黄大智：延迟焦化工艺的进展.ppt

延迟焦化工艺的进展黄大智 2005.11.171 世界渣油加工工艺能力分布的现状  焦化在渣油加工中的位置  延迟焦化是一个成熟的炼油工艺  新建延迟焦化装置的大型化  国外新设计的延迟焦化装置的一 些特点  提高延迟焦化装置的适应性和灵活性  国内外延迟焦化装置的技术改造动向  重视焦化装置的生产安全，减少装置 对环境的污染目录：8个题目A1前2世界渣油加工工艺能力分布的现状3美洲4种渣油加工工艺所占的比例世界其余地区4种渣油加工工艺所占的比例4渣油加工工艺的选择取决于原料质量5全球渣油加工能力:类型和趋势• 世界渣油转化能力约8亿吨/年中，焦化在世界渣 油各种加工工艺的能力中占31.6% • 美洲在世界上具有>40%的渣油转化能力，其中焦 化是首选工艺 • 从上世纪80年代中期起，美洲焦化日加工能力增 加了56%. • 1999到2003年，全球焦化日加工能力增加15.9万 米3/天(+5800万米3/年),其中在上游项目中约占 25%(例如加拿大、委瑞内拉的焦化项目）6其余地区渣油加工工艺的类型和趋势 欧洲现在渣油转化中减粘工艺比例高，将来燃料 油市场下降，柴油短缺，有可能到2010年焦化能 力增加到4500万吨/年。

• ExxonMobil在全球有13.7万米3/天（5000万米3/年 渣油加工能力；约有60%是焦化工艺 • 减粘工艺目前广泛应用于世界的其余地区 • 加氢工艺在有合适原油和出燃料油的地区发展， 1999-2003年增加了3.2万米3/天（ 1000万米3/年 ）能力7焦化在渣油加工中的位置8烃加工2005年9月刊A29我国延迟焦化的发展A310延迟焦化是一个成熟的炼油工艺11延迟焦化工艺的主流程变化不大近期发展方向是： • 增加装置的可靠性、灵活性和总的经济效益：适 应原料品种变化，特别是劣质原油、重质渣油的 加工，提高液体收率，减少焦炭生成 • 装置大型化，降低基建投资和操作成本 • 装置的清洁化：采用封闭式瓦斯、石油焦处理系 统，除焦水回收系统，减轻气体、焦粉和污水造 成的污染 • 重视装置生产安全：采用遥控操作；设置安全联 锁系统；操作人员安全防护措施1213延迟焦化在美国的发展• 1929年第1套延迟焦化装置由印地安那标准油公 司建于Whiting1930年壳牌公司发展了水力除焦 技术76年的发展） • 1955年前美国焦化装置建得很少 • 1955-1975美国的焦化装置以每年6%速度建设。

• 1965-1970增长速度11% • 54年建第1套流化焦化 • 20世纪末，延迟焦化工艺技术趋向成熟，现美国 有49套延迟焦化装置在运行，流化焦化/灵活焦化 只有6套142005年油气杂志：2004年全球焦化发展情况A415新建延迟焦化装置的大型化16• 2000年以前，我国延迟焦化焦炭塔最大直径仅为 6.1m • 2000年我国第1套直径为8.4m的焦炭塔在上海石 化投产 • 2004年后，我国有24台直径在8.4m以上的焦炭塔 投产 • 2004年底，扬子石化1.60Mt/a延迟焦化装置投产 ，焦炭塔直径为9.4m • 焦炭塔虽大型化，但加热炉-焦炭塔-分馏塔主流 程没有变化 我国焦炭塔的发展情况（1）17我国焦炭塔的发展情况（2）• 国外在20世纪90年代已开发焦炭塔塔顶、 底盖自动装卸机； • 国内开发的塔顶盖自动装卸机，2003年在 吉林石化1.0Mt/a延迟焦化装置成功投产 • 开盖时间2.5min,关盖时间1.5min，操作人 员可远离塔口，目前已有10台以上焦炭塔 使用 • 焦炭塔底盖自动装卸机已研制出，正待工 业试用18120万吨/年延迟焦化装置焦炭塔 大型化技术经济比较节省19.6%节省25.2%19国外焦炭塔大型化的进展1999年F.W.公司在“Delayed Coking Innovation and New Design Trend”文中谈到其公司的焦 炭塔大型化 情况：▲ 5年前最大的焦炭塔直径 x 长度为：8.23米x 34.44米;▲ 以后 F.W.公司建设4塔流程，每个塔8.53米x 36.58米。

