340万吨灵活焦化可研

目录1 概述 (1)1.1装置规模及开工时数 (1)1.2装置组成 (1)1.3加工路线 (1)2 原料及产品性质 (2)2.1原料 (2)2.2产品规格 (2)2.3产品方案及用途 (3)3 物料平衡 (4)4 工艺技术选择 (5)4.1灵活焦化装置技术简介 (6)4.2低热值气体的应用 (8)4.3工艺流程简述 (9)5 装置的主要设备 (11)6 自动控制 (13)6.1工程范围 (13)6.2采用的标准、规范 (13)6.3控制规模和控制水平 (13)7 平面布置 (18)7.1装置布置 (18)7.2管道选材 (18)8 消耗指标和能耗 (21)8.1公用工程消耗 (21)8.2能耗 (21)8.3能耗分析 (22)1 概述根据全厂总加工流程安排，中国中化集团舟山1200万吨/年炼化项目需要建设一套灵活焦化装置（FLEXICOKING），规模340万吨/年。

340万吨/年灵活焦化装置加工来自常减压装置的减压渣油。

装置的主要产品有干气、液化气、焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油、少量焦炭及低热值气体（Flexigas）。

灵活焦化（FLEXICOKING）是ExxonMobil的专利技术，现在全世界共有5套灵活焦化装置在运行。

由于国内没有此类装置，与ExxonMobil的技术引进谈判工作尚未进行，本次可研的依据为ExxonMobil初始报价以及部分技术交流的内容。

1.1 装置规模及开工时数灵活焦化装置的设计规模为340万吨/年，实际进料为342.17万吨/年。

操作弹性为65%～105%。

开工时间为8400小时。

1.2 装置组成340万吨/年灵活焦化装置由反应（含反应器、洗涤器、加热器及气化器）、低热值气体脱硫（FLEXISORB SE）、分馏、吸收稳定等部分组成。

1.3 加工路线从常减压装置来的减压渣油在装置内的反应器、加热器反应生成焦炭和高温油气，高温油气经分馏、吸收稳定部分被分离为干气、液化气、焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油；焦炭在气化器中与水蒸气、空气反应，大部分焦炭被气化为低热值气体，少部分未反应的焦炭排出。

低热值气体经脱硫后送至系统作为燃料。

2 原料及产品性质2.1原料340万吨/年灵活焦化装置加工来自常减压装置的减压渣油。

减压渣油性质见表2-1。

表2-1 减压渣油性质性质数值密度（15℃），kg/m31045硫含量，w% 3.89总氮，w% 0.61残炭, wt% 25.5Ni, w ppm 100V, w ppm 2512.2 产品规格装置的主要产品有干气、液化气、焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油、少量焦炭及低热值气体（Flexigas）。

焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油简单性质见表2-2，低热值气体性质见表2-3。

表2-2 焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油简单性质切割点℃C5/150150/350 350/524994比重, kg/m3 737887硫含量, wt% 0.6 2.3 3.9氮含量, wt% 0.010.14 0.65残炭, wt% 1.0Ni0.140.36V37溴价 11665十六烷值 30.3378分子量 102194PONA LV%P 2215O 5929N 6 3A 145315/5 50 LV%Point，℃214519 850备注：数据来自ExxonMobil的初步报价。

表2-3 低热值气体性质低热值 (dry), kJ/kg 4865组成, mole%CO 23.6CO2 6.7COS 0.01H2 17.8H2O 3.0H2S 0.001N2 48.1CH4 0.8Total 100边界条件压力, barg 1温度, °C 38备注：数据来自ExxonMobil的报价。

2.3 产品方案及用途装置的产品用途如下：焦化干气→去脱硫装置液化气→去脱硫、脱硫醇装置；焦化汽油→去石脑油预加氢装置；焦化柴油→去柴油加氢装置；焦化蜡油→去缓和加氢裂化装置；低热值气体→作为燃料。

3物料平衡装置焦化部分物料平衡见表3-1,焦炭气化部分物料平衡见表3-2。

收率数据均来自ExxonMobil的报价表3-1 焦化部分物料平衡表名称 wt% kg/h t/d 104t/a一 原料1 减压渣油 100.0 407345 9776.3 342.17合计 100.0 407345 9776.3 342.17二 产品1 干气 5.83 23748570.019.952 液化石油气 4.23 17231413.514.473 汽油 14.81 603281447.950.684 柴油 11.39 463971113.538.975 蜡油 34.02 1385793325.9116.416 焦炭 29.72 1210632905.5101.69去气化部分合计 100.00 407345 9776.3 342.17表3-2 焦炭气化部分物料平衡表名称 kg/h t/d 104t/a 备注一 原料1 焦炭 1210632905.5 101.692 蒸汽+空气 604869 14516.9 508.09合计 72593217422.4609.78二 产品1 焦炭 325978.2 2.74产品2 酸性气+酸性水 33471.0 803.3 28.123 净化后低热值气体 689202.0 16540.8 578.93合计 725932 17422.4 609.784 工艺技术选择灵活焦化(Flexicoking)是在流化催化裂化和流化焦化技术的基础上发展起来的，它是由渣油流化焦化与焦炭气化组成的联合工艺过程。

