焦炭塔上进料方式对延迟焦化过程的影响

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延迟焦化原料及工艺对针状焦成焦的影响研究

延迟焦化原料及工艺对针状焦成焦的影响研究

我国是世界上煤炭资源的消耗大国,随着社会的进步发展整个国家对煤炭资源的消耗也在不断增多,但是不管是从企业还是从国家发展情况来看,大家都没有认识到煤炭资源紧缺的历史局面,在煤炭资源资源利用的过程中针状焦是一种不经常使用的工艺形式,在这类工艺形式的作用下能够打造出功率比较高的电极,从而更好的满足各个领域的生产需要。

为此,文章结合针状焦的生产加工工艺流程,着重分析延迟焦化原料及工艺对针状焦成焦的影响。

一、针状焦的基本生产加工流程1.采取措施加强对原材料的加工处理。

在固体煤炭转变为煤焦油的过程中往往需要进行必要的加热处理,而焦油加热处理会产生一定的化学反应。

为了能够提升分子强度需要对不经意加工过程中产生的平面分子进行分析,避免在各个球体打造的过程中出现较大的张力。

2.原材料处理的过程。

在原材料加工操作过程中想要满足以上条件是十分不容易的。

在具体实施操作的时候一方面要对热处理加工工艺环境进行控制,确保每一项指标成分达到规范的标准。

另外一个方面在实施热处理的时候还需要注重关注外部环境,合理把控外界温度,确保得到的原料油能按照人们的预期焦化。

3.延迟焦化工艺。

煤系针状焦焦化的过程是以炼油厂老的延迟焦化工艺作为基础的,在具体操作中延迟焦化是由一个分馏塔和一个焦化炉组成的,原料在被送到分馏塔之后会经过最低端的水泵,在其中会将精制沥青进行高温加热处理,加热温度在510摄氏度左右,之后送入到焦炭塔中,在焦炭塔中460摄氏度环境下放置六个小时之后气体从焦炭塔顶部出来重新进入到分馏塔中。

分馏塔将获得的气体送入到燃料气系统中,气体在缩聚反应下形成焦炭,从而得到焦化煤气。

4.煅烧工艺。

在焦化它内部生产的生焦需要进行更加深入的加热处理,从而使得针状焦的各个理化指标和导电性能够符合相关材料的规范标准。

在一般情况下燃烧温度越高最终得到的生焦质量越高。

二、延迟焦化原料对针状焦成焦的影响1.材料元素构成对针状焦性能的影响。

各个元素综合配比成分对针状焦的性质会产生不同的影响。

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炉 管 结
口 控 制

500 ℃
延迟焦化影响因素
三、反应压力的影响
延迟焦化的目的是希望多产馏分油而少产焦炭。压力较高时对热 裂解反应是不利的,而有利于缩合反应。
较低的压力下焦炭 产率较低。 一般焦炭塔的操作 压力为 0.15~0.17MPa。
延迟焦化影响因素
四、循环比的影响
循环比:焦化分馏塔内一部分比焦化馏出油重的循环油量与原 料油量的比值。
课程:石油炼制运行与操控
知识点:延迟焦化影响因素 江苏省高校品牌专业——石油化工技术
延迟焦化影响因素
原料
分馏塔
产品
分馏塔
加热炉 焦炭塔
延迟焦化影响因素
一、原料对延迟焦化的影响
1、原料的性质 延迟焦化的产物分布与原料的性质有密切的关系。
(1)与原料残炭值关系:
焦炭产率与原料残炭值直接相 关,一般情况下约为原料残炭 值的1.5~2.0倍。
焦化蜡油与焦炭的产率降低,焦炭的挥发分降低。
加 热 炉 出 口 温 度
焦 炭 塔 温 度





















延迟焦化影响因素
二、反应温度的影响 (2)加热炉出口温度控制是延迟焦化生产重要操作因素。
加热炉出口温度受到加热炉加热负荷的限制,同时过高的温度使炉管易于
结焦,影响开工周期; 实际生产中加热炉出口温度一般控制在480~515℃内,根据不同的原料确 定加热炉出口温度,残炭值较高的原料,加热炉出口温度应较低。
%
50 45

