延迟焦化技术知识培训课件

延迟焦化技术知识培训课件全有文档延迟焦化l延迟焦化是通过热裂化将石油渣油转化 为液体和气体产品，同时生成浓缩的固 体炭材料-石油焦。 在该过程中通常使 用水平管式火焰加热炉加热至485 505oC的热裂化温度。由于反应物料在 加热炉管中停留时间很短，焦化反应被 “延迟”到加热炉下游的焦化塔内发生。 称为延迟焦化。延迟焦化工艺l延迟焦化装置是现代石油炼厂中唯一的间歇- 连续操作的工艺。 物料在加热炉管中是连续 的，加热炉出口物料在两个焦化塔之间切换 ，一个塔在线生焦，另一个塔冷却、除焦和 暖塔。从焦化塔顶出来的油气进入分馏塔（ 又被称为联合塔）。分馏塔底是辐射进料泵 的缓冲罐，焦化原料和冷却的油气（循环油 ）在这里混合后一起进入辐射进料泵。延迟焦化原则流程 延迟焦化物料分布情况流量（t/h）收率% 原料：减压渣油150100 产品： 干气10.513.579液化气33.7522.5 汽油19.5271318 柴油37.5482532 蜡油1522.51015 甩油1.54.513 焦碳37.549.52533产品分布情况分析l汽柴油收率受馏程切割点不同，收率变化 大，汽油出乙烯料比一般时干点切割高 35%。l循环比小，焦化蜡油量大。l焦碳收率一般为原料残碳的1.41.6倍。l有吸收稳定的装置，产干气（7%）及回 收液化气（3%），没有吸收稳定的装置 富气，一般收率达10%。原料性质对焦化产品分布影响l在焦化反应过程中，原料的密度和残炭 是影响产品分布和产率的主要因素。随 着原料密度和残炭的增大，焦炭量明显 增加，焦化重馏分油产率下降，汽油和 气体略有增加。l原料劣质化(索罗斯、哈马卡)，生成弹 丸焦，焦碳塔造成携带或冲塔。能耗构成情况能耗 千克标油/吨占总能耗比例（%） 燃料气18236580 电耗2.83.51015 1.0MPa总产-13-16 1.0MPa汽耗2.54.0 1.0MPa纯耗-10-12-35-50 3.5MPa汽耗16204060 新鲜水 0.0050.01 软化水 0.0050.01 循环水 0.60.812 总能耗27-35节能降耗分析l焦化能耗（含吸收稳定）在2735千克标油/吨。l焦化能耗瓦斯单耗占了65%以上，优化加热炉操作，再 增加一组炉用空气与烟气换热器降低排烟温度，增加对 流管。l电耗：主要机泵安装合适变频器，机泵切割叶轮，除焦 切割器选用效率高，缩短除焦时间。l蒸汽：优化操作汽泡多产蒸汽，缩短焦碳塔吹汽时间或 改用水代大吹汽，炉管注汽根据处理量不同及时调整。l水：对能耗影响不大，节水方面主要机泵冷却水改为循 环水，冷却器采用串联，二次用水。除焦补充水用汽提 水。l低温热利用没有，影响能耗降低。操作影响因素l延迟焦化主要影响因素有三个，影响到 焦化产品分布和质量，也就是加热炉出 口温度、焦化塔顶压力、循环比。温度l在一定的温度和循环比下，石油焦的收 率随反应温度升高而降低。 部分较重 烃类分子在低温下会留在焦化塔内转化 为石油焦，当温度升高时会变为油气由 塔顶逸出。 事实上，温度可调范围很 小。 延迟焦化是一个绝热反应，炉出 口温度是焦化反应温度的控制点。温度l在实际操作中, 如果焦化温度太低,焦化反应 进行的不彻底导致石油焦挥发分过高甚至生 成沥青，当反应温度过高时，形成的石油焦 会特别硬，给水力除焦造成一定的困难，影 响到除焦时间。 此外在高温状态下， 焦化反 应提前到加热炉炉管或转油线发生的可能性 增加。控制好石油焦的挥发份意味着，减少 损失在液体产品的收率。 目前燃料石油焦的 挥发分一般控制在810%左右。 焦炭塔压力l焦炭塔压力下降有利于更重的烃组分气 化从焦炭塔逸出, 否则在高压下,这部分 烃类有可能留在焦化塔内转化为石油焦 和轻烃. 利用延迟焦化最大量生产液体产 品的经济动力使生产燃料级石油焦的延 迟焦化装置采用尽可能低的焦炭塔压力. 