油在300340下，用加热炉进料泵抽出打入加热炉的对流段，流经辐射段被快速升温到495505，然后经四通阀入焦炭塔底部。 2.1.3 2.1.3 焦炭塔部分焦炭塔部分 循环油和原料减渣中蜡油以上馏分，在焦炭塔内由于高温长停留时间，产生裂解、缩合等一系列反应，最后生成富气、汽油、柴油、蜡油、等产品和石油焦。焦炭结聚在塔内。高温油气经急冷油急冷后(420)，流入分馏塔换热板下。 2.1.2 2.1.2 加热炉部分加热炉部分节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识38图22 加热炉及焦炭塔部分流程节能知识讲

33、座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识39 从焦炭塔顶流出的热油气入分馏塔换热段(420)，与原料油直接换热后冷凝出循环油落入塔底，其余大量油气升经五层换热板，进入集油箱以上分馏段。从下往上分馏出重蜡油、蜡油、柴油、汽油和富气。 蜡油集油箱中的蜡油由蜡油泵抽出，送经蜡油原料油换热器，换热后去稳定塔底和脱吸塔底重沸器做热源，再经蜡油蒸汽发生器降温到220再分成二股物流；一股返回分馏塔作回流，另一股经蜡油脱氧水换热、蜡油空冷器冷到90送出装置。 中段回流从分馏塔抽出(310)，由中段回流泵抽送经中段回流原料换热器、蒸汽发生器，换热到220后返回分馏塔作回流。 2.1.4 2.1.

34、4 分馏塔部分分馏塔部分节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识40 2.1.4 2.1.4 分馏塔部分分馏塔部分 柴油从分馏塔由柴油泵抽出，送经柴油原料油换热器，柴油蒸汽发生器，又经柴油脱氧水换热，柴油富吸收油换热器，降到100，再经柴油空冷器冷到55后分二股；一部分为柴油产品出装置去加氢精制，另一部分由吸收柴油泵经吸收柴油冷却器冷到40打入柴油吸收塔作为吸收剂用。自柴油吸收塔底返回的富吸收柴油经与柴油换热后和较高温度的柴油一起，作为分馏塔柴油回流。 为了保证来自系统的脱硫燃料气入加热炉火嘴前不带凝液，燃料气与自分馏塔来的顶回流(150)经换热器换热。顶回流与燃料气

35、换热后，再由泵送出经顶回流空冷器，冷却到60返回到分馏塔，控制分馏塔顶温度。 分馏塔顶油气经塔顶空冷器，后冷器冷却到40流入分馏塔顶油气分离罐，汽油由泵送出装置，焦化富气经压缩机入口分液罐分液后进入富气压缩机。节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识41图23 分馏塔部分流程节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识42 焦炭塔吹汽、冷焦产生的大量高温(180)蒸汽及少量油气进入放空塔，从顶部打入蜡油馏分，洗涤下油气中的重油馏分。塔底重油用泵抽出，送经水箱冷却器冷却后，一部分作为塔顶回流，控制顶部气相温度190左右，另一部分在液面控制下送出装置

36、或回炼。塔顶油气及大量蒸汽直接进入空冷器。 当来自焦炭塔的气相温度低于180时，切换到放空塔顶空冷器入口，水蒸汽及少量轻烃经空冷器、后冷器冷到40进入塔顶汽液分离罐，分出的污水由泵送入冷焦水池，也可送往酸性水汽提单元处理，不凝气排入瓦斯放火炬系统。2.2 2.2 焦炭塔的吹汽放空部分焦炭塔的吹汽放空部分节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识43图24 焦炭塔的吹汽放空部分流程节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识44 焦炭塔运行至冷焦时，开启冷焦冷水泵，从冷焦冷水储罐将冷焦水送往焦炭塔进行冷焦，冷却溢流水排入溢流水储罐，放空水排入放空水储

37、罐。罐内的浮油浮至水面，通过罐内周边环形集油槽排出，排至污油罐，脱水后，再由污油泵送至全厂污油罐。焦粉沉至罐底，通过排泥阀排至贮焦池。冷焦溢流水储罐和放空水储罐出水经冷焦热水泵加压，经过滤器后送入水力旋流分离器，利用液体在旋流管内高速旋转产生离心力将油滴从水中分离出来除油后的冷焦水进入空冷器冷却降温。被冷却后的冷焦水利用余压进入冷焦冷水储罐。冷焦冷水储罐中浮起来的污油通过罐内周边环形集油槽排到系统含油污水管道。 2.3 2.3 冷切焦水处理部分冷切焦水处理部分节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识45 2.3 2.3 冷切焦水处理部分冷切焦水处理部分 从焦炭塔排出的