灵活焦化适合于加工各种重质原料，不受原料质量限制，且加工费用不受原料中杂质含量的影响。

其原料可以为常压重油、减压重油、油砂沥青、重质原油、页岩油等。

灵活焦化过程可把99％的减压渣油转化为液体产品和低热值气体，剩余的1％为焦粉，焦粉中含有原料中99％的重金属。

渣油中大约95％的硫可以从焦化产品中用常规的脱硫及硫回收工艺进行回收。

ExxonMobil 公司渣油的62%是通过焦化进行加工的。

ExxonMobil自己的工厂中既有流化焦化和灵活焦化，也有延迟焦化。

世界上第一套流化焦化装置诞生于1954年，至今已有50多年的历史，目前正在运行的装置有7套；第一套灵活焦化装置诞生于1976年，至今已有30多年的历史，目前在运行的装置共5套，总的加工量约19万桶/天。

表－1 正在运行的灵活焦化装置公司所在地开工年份能力，kB/d Showa-Shell Japan 1976 24PdVSA Lagoven Venezuela 1982 65Shell Equilion California 1983 22ExxonMobil USA 1986 42ExxonMobil The Netherlands 1986 38开发灵活焦化技术的原动力主要是应付高油价。

在1970年到1980年石油危机时，石油和天然气价格居高不下，为降低燃料成本，开发了灵活焦化技术，目前在运行的5套灵活焦化装置全部是建成于1973年和1979年两次高油价前后。

1980年以后，由于油价持续走低，所以在20多年时间里，灵活焦化没有新建装置。

过去20年时间里，灵活焦化没有新装置诞生，但加工能力始终在增长中，加工运行技术始终在发展中。

近几年来原油价格持续走高，灵活焦化的优势又显现出来。

随着近3年世界范围内的油价高涨，天然气价格已上涨了8倍。

在世界范围内灵活焦化受到的关注越来越强烈。

现有12家企业正在洽谈建设灵活焦化，有一家正在做工艺包（能力22000BPSD，地点在希腊，工程承包商为Flour）。

加拿大油砂正在建设一个大型的流化焦化装置。

只有在低热值气体（热值约1100～1200kcal/Nm）能得到充分利用的前提下，选用灵活焦化才是可行的。

美国近20年基本没有新建灵活焦化的原因是：美国近20年基本没有新建炼厂，其大量的延迟焦化装置都是很早建成的。

美国的高硫焦耗量很大（主要用于电厂），历史上天然气又非常廉价，因此其过去发展和建设灵活焦化的经济动力并不充分。

根据中化舟山炼油项目全厂总流程的安排，需要新建一套340万吨/年的灵活焦化装置。

灵活焦化(Flexicoking)是ExxonMobil 公司的专利技术，在全世界只有5套装置在运行，国内没有此类装置。

由于缺乏对该技术的详细了解，本可研只能根据此前ExxonMobil的报价、技术交流以及有关资料介绍开展工作。

4.1 灵活焦化装置技术简介4.1.1 灵活焦化部分灵活焦化和延迟焦化一样，都能处理劣质减压渣油，灵活焦化对原料残炭的适应性可以到35％。

灵活焦化液体产品收率与延迟焦化基本相当，但干气及LPG和蜡油收率比延迟焦化高，柴油收率比延迟焦化低，焦炭收率略低。

灵活焦化实质上是流化焦化加上一个焦炭汽化器。

灵活焦化包括反应器、加热器和汽化器以及油气的分离等部分。

反应油气在洗涤器内分粗洗和精洗。

粗洗介质采用减压渣油原料，以迅速降低油气温度，避免结焦。

精洗介质采用分馏塔底油（重蜡油）。

因洗涤油流量较大，灵活焦化循环比不能为零。

推荐的液体产品的最高切割点是524℃。

再提高，其质量将很差，没法利用。

流化焦粒的粒径约100微米。

粒径靠调整气化器返加热器的焦量来控制。

反应器用低压高温蒸汽（经专用炉加热过热）进行流化，床层流化线速约1米/秒。

流化蒸汽在汽提段汽提吸附在焦炭表面上的油气，这对保证“冷”焦碳的“干”十分重要。

流化蒸汽对减缓反应系统结焦也至关重要。

为防止反应器旋分器入口结焦，有少量热焦直接送入旋分器入口。

装置负荷弹性最低可到65％。

荷兰装置的加工量已达到设计能力的200％（LPEC 有疑问），但三器和循环系统未做改动。

荷兰是最新的装置（建成23 年），运行管理也比较好，其低热值气主要是用在炼厂工艺炉上的。

焦粉输送介质为空气。

有专设的焦冷却系统。

从未出现不安全事项。

反应器内壁三年结焦4cm（1.5英寸），均匀结焦。

经三旋回收的焦炭颗粒直径在5微米以上，通常在10-20微米。

更小的焦炭颗粒要靠水洗除去（日本装置的水洗设计时间太早，有不合理之处。

后来设计的水洗可以保证后续胺洗系统正常操作）。

水洗系统和过滤系统完全封闭，没有任何恶臭排出。

过滤器是两台切换操作，同样完全密闭。

装置不设开工炉。

灵活焦化装置的首次开工需从其它灵活焦化装置购买一定数量的焦炭。

在开工时需喷燃料油。

焦油比约为20：1，确保在反应器焦粉完全返混的条件下，有足够热量迅速将喷在焦粒上的油滴加热和裂解并生成“干”焦，确保焦粒的流化性能。

灵活焦化在三个地方排出焦碳，第一点在加热器底部排出焦炭，第二点在三旋排出焦粉，第三点在水洗出排出更细的细粉。

可以通过在加热器底部卸出部分焦粉来平衡全厂燃气，这也是灵活焦化名称的来源。