目前焦化塔的设计压力一般是 1.055kg/cm2g.实际操作压力1.7kg/cm2g 。循环比l循环比对焦化反应产物分布的影响效 果与反应压力相同, 也就是说循环比增 加,石油焦和气体收率增加而碳五以上 的液体产品收率下降. 在实际操作中, 循环比主要用来控制焦化蜡油的干点.循环比l同样的经济动力使焦化操作维持在较低 的循环比. 一般说来,焦化循环比一般在 焦化产品质量允许的情况下尽可能低. 现在循环比5%以下已很常见. 如果下游 装置可以接受焦化重蜡油的干点、金属 和残炭，新设计的装置通常采用超低循 环比。 延迟焦化反应机理示意图延迟焦化反应机理l正常焦化的反应一般可以认为分阶段进行 ：第一阶段：在出加热炉前，原料油换热 以及在加热炉中短时间快速升温490 500，少量原料油气化并发生轻度的缓 和裂化。此时物流为气液相混合物，这 一过程主要为吸热过程；第二阶段：从加 热炉出来已经部分裂化的原料油进入焦炭 塔，在塔内持续发生裂化、缩合反应，直 至生成油气和焦炭为止，此过程主要为放 热过程。 茂名延迟焦化工艺技术特点l采用一炉二塔的工艺路线。加热炉采用国内先进的双辐 射室多火嘴卧管立式炉，并采用双面辐射、多点注汽、 双向烧焦及在线清焦等技术。加热炉的热效率可达91% 。加热炉火嘴采用扁平焰低NOX火嘴，以减少对环境的 污染。焦炭塔实现大型化，采用的直径达8600。l分馏塔底部分换热循环，并加强过滤除去焦粉，缓和炉 管结焦及塔底油温度稳定。l采用高效的梯型浮阀塔板，提高分馏的操作弹性，更适 合优化分馏塔的操作工况。设柴油、中段油、蜡油和原 料渣油的换热器，尽可能的利用分馏塔的过剩热来加热 原料，提高热利用率。同时由于原料和中段油、蜡油、 柴油均有换热，便于分馏塔取热比例的调整和换热后渣 油温度的控制。在工艺流程设计中，采用分馏塔内直接 换热和馏分油外循环的技术调节循环比。l采用放空塔密闭排放技术，减少焦炭塔吹汽对环境的污 染，并能使污油回用。l焦炭塔采用无堵焦阀暖塔工艺流程，缩短了焦炭的油气 预热时间，配设甩油罐，避免预热时甩油拿不净，切换 四通阀引起突沸的问题。 茂名延迟焦化工艺技术特点l加热炉采用烟气预热空气，提高炉子的热效率。设置加 热炉的余热回收系统及加热炉进料量和炉膛温度检测与 燃料气控制的联锁控制。 l焦炭塔采用双塔单井架水力除焦方式，节省约20%的钢 材。 l焦炭塔水力除焦系统采用先进的PLC安全自保联锁系统 。该技术可以有效实现水力除焦工作的顺利进行和安全 操作。 l富气采用压缩吸收的工艺技术方案，粗汽油采用精馏,以 减少汽油中轻烃的夹带，以利于罐区的安全操作。 l 冷焦水处理采用罐式隔油分离、旋流离心分离和密闭冷 却的工艺技术，减少占地和环境污染。 l 切焦水处理采用高速离心分离、过滤、罐式贮存等技术 ，减少占地和环境污染。l吸收稳定采用典型的四塔流程茂名焦化工艺流程l原料部分l分馏系统l加热炉系统l焦碳塔系统l压缩机系统l吸收稳定系统l冷切焦水系统l放空、吹汽系统l除焦系统延迟焦化生焦周期l典型焦碳塔生焦周期采用24小时生焦，国内惠州炼油420万吨/年采用 18小时生焦。国外普遍采用18、16小时生焦。茂名两套焦化采用20小 时。20*小时与24小时对比处理能力增加20%。小 吹 汽大 吹 汽冷焦放 水除焦试 压预热24小时137151620小时125614514518小时 115614145延迟焦化特殊设备介绍l焦碳塔l四通阀l油气出口阀l除焦系统：顶、底盖机，切焦器、水力马达、水涡轮风动马达、钻杆、绞车、高压胶管、高压 水泵等设备。焦碳塔系统常见问题l一、正常进油状态l1.1.