Foster Wheeler公司选择性收率延迟焦化工艺SYDEC技术特点浅析.docx

Foster Wheeler公司选择性收率延迟焦化工艺 (SYDEC)技术特点浅析龚朝兵，管岳贵，周雨泽(中海炼化惠州炼油分公司，广东惠州，516086)摘要惠州炼油分公司(以下简称惠炼)420万吨／年延迟焦化装置为保证装置的长周期运 行，引进了美国Foster Wheeler(FⅣ)公司的选择性收率延迟焦化工艺(S1yI)EC)的工艺包本文 从惠炼延迟焦化装置各系统的特色、流程与控制特点、技术经济指标等方面简要介绍了SYDEC 工艺的技术特色，并对FW公司的设计与控制理念进行了简要分析装置平稳运行一年多以来， 各项技术指标达到设计要求FW公司的SYDEC焦化工艺技术特点鲜明，技术先进，对于提高国 内同类装置的设计与运行水平具有较好的借鉴作用关键词焦化；sln)EC；技术特点；设计；控制；理念全球常规原油变重的趋势明显，原油中减压渣油的含量逐年增高延迟焦化工艺作为 重要的脱炭工艺，由于技术成熟、渣油转化率高、原料适应性强、生产成本低，被广泛用于重 油深加工据美国EIA(Energy Information Agency)统计，延迟焦化在世界渣油改质中约占 三分之一[1]随着原油质量的变差变劣，重质、含硫、含酸、高金属、高残炭等原油的增加，延 迟焦化更显得愈来愈重要。

石油炼制专家认为延迟焦化工艺在当前乃至今后一个时期仍是 渣油加工的主要手段L2‘3J近年来，延迟焦化工程技术进展主要为：大型化、灵活性(原料、产品、产率、质量)、操作 性、安全性以及设计改进性[4]目前延迟焦化技术已经比较成熟，但焦化的专利商及炼油公 司仍在不断改进技术以便改善产品分布，提高处理量，降低焦炭收率，提高自动化控制水平 和安全性，减少污染目前，世界上焦化技术主要专利商有ABB Lummus、Conoco／Bechtel、 Foster Wheeler、Kellog Brown&Root、Lurgi和Petrobras等惠炼延迟焦化装置规模为420万吨／年，采用“两炉四塔”的大型工艺化路线，引进美国 FW公司的工艺包，是国内引进的第一套延迟焦化装置选用Fw公司的可调整产品收率的 SYDEC8M(Selective Yield Delayed Coking)工艺，设计方案为最大化液体收率，生产极性焦， 同时限制蜡油产品的收率在15％～20％，其质量满足下游蜡油加氢裂化装置的需要FW公司作为主流的焦化专利商，其设计与控制理念与国内焦化装置有一些不同，在流 程及开工上与国内常规焦化存在许多差异。

因此，对FW公司的SYDEC工艺进行分析，对 国内同类型焦化装置的设计与操作不无裨益r1延迟焦化装置各系统设计特点惠炼延迟焦化装置主要设计参数见表1表I惠炼延迟焦化装置主要参数硬，琶j囊I|蕾：囊霉蛩潦蔑j l lj．|i?一攀睁惫彀蠢一；÷j；加工量／(t／k)500 525原料中残炭／％16．2315．2原料中沥青质／％1．4原料中硫含量／％0．46O．33馏程／℃>545>540液收／％>6574．5焦炭产率／％26．222．03生焦周期／h18 18循环比O．2～O．40．2～O．3加热炉出口温度／℃507～513508～510焦炭塔顶压力／MPaO．15O．12～O．15分馏塔底温度／℃317 32210sler≤heeler公司选择性收率延迟焦化工艺^∞YDECv技术特点浅析 能耗／(万卡／吨原料)38．2736．17采用较短的生焦周期可体现装置的设计水平美国经常采用的是16～18 h，惠炼焦化采 用18 h生焦周期，比国内焦化通常采用的20～24 h生焦周期短由于实际切焦时间比设计 时间减少，惠炼焦化除焦周期最少可缩短至16 h惠炼焦化焦炭塔的循环周期见表2表2焦化焦炭塔除焦周期，j‘j豢作妻馥’t。