38、焦炭和切焦水进入贮焦池后，切焦水先进入一次沉淀池，大颗粒粉焦沉淀下来，再进入二次沉淀池。沉淀池内设三道格网，拦截粉焦。沉淀池出水经切焦水提升泵加压送至过滤罐进一步去除粉焦后，送入切焦水储罐贮存，供高压水泵切焦用。微细粉焦在罐内继续沉淀，切焦水储罐沉积的微小粉焦，可以定期清扫排入二次沉淀池。当发现液面有油时，可使罐内水位上升后，污油经集油槽至含油污水立管，排入含油污水系统。焦炭由桥式抓斗吊车抓到火车或汽车上外运销售。切焦水由高压水泵自切焦水罐抽出，加压到2833MPA，经高压水线胶管钻杆到切焦器，在塔内切焦。 节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识46图25 冷切焦水

39、处理部分流程节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识47 焦化富气经分液后进入焦化富气压缩机，在此压缩到1。3MPa(g)进入焦化富气空冷器冷却到60，和自吸收塔来的富吸收油、自解吸塔来的解吸气混合后再经饱和吸收油水冷器冷却至40进入吸收塔入口分液罐，在此平衡分离。气体进入吸收塔下部，并自下向上流动，和自上向下的吸收剂接触，气体中的C3，C4被吸收，未被吸收的贫气自塔顶流出至再吸收塔，在再吸收塔)由柴油进一步吸收，未被吸收的干气至脱硫部分。吸收塔设二个中段回流以降低吸收温度提高吸收率。凝缩油由脱吸塔进料泵抽出或自流经过脱吸塔进料稳定汽油换热器换热后进入解吸塔顶。在解吸

40、塔由塔底重沸器提供热源，脱除C2组分。脱乙烷汽油由稳定塔进料泵抽出经稳定塔进料稳定汽油换热器换热后进入稳定塔第24层。在稳定塔由塔底重沸器提供热源、塔顶冷凝器提供冷回流，使汽油和液化气分离。塔顶油气经冷凝器冷凝冷却后进入稳定塔顶回流罐，未凝气进压缩机入口，冷凝液(液化气)由泵抽出，部分作为回流打到稳定塔顶50层，部分作为产品至液化气脱硫部分。塔底稳定汽油自压至换热器、空冷器、水冷器冷却到40，部分由补充吸收剂泵升压后至吸收塔顶作为补充吸收剂，部分作为产品送出装置。2.4 2.4 焦化富气的压缩吸收稳定部分焦化富气的压缩吸收稳定部分节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知

41、识48图26 焦化富气的压缩吸收部分流程2.4.1 2.4.1 焦化富气的压缩吸收稳定部分原则流程焦化富气的压缩吸收稳定部分原则流程节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识49本装置关键的生产工序主要是加热炉、焦炭塔部分的工艺操作。 （1） 焦化加热炉 焦化加热炉是焦化装置的核心设备，采用多点注汽、在线除焦、双向烧焦技术。多点注汽是每路炉管，根据工艺计算对结焦临界点注入中压蒸汽，一般设三个点或更多的点，中压蒸汽自管网来，在流量控制下自动注入炉管，每点的注入量不同，这比在炉入口一点注汽相比具有节省蒸汽、降低压降、减少结焦的优点。在线除焦是在不停炉的条件下，炉管内通入蒸汽

42、，通过控制炉管温度，使焦炭脱落并由蒸汽吹出进入焦炭塔。双向烧焦主要是在烧焦时大块焦粉使炉管堵室的情况下采用返向吹汽的措施，这佯可以使烧焦更完善。烧焦时的烟气排入烧焦罐，通入水急冷后排至烟囟。2.5 2.5 关键的生产工序说明关键的生产工序说明节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识50 2.5 2.5 关键的生产工序说明关键的生产工序说明 （2） 焦炭塔 焦炭塔是间歇操作的设备，当一个塔在进料时，另一个塔在处理。焦炭塔生产操作的工序主要有：向焦炭塔内少量吹汽(12小时)，把油气吹入分馏塔；向焦炭塔内大量吹汽(23小时)，该吹汽汽提油气至吹汽放空塔;并在放空系统冷凝冷却