到2002年止，5套焦化投产，共18座 直径8.53米的焦炭塔▲ 未来要建焦炭塔直径 x 长度为：9.75米x 42.67 米.直径12米的焦炭塔可能在议论中，但无实例 2042-70mm对 20-36mm15CrMoRA521加热炉设计的变化22采用双面辐射加热炉的优点• 双面辐射炉一般为4室4管程箱式炉多个瓦斯燃 烧器，炉管双面受热，平均表面热强度从单面辐 射的25到31kw/m2提高到38到47kw/m2 • 管内停留时间短，流速快炉子运转周期长 • 辐射炉炉管仅为单面辐射炉管总长度的2/3 • 多点注高压蒸汽或锅炉水，抑制炉管的焦炭生成 • 可实行清焦 • 适宜于长周期操作和加工劣质原料23国外新设计的延迟焦化装置的一些特点24早先设计、新设计的延迟焦化装置比较25降低装置操作压力的影响• 国外新设计的延迟焦化装置多采用低压操 作，特别是产燃料焦的装置 • 压力低可提高液收，降低焦炭产率 • 压力降低，老装置需要改造一般新装置 采用低压 • 压力高一些的老装置，在焦炭塔起泡，焦 粉携带和弹丸焦生成方面优于压力低的装 置，但焦炭收率高，液收低26对同一种原料 液收上升10.6%27不同压力条件下的焦炭塔A6，A7处理量 下降28原料和产品焦种类不同，操作条件调节不同原料压力循环比液收73.58%72.66% 29HCGO 液收提 高焦炭产 率下降30液收 提高, 但质 量变 差31140万t/a延迟焦化焦炭生成和循环比的关系3900米3/天，TPR减少，焦 炭产量减少200-300吨/天32315oC538oC593oC33TPR1.4对比1.1,燃料费 用增加约30万美金/年34两个公司设计上有些差别35循环比 = 1.05由于分馏塔下段洗涤区 液体数量很少,容易干板 和结焦,因此设计:出料板位于喷淋段下、 油气入口以上；隔热挡板在油气入口以 下，新鲜料进口以上；新鲜料进塔底36循环比  1.03新鲜料直接进加 热炉37最近国内设计的焦化分馏塔• 焦化分馏塔内人字挡板不再用减压渣油进行换热 和洗涤，而改用HCGO。

避免减压渣油量大时， 循环比过大，量小时又洗涤不充分的问题 • 分馏塔底设有焦粉过滤器，可过滤掉HCGO中的 焦粉 • 减压渣油换热后进加热炉进料缓冲罐，和部分 HCGO混合后作炉进料加热炉进料缓冲罐置于 原料缓冲罐上方，避免加热炉进料泵抽空 • 此流程具有灵活调节循环比的优点A8后38提高延迟焦化装置的适应性和灵活性39延迟焦化装置的灵活性• 增加装置的灵活性，做到可加工多种原料如高 酸值、高金属含量、高沥青质油，甚至加40-60% 脱油沥青的进料 • 按原油供应情况和市场需要轮换操作设计上考 虑既能加工产燃料焦的原料，也可加工产阳极焦 的原料装置可以升或降压操作，循环比可调节 • 装置处理能力具有一定范围的弹性 • 适应炼厂总流程要求，能最大量生产馏分油，增 产下游装置需要的原料，或最大量生产优质焦 • 可以处理炼厂废渣和不合格油前二条参考ptq2005年4季度刊40加工高酸值、高钙含量原料• 苏丹FULA原油酸值、钙含量很高，不宜用 常规炼油流程加工，决定原油进延迟焦化 采用大循环比操作方式 • 装置正常运转，但存在一些问题 • 用电脱盐、脱钙剂脱钙效果不理想 • 焦化装置采用防腐材料？但产品中仍有铁 离子 • 焦炭灰分超过规格41高酸值、高金属含量原油的加工42国内灰分不允许>1.2%43高沥青质含量原料的影响• 塔河外输重质原油的残炭、沥青质含量高,540oC+减压 渣油，收率44.2w%,残炭33w%,沥青质含量 28.4w%,这种原料易在焦化时生成弹丸焦 • 一般认为，康氏残炭(>22%) ,沥青质(>15%),胶质 低的原料易生成弹丸焦 • 弹丸焦对出焦带来不安全。