≤◇臻j誉潮嚼镧霹蠢垂蠢赫鬟i i誊拿j+羹繇囊黼褥蘑二誊囊，≤．．一 -．j．．_加热炉采用FW公司的专有设备双面辐射阶梯炉，采用多点注水、双向烧焦和清焦 技术加热炉的连续运行周期不少于660天，热效率不少于90％每台加热炉共有6个辐 射室，共用一个对流室，每一辐射室有独立的流量和温度控制装置正常生产时加热炉一般使用清焦技术，当加热炉结焦严重且清焦困难时，停炉进行蒸汽空气清焦延惠炼焦化的加热炉出口温度较高，设计温度为507～513℃，实际温度控制508，---510℃， 迟 焦比国内设计控制的496～500℃提高将近10℃，提高炉出口温度可增加液收当压力和循环 化生比一定时，相对于新鲜原料，温度每增加5．6℃，液收会增加1．1％ 产技装置开工以来加热炉分别于2009年6月和8月，2010年1月和6月进行了四次清 术焦，第一次清焦在FW专家的指导下进行，以后的清焦系采用优化后的程序自主进 进 展行由专利商所提供的清焦程序首次应用时效果一般，后经过集体商议，加大炉出口温度的变化范围，在接下来的清焦过程中均取得理想的效果2009年8月加热炉F102清焦程 序完成后，炉管表面温度平均下降约60℃，清焦的典型数据见表3。

表3加热炉F102清焦后6路炉管表面沮度变化1．2焦炭塔焦炭塔采用大直径，规格为西9 800×23 900(切)，焦炭塔体母材采用SA387一llCL．2+ 410S焦炭塔外保温采用经改进的背带式保温结构，减少了焦炭塔的热损失，提高了保温的 使用寿命裙座与壳体结合部位采用了锻焊结构，这种结构有效地避免了裙座处裂纹的产 生，提高了焦炭塔抗疲劳破坏的能力由于塔径较大，故高压水泵出口压力相对较高，达 34．5 MPa为了减小焦炭塔的应力，FW公司采用步阶冷焦法，即首先采用较低的冷焦速度，然后逐 步提高；惠炼采用的方式为每10分钟提高约10 t／h，给水采用自动控制进料采用水平侧向 单管进料，此系国外采用塔底大闸板阀的焦炭塔常用的方式，缺点是塔体较易产生倾斜惠 炼焦化最初给水量采用FW公司提供的46 t／h，后来发现塔体倾斜严重，调整为24 t／h；但由 于原料性质变化有时存在给水不畅现象，后来优化为32 t／h左右[5]，根据处理量大小初期给 水量在32 t／h的基础上适当增减，基本解决了给水不畅的问题，塔体倾斜基本保持平稳焦炭塔安全空高一般为塔顶切线离泡沫层顶部的距离，国内设计的焦炭塔安全空高一 般为3～5 m，国外焦炭塔的安全空高一般为2～3 m，惠炼焦化焦炭塔安全空高取2,-一3 m，以 提高焦炭塔容积利用率。

焦炭塔内气速国内一般控制≤o．15 m／s，惠炼焦化油气线速一般为0．21 m／s通过一 个月(2010年3月17日至4月17日)的监控，汽柴油机械杂质基本在0．01％以下从分析 结果来看，汽柴油焦粉颗粒携带基本正常FW公司通过优化设计，将焦炭塔操作压力设计为0．15 MPa，正常操作压力在(0．12～ 0．14)MPa，低于国内通常操作压力(o．15---0．20)MPa，通过降低操作压力可增加液收焦炭 塔压力每降低0．03 MPa，液体体积收率增加1．3％，焦炭收率降低1％惠炼焦化焦炭塔顶温度高，一般在454～460℃，经过急冷油冷却后焦炭塔顶温度设计为≤454℃，后来发现焦炭塔顶存在结焦，改为控制430℃左右，比国内常规的控制415～ r420℃偏高优点是由于油气线温度较高，液收相对较高，分馏塔底热量较充分，但如果操作 不好，大油气管线相对较易结焦焦炭塔顶急冷油喷嘴经改装后，油气出口清焦周期基本在 4～5个月左右与国内焦炭塔通常采用的溢流冷焦方式不同，惠炼焦炭塔采用泡焦冷焦方式[6]泡焦冷 焦工艺流程简单，但存在塔顶汽化蒸汽的污染，缓解污染的方式是在焦炭塔顶盖机打开前于 焦炭塔顶部喷入备用冷焦水，缺点是增加了劳动强度。