43、回收污油；向焦炭塔内少量给水(12小时)，给水汽化的蒸汽及油气至放空塔；向焦炭塔内大量给水(34小时)，水溢流到冷焦水系统的热水罐；排放焦炭塔内的水至冷焦水热水罐(24小时)；拆卸塔顶、塔底出焦口法兰(0.51小时)；采用高压水切除焦炭塔内的焦炭(24小时)；安装塔顶、塔底法兰(0.51小时)；对焦炭塔进行蒸汽试压检查塔顶、底盖的密封性(0.51小时)；引另一个焦炭塔的油气对该塔预热(46小时)，油气自塔引入至塔底再经甩油罐返回到分馏塔。待焦炭塔的温度达到要求后，切换四通阀，该阀正常进料，另一个塔进行上述过程的处理。焦炭塔的操作周期一般为2472小时。节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化

44、节能知识延迟焦化节能知识51图27 焦炭塔切换操作部分流程返回目录返回目录节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识523延迟焦化的主要反应条件延迟焦化的主要反应条件 焦化热转化反应是自由的、无选择性的热裂化反应，不同于催化裂化、加氢裂化在催化剂的作用下发生的选择性裂化反应，因此焦化热转化反应的产品分布和产品质量只和原料性质及操作条件有关。 3.1 3.1 原料性质原料性质3.2 3.2 循环比循环比3.3 3.3 反应压力反应压力3.4 3.4 反应温度反应温度返回目录返回目录节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识533.1 原料性质 焦化

45、原料油是以碳、氢、硫、氮、氧为主要元素的大分子（分子量约为5001000）烃类混合物，热转化过程中发生的化学反应是：大分子转化为小分子的吸热的裂化反应，小分子转化为大分子的放热的缩合反应，裂化反应的活化能约为:167KJ/MOL，缩合反应的活化能约为:209KJ/MOL，当原料被加热时，裂化反应比缩合反应优先发生，开始裂化反应占主导地位，随着温度的升高裂化反应逐渐由主导地位转化为次要地位，缩合反应占主导地位，随着渣油转化反应的不断进行，渣油中的部分物质转化为轻质油品，部分物质转化为焦碳。渣油热转化反应是一种非常复杂的裂化和缩合相平衡的顺序反应，很难用化学反应方程式来表达。节能知识讲座材料节能知

46、识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识54 通常把渣油分为四组分：饱和烃、芳烃、胶质和沥青质。饱和烃包括烷烃和环烷烃，烷烃较易裂化，断链生成烷烃、烯烃和氢气；环烷烃的热反应主要是断侧链生成烯烃或烷烃，断环链生成烯烃和二烯烃。芳烃较稳定，一般条件下芳环不会断裂，一般发生侧链断裂或脱烷基反应，胶质和沥青质主要是多环及稠环化合物，在热转化反应中，除了缩合反应生成焦碳外，还断侧链生成较小分子的烃。节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识55在四组分共存的情况下，发生混合反应，可归纳为： a.饱和烃断侧链产生裂化产物； b.芳烃断侧链产生裂化产物和饱和烃，芳烃缩合产生胶质

47、;胶质断侧链产生裂化产物和芳烃，胶质缩合产生沥青质； c.沥青质断侧链产生裂化产物，沥青质缩合产生苯不溶物，苯不溶物逐渐再缩合生成喹啉不容物或碳质沥青，喹啉不容物缩合最后生成焦碳。 另外在焦化原料流经焦化加热炉和焦炭塔过程中，在给定的循环比下，随着温度和停留时间增加，随着反应中烃分压的变化，导致焦化料的四组成比例结构也发生迅速变化，影响并决定着加热炉和焦炭塔内的热转化反应。加热炉的设计要求在渣油的裂化反应开始而缩合反应还未大量开始时，把渣油加热到500并使之离开。节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识56渣油热转化反应视图如下：节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟

48、焦化节能知识延迟焦化节能知识57 焦化热转化反应产品分布和四组分的含量有密切的关系，通常采用渣油的残炭值和四组分的含量来判断原料的好坏及产品分布情况，沥青质含量高或渣油残炭值高的渣油容易结焦，生焦率较高，轻油收率较低。产品分布和渣油中的残炭的大概关系为:(1) 硫化氢收率： W%: H2S=0.25*Sf(2) 干气收率： W%: RG =3.5+0.1*CCR(3) LPG收率： W%: LPG =3.0+0.044*CCR(4)焦炭收率： W%: COK=1.6*CCR (5)石脑油收率： W%: Nao=11.38+0.335*CCR(6)瓦斯油收率： W%: TGO=100-(H2S+