焦碳塔头盖、底盖泄漏l1.2挥发线泄漏l1.3挥发线结焦，焦碳塔压力高l1.4焦层过高l1.5焦碳塔晃动l1.6焦碳塔冲塔l1.7预热时升温不畅l二、冷除焦状态l2.1冷焦时给不进水l2.2冷焦放水不畅l2.3拆底盖时塌方l2.4除焦时卡钻l2.5除焦时除焦系统故障，如切焦器无法切换、水马达不钻 10米行车故障、三位阀故障、PLC故障三、原料变差后，生成弹丸焦开工需要步骤l一般焦化开工需经过几个步骤 1、引蒸汽贯通试压 2、引汽、柴油做开工前准备 3、引蜡油开工 4、点火升温、开加热炉进料泵 5、切换渣油升温、改注汽 6、切换生焦 7、开侧线泵，开压缩机，及吸收稳定开工 8、除焦（两塔）开工需要注意的问题l1、收馏份油，影响到另外一套焦化冷渣返回线投用。l2、点火，需要注意的安全方面的问题如回火、闪爆等 。l3、切换加热炉进料泵。l4、升温、热紧。l5、四通阀切换、及注汽、各球阀汽封。l6、开、闭路循环l7、分馏塔底液面、原料罐液面、甩油罐液面及泵冲程控制。l8、大修后，除焦系统试运，压缩机试运。l9、对外联系，原料、产品后路，公用工程。停工需要注意的几个问题l降量、准备停工塔及停工退油线。l收馏份油置换。l降温、切换停工塔，开路循环。l吸收稳定系统停工，压缩机用氮气置换。l停工吹扫，退油汽柴油顶水，液化气气化放低压，渣、蜡油吹扫至系统外扫线罐。l停工时加热炉烧焦，保证非净化风及蒸汽压力 。l停工吹扫后，打开人孔后防止FeS自燃。焦化液化气液膜脱硫介绍l1.焦化液化气脱硫醇单元：包括液化气纤维过滤、胺液聚结分离预处理， 两级液膜脱硫醇，液膜水洗三个部分。 l2.脱硫醇后富碱液富氧常温氧化再生：包括碱液氧化塔，二硫化物分离塔 和富氧发生系统三个部分。 l碱洗脱硫醇原理l利用氢氧化钠水溶液脱除液化气中的有机硫，将其中的甲硫醇、乙硫醇分 别转化为甲硫醇钠、乙硫醇钠，溶于碱液中。相关反应如下： lRSH + NaOH NaSR + H2Ol液化气夹带的微量H2S与碱液发生如下反应：lH2S + 2NaOH Na2S+ 2H2Ol 碱液氧化再生原理l液化气用碱液脱硫醇后生成的硫醇钠在催化剂作用下与氧反应生成氢氧化 钠和二硫化物，二者在二硫化物分离塔中分离，二硫化物去储罐，氢氧化 钠溶解在碱液中循环利用。反应式如下： l2NaSR + 1/2 O2 + H2O 2NaOH + RSSRl少量的硫化钠可能发生如下氧化反应： l2Na2S + 2 O2 + H2O Na2S2O3 + 2NaOHlNa2S2O3 + 2 O2 + 2NaOH 2Na2SO4 + H2Ol从以上反应式比较可以看出，脱硫醇生成的硫醇钠可以全部氧化生成氢氧 化钠，而脱硫化氢生成的硫化钠则完全不能。因此胺液夹带的硫化氢对碱 液的损耗是永久性的。 焦化液化气液膜脱硫介绍l选用宁波中一公司开发的成套技术，主要工艺特点：l脱硫醇率高，操作稳定。l操作弹性大，可在设计处理量的30%-120%范围内正常 运行。l采用碱液全相接触富氧常温氧化再生新工艺，硫醇钠氧 化速率高，生成的二硫化物大部分能液化聚结分离。l碱液富氧常温氧化结合二硫化物分离塔使用，碱液中二 硫化物含量一般可以控制在800ppm左右。再生碱液质 量高、碱液循环使用周期长，碱渣率大幅度降低。环保 效益明显。l常温氧化再生工艺不需要蒸汽加热和循环水冷却，节能 降耗。焦化液化气液膜脱硫介绍l原料：胺洗后焦化液化气（脱除H2S后）、硫醇硫，以 S计正常值35005000ppm，最大值8000ppm、流量 15t/h。l产品：民用液化气，产品总硫，200mg/m3 。硫醇硫 ， 80mg/m3铜片腐蚀试验 1级， H2S无l年耗碱量（30%）：100吨，l催化剂：磺化钛箐钴60kg/al碱渣 300。纯二甲基二硫为淡黄色液体，有类似腐烂白菜气味；几乎 不溶于水（20时在水中的溶解度为1000ppm），在常温下能以任何 比例溶于几乎所有的有机溶剂中。 安全注意事项二硫化物与碱液在二 硫化物分离塔聚结分离，二硫化物密度较碱液小，浮在分离塔上部， 根据界位手动控制定期排放。排放的二硫化物进二硫化物储罐，定期 送净化水处理。 l二硫化物为易燃易爆的有机液体，略有烂白菜臭味，可能夹带有少量 碱液而有一定腐蚀