由于惠炼焦炭塔塔径较大，达∞800， 放水时温度较高，一般在120℃左右，由于冷焦不均匀，可能存在冷焦不透现象，对切焦器钻 头有一定损害，操作上可通过初期优化给水及适当延长冷焦时间加以改善1．3分馏分馏塔底内件采用特殊设计，防止焦粉沉积，同时塔底油部分热循环，通过过滤器除去 焦粉值得注意的是一台立管式过滤器，位于偏离分馏塔中心线的位置上，过滤后再进入辐 射泵单元，以最小化的阻止焦粒进入辐射泵原料渣油通过分配环进入分馏塔底部，设计为 搅动油层及最小化的焦炭形成存在于分馏塔底部的焦粒，通过循环系统连续地移出塔外该系统包括循环过滤器及 循环泵滤后油直接进入辐射泵的人口以阻止在分馏塔内形成焦炭国内设计分馏塔底温度一般在350---370℃[7]，惠炼焦化分馏塔底设计温度控制317℃左Fo∞．【01＼^『}1$可公司选择性收率延迟焦化工艺^∽YDECv技术特点浅析 右，优点是可以减少塔底结焦，缺点是加大了加热炉的热负荷，增加了能耗塔底温度可优 化控制在330℃左右1．4放空冷焦水焦炭塔的吹汽放空采用塔式油吸收接触冷却工艺技术，放空塔底油和甩油冷却采用空 冷冷却，避免国内常用的水箱冷却产生的对环境的污染。

放空系统产生的不凝气在压力超 高时进火炬，正常时进分馏塔顶分液罐回收利用，但缺点是小量给水时由于水快速汽化会造 成分馏塔顶压力波动，操作上需提前调节以减缓压力波动与国内的冷切焦水分开处理的工艺不同，惠炼焦化冷切焦水系统采用了一体化技术[8]， 即冷切焦水共用一个敞口的冷切焦水罐，排向焦池的冷切焦水经沉降分离后由泵提升至冷 切焦水罐储存供循环使用冷切焦水系统采用了FW公司的典型设计：将冷焦水和切焦水 均排至焦池／迷宫经过一年多的实践运行，怜焦水的隔油处理很成功，装置空气污染经检 测结果较轻但由于冷焦后温度较高，在开顶盖和初期放水时存在一定污染，可通过改善冷 焦效果、塔顶喷入备用冷焦水及溜焦槽处增加喷淋系统来加以改进1．5压缩机与吸收稳定焦化富气采用压缩和双塔吸收的工艺方案焦化富气压缩机采用凝汽透平驱动离心式 压缩机，压缩机两级出口均设有水洗涤惠炼焦化吸收稳定部分的设计相对简明国内汽油吸收塔顶部漉程一般为粗汽油与稳 定汽油分别进入，粗汽油进第3层，稳定汽油进第1层惠炼焦化汽油吸收塔顶部流程为粗 汽油与稳定汽油汇合后迸人第1层惠炼焦化吸收塔无中段回流，但操作压力较高，采取以高压提高吸收效果。

汽油吸收塔无液位控制，没有吸收塔底泵稳定塔只有一个进料口，没延 有稳定塔进料泵，稳定塔进料系自压进入，故障时利用稳定汽油泵作为备用泵 迟 焦 化 生产 2焦化流程和控制特点技 术 进2．1流程特点 展 惠炼延迟焦化装置在流程及开工上与国内常规焦化存在许多差异为了便于比较，选 取集成了国内设计特点的青岛炼化作为比较对象[9]青岛250万吨／年延迟焦化装置于 2008年5月投产，由中国石化工程建设公司(SEI)设计，装置设计采用了具有自主知识产权 的劣质延迟焦化技术，绝大部分设备实现了国产化与青岛炼化焦化装置能回炼“三泥”不 同，惠炼焦化装置按照FW设计一般不处理诸如淤浆注入、废液处理或催化油浆等原料1)分馏塔流程优化 国内的焦化分馏塔通常回流多、流程复杂惠炼焦化分馏塔不设塔顶循环回流和中段回流，用汽油回流控制塔顶温度，用柴油下回流控制柴油干点其特点是简化了分馏系统的 流程，减少了分馏系统设备台数和占地，减少了分馏塔的塔板数量，降低了分馏塔顶部结盐 的可能性惠炼焦化分馏塔侧线抽出和返塔无器壁阀，好处是减少了腐蚀开裂的可能性，缺点是不 便于吹扫与切断2)开工时焦炭塔逆向油气预热 国内焦化装置在开工时设有单独的焦炭塔预热线，具体流程是加热炉出口油品全部沿开工线到焦炭塔顶，高温油品自上而下通过焦炭塔进入甩油罐，气体在焦炭塔内闪蒸去分馏 塔，液体自甩油罐由泵抽出去水箱冷却器。

流程示意为：加热炉一四通阀一焦炭开工线一焦 炭塔顶一焦炭塔底一甩油罐一甩油泵一水箱一原料罐一原料泵一分馏塔一辐射泵(或开工 泵)一加热炉惠炼焦化在开工时没有单独的焦炭塔预热线，而是利用加热炉出口到大油气管线的气化油 气逆向预热。