49、RG+LPG+COK+ Nao)(7)柴油收率/瓦斯油收率：R=0.38+0.011*CCR-0.00031*CCR(8)柴油收率： W%: LCGO=R*TGO(9)蜡油收率： W%: HCGO=TGO-LCGO 注：CCR为渣油的康氏残炭wt%。 Sf为渣油中的硫含量wt%。节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识58 循环比的概念在各种文献上不太统一，通常有两种不同的表示方法: 一种是进加热炉的总流量(或辐射进料量)，和新鲜原料量的比值(或对流进料量)，公式为:联合循环比=(新鲜原料量+循环油量)/新鲜原料量。该种方法表示的循环比大于1.0， 另一种是进加热炉的

50、循环油流量，和新鲜原料量的比值(或对流进料量)， 公式为:循环比=循环油量/新鲜原料量。该种方法表示的循环比小于1.0，当无循环油量时，循环比为零，有时叫单程操作。 两种方法都能显示加热炉中循环油或回炼油所占的比例。在新鲜原料中掺入焦化装置反应自产的反复循环的循环油，改变了原料的性质，联合油的四组分比例结构发生变化，使热转化反应发生变化.循环油相当于重蜡油或蜡油，在加热炉和焦炭塔也产生部分热裂化反应。3.23.2 循环比循环比节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识593.23.2 循环比循环比 循环比对焦化装置的处理量，产品分布及产品性质都有较大的影响。在原料相同的

51、条件下，一般是：循环比增加，汽油柴油的收率随着提高，蜡油收率则随着下降，焦炭和气体的收率也少有增加。通常循环比的选择是以下游加工装置的要求为原则，例如焦化蜡油作为加氢裂化原料时，调整循环比的目的是控制蜡油HCGO的残炭值，终馏点等。通常如果产品质量和装置操作允许，都采用尽可能低的循环比操作。循环比减少，生焦率一般减少，同时焦化蜡油收率增加，气体、汽油、柴油收率下降。当需要提高装置的液体收率时一般采用降低循环比（0.150.25）或零循环比操作；当需要多产焦化石脑油和柴油时一般采用较大循环比（0.250.45）操作；当焦化蜡油无出路或需要最大可能地生产乙烯原料时一般采用大循环比（0.41.0）操

52、作。当采用减压深拔后，焦化原料变差，残炭及沥青值升高，为延长开工周期和防止弹丸焦产生，一般也采用较大循环比。 单程和低循环比操作对蜡油和炉进料油的影响见下表：节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识60 3.2.1 3.2.1 降低循环比操作降低循环比操作 单程和低循环比对蜡油和炉进料油影响单程和低循环比对蜡油和炉进料油影响( (原料为沙轻减压渣油（535）)循 环 比项 目 名 称0.00.10.20.4产 品 收 率 m %富 气7.938.228.539.01汽 油12.6013.8614.3115.70柴 油24.0824.3125.6727.51蜡 油28.

53、3426.5522.5317.68焦 炭26.5027.0628.9630.10蜡 油 性 质密 度 d20 g/cm30.96120.95950.95930.9571粘 度 V 10 0 m m2/s5.974.9074.9033.358康 残 m %1.901.280.860.78干 点 510484479465炉 进 料 ： 密 度 d2 0 g/cm31.00000.99940.9963粘 度 V 10 0 m m2/s273.6191.582.39康 残 m %17.115.613.4沥 青 质 m %5.705.304.10节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化

54、节能知识61从上表可看出： 单程和低循环比下液收高，焦炭收率低，蜡油收率高，但柴油收率低、汽油收率略低； 单程和低循环比下蜡油变重、变稠； 低循环比下焦化炉进料油性质变差，特别是康残和沥青质含量提高，必然会影响到焦化炉运行周期。3.2.1 3.2.1 降低循环比操作降低循环比操作节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识62 大循环比（0.601.0）操作，尽量提高焦炭塔进料中芳香烃含量和降低沥青质含量，降低残炭。当要求多产汽柴油和焦化蜡油无去路或原料中沥青质含量太高时，则应全循环或大循环比操作。 由下表可见，大循环比操作时，蜡油收率下降较大，蜡油产品和加热炉进料均得到