弹丸焦是2~5mm或大 一些（>25cm)球型焦 • 采用增大循环比（0.65),使塔河进炉料的残炭降低 到10%左右,沥青质降到8~9%装置可以安全运 转44我国塔河常压渣油的焦化沥青质/残炭>0.5,易出弹丸焦45国内装置采用HCGO定量循环 • 由于国内炼厂焦化装置的下游加工能力限制，及 柴汽比要求,需提高柴油产量,一般循环比控制在 0.4左右近期开发了LCGO循环，可减少循环比 ，减少焦炭生成，增加液收和柴油 • 下游加工装置对HCGO的沥青质含量和金属含量 有要求 • 减缓加热炉结焦,用调节循环比来延长开工周期 • 改善焦炭质量,如生产针状焦和高质量电极焦,需提 高循环比 • 对高沥青质原料,加大循环比,避免弹丸焦生成46A9下游应有加工HCGO的装置要有合 适的下 游加工 装置47炼厂污油加工• 污油水含量控制在5%以下，否则会发生泡 沫携带和塔盘的损害可用离心方法尽可 能除去污油中的水 • 脱水同时也脱出了氯化物，氯会使塔腐蚀 • 在开始出焦阶段，污油通过焦炭塔顶盖喷 嘴注在约430oC的焦炭上 • 注污油时，焦炭塔顶部温度不要低于288oC ，塔底温度不要低于221 oC。

4849镇海炼化的“三泥”直接注入焦炭塔• 50万吨/年焦化装置，每天控制处理“三泥”6~10吨/天  为解决“三泥”输送问题，要求泵的扬程在 200m以上  对液体产品质量影响不大，焦炭灰分有些 上升  能耗有所上升，如用离心机将“三泥”中的水 分除去，回炼效果更好50国内外延迟焦化装置的技术改造动向51延迟焦化装置的技术改造动向• 全球已有几百套延迟焦化装置，近期除少数地区 外，新建装置的比例变少，因新装置的投资相对 较高 • 不少炼厂重点放到改造现有装置上约有90%的 延迟焦化按燃料焦方式生产，装置的能力限制了 原油加工量的增长 • 原油变重，焦化原料增多，原料比重大，残炭高 焦化装置需要作适应性技术改造 • 现有的老装置需适应安全、环保和维修上的要求 它们是和装置的扩能或产品升级相联系原料变重，缩短周期问题52焦化装置要适应重质原料• 对重质原油，现尽可能从渣油中拔出减压 蜡油，供加氢裂化或催化裂化加工来生产 汽、柴油轻质燃料 • 延迟焦化加工深拔的减压渣油或掺脱油沥 青，对原油来说，焦炭产率比不深拔的减 压渣油低 • 延迟焦化可以用于上游原油生产，加工非 常规原油，如氢含量低的沥青油沙、重质 原油（比重0.89+）等5354液收63.6v%55国内掺脱油沥青的焦化数据A1056缩短操作周期增加装置的处理能力现在原油价格上升，成本增加情况下，多数炼厂考 虑技术改造  美国大多数四塔流程的焦化要加工占原油25-30% 的渣油。

技术改造重点考虑缩短焦化操作周期  生产燃料焦的延迟焦化装置占90%处理高残炭 、高沥青质含量原料生产燃料焦，生焦时间可达 10-15小时，但易生成弹丸焦；  生产电极焦生焦时间为12-24小时； 生产针状焦生焦时间是24-36小时57缩短周期，装置能力增加的幅度按原油能力增120%-135%,焦化能力增110-116%来 考虑 • 焦化装置18小时生焦周期缩短到15小时,设备上的 瓶颈不大缩短3小时，很少的投资可以提高装置 处理能力20%以上 • 如果从18小时减少到14或12小时，处理能力可增 高到50%• 一些有操作经验的2塔和4塔构成的装置，生焦周 期能持续运转在10小时585960？？？？从技术 上看国 内外差 别616塔流程62有部分操作 段有重叠， 需要添加额 外的放空和 焦炭处理系 统 冷焦和灌水639或10小时生焦和 18、20小时除焦的 3塔流程，比12小时 生焦的双塔焦化流 程有更高的处理能 力64现有装置改造,提高焦炭塔的容积• 加高焦炭塔高度，增大体积和空高，需考 虑顶部平台和管线改造 • 更换大的焦炭塔，可提高7%~10%容积 • 新增一对焦炭塔，对6塔装置可提高33%容 积，对4塔装置可。