延迟焦化装置焦炭塔油气携带焦粉原因分析及对策

延迟焦化装置焦炭塔油气携带焦粉原因分析及对策

延迟焦化装置焦炭塔油气携带焦粉原因分析及对策摘要:由于延迟焦化装置特殊的工艺特点,焦炭塔顶部携带大量焦粉,不利于装置长周期运行,本文从焦炭塔油气线速、焦炭塔顶温及压力、焦炭塔安全空高和泡沫层高度、焦炭塔吹汽量、加热炉出口温度、分馏塔底循环回流量等方面进行原因分析,提出优化措施,减少延迟焦化装置焦炭塔油气携带焦粉的问题,保证了装置的长周期平稳运行。

关键词:延迟焦化装置焦粉焦炭塔优化长周期前言某公司延迟焦化装置始建于2004年12月,装置原料为减压渣油、催化油浆以及脱油沥青的混合油,主要产品为净化干气、液化气、汽油、柴油、蜡油、焦炭等,采用一炉两塔工艺路线。

焦炭塔油气携带焦粉至分馏塔,焦粉在分馏塔底沉积或进一步被携带到干气、液化气、汽油、柴油、蜡油中,进而在换热器、容器和各塔器中沉积。

严重影响装置的长周期安全运行。

另外,焦粉沉积在阀门,造成阀门难以完全关闭,还会造成管线冲蚀、机泵叶轮磨损等情况,造成介质泄漏。

焦粉进入下游装置,还会对下游装置平稳运行有一定的影响。

2019年6月14日延迟焦化装置分馏塔底循环油流量突然下降,机泵出现抽空现象,检查发现焦粉已将循环油过滤器入口堵住,造成机泵抽空,6月过滤器内焦粉情况如图1。

图16月过滤器内结焦情况1焦粉携带原因分析油气携带焦粉进入分馏塔主要有以下原因:1.1 焦炭塔油气线速焦炭塔油气线速不仅与原料性质有关,而且与操作条件有关,其理论计算公式为V=0.048×C×[1]V——焦炭塔内气相线速,m/s;1——泡沫层密度,30~100kg/m3;2——油气密度,5~6kg/m3;C——系数,0.8~1.0。

在延迟焦化装置中,影响油气线速的主要因素有处理量、循环比、加热炉注汽量、小吹汽量。

一般情况下,装置处理量越大,焦炭塔内油气负荷越大。

焦化的循环比增大,焦炭塔内相应的气相负荷也随之增大,油气线速提高。

为了减少焦化加热炉炉管结焦,通常使用注射法将蒸汽注入炉管,控制炉管中的物料停留时间。

延迟焦化焦炭塔顶大油气线结焦原因及应对措施

延迟焦化焦炭塔顶大油气线结焦原因及应对措施

延迟焦化焦炭塔顶大油气线结焦原因及应对措施赵玉林(玉门油田分公司炼油化工总厂甘肃玉门735200)摘要:玉炼50万t/年的延迟焦化装置加工原料为减压渣油,原料设计残炭值为18。

自2016年常减压车间实施减压深拔加工工艺后,使得焦化原料性质急剧恶化,渣油残炭值等各项指标均超过设计值,加之同时回炼水处理污油合力之下带来一系列不利影响,其中,以焦炭塔顶大油气线出口处结焦加速最为明显,严重影响装置日常安全生产。

本文结合现场实际,通过原料性质、回炼污油方式等多个方面,深入分析导致结焦加速的原因,并针对具体原因给出了具体解决措施及建议,使得焦炭顶大油气线结焦速度得到有效控制。

关键词:延迟焦化大油气线急冷油措施中图分类号:TQ506文献标识码:A文章编号:1674-098X(2022)02(b)-0041-04 Coking Causes and Countermeasures of Large Oil and Gas Line on the Top of Delayed Coking Coke TowerZHAO Yulin(Oil Refining and Chemical Plant of Yumen Oilfield Branch,Yumen,Gansu Province,735200China) Abstract:The processing raw material of Yulian's500