55、改善。3.2.2 3.2.2 大循环比（大循环比（0.600.601.01.0）操作）操作节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识63大循环比对蜡油和炉进料油影响大循环比对蜡油和炉进料油影响循 环 比项目名称0.30.60.40.9产品收率 m% 原料 A原料 B富气8.639.587.519.43汽油13.4415.7613.2316.67柴油34.1639.5235.2843.26蜡油16.086.7919.083.82焦炭27.6928.8524.926.82蜡油性质密度 d20 g/cm30.97530.95281.0280.9705粘度 V100 mm2/s

56、8.454.076.805.85康残 m%1.760.380.60.4干点 500480490465炉进料性质密度 d20 g/cm30.9983 0.99950.990粘度 V100 mm2/s140.5 122.237.85康残 m%13.8 10.77.72沥青质 m%7.2 3.72.60节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识643.3 反应压力反应压力一般是指焦炭塔顶的压力，反应压力对焦化产品分布有一定影响，压力升高，反应的深度增加，气体和焦炭的收率增加，液体收率减少，焦炭的挥发份提高.反之压力降低，反应的深度减少，气体和焦炭的收率减少，液体收率增加，焦炭

57、的挥发份降低.为了提高装置的经济效益，通常采用低压设计和操作. 采用低压操作可改善焦化产品分布，在国内外已普遍认可，国内焦炭塔顶操作压力一般为0.150.20 MPa，国外最低的达到0.10.15 MPa。 压力降低一般可提高蜡油的收率，但是压力太低焦炭塔内泡沫层升高，焦粉易携带并易产生弹丸焦，另外增大了焦炭塔的气体体积流量，势必使焦炭塔的塔径加大，使分馏塔的塔径加大，使压缩机和塔顶冷凝系统的负荷增加，装置的投资增加，因此应综合设备投资、操作费用和产品分布等因素确定适宜的操作压力。节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识65操作压力对焦化蜡油收率和质量影响名 称0.1

58、72MPa/循环比 0.050.103MPa/循环比 0.25变化收率 m%25.735.2增加干点 493571提高密度 d200.9430.9632变重康残 m%0.350.81.0增加Ni+V mg/g0.51.0增加 有上表可以看出：当焦炭塔操作压力降低，虽然石油焦收率下降，蜡油收率增加，但是蜡油变重，蜡油残炭和重金属含量均增加。因此，降压操作时还应考虑蜡油质量。节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识663.4 反应温度 反应温度一般是指加热炉辐射炉管的出口温度，这一温度的变化直接影响着焦炭塔内的反应温度和反应深度，从而影响到产品分布和产品质量。 温度低，焦

59、化反应深度不足，产品收率低，焦炭挥发份高。温度太高反应过深，使汽油和柴油继续裂化，降低汽油和柴油的收率，增加气体收率，焦炭变硬，使除焦困难。 反应温度的确定一般和原料性质有关。提高焦化温度可增产液体产品收率，但基于焦化反应的特点，反应温度（炉出口温度控制）调整的幅度是很窄的，温度过高会导致提前结焦，堵塞炉管、转油线结焦，影响开工周期，同时易生成硬质石油焦，使除焦困难；温度过低导致热量不足反应深度不够，轻油收率降低，焦炭挥发分增大或产生焦油。节能知识讲座材料节能知识讲座材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识67焦炭塔顶温度、压力和循环比对产品收率的影响可定性的见下图：节能知识讲座材料节能知识讲座

60、材料-延迟焦化节能知识延迟焦化节能知识68温度、压力、循环比、生焦周期对产率影响经验 （1）焦炭塔压力每降低0.055MPa，焦炭产率 降低1.0%（W）。（2）焦炭塔压力每降低0.055MPa，液体产率 提高1.3%（V）。（3）焦炭塔油气线温度每提高10，焦炭产率 降低1.44%（W）。（4）焦炭塔油气线温度每提高10，瓦斯油产率 提高1.9%（V）。（5）焦炭挥发份每降低1.0%（W），焦炭塔油气线 温度要提高3.95。（6）循环量减少10%（W），焦炭产率降低1.2%（W）。（7）焦炭产率降低1.0%（W），液体产率提高1.5%（V）。（8）循环周期减少6小时， 焦炭挥发份每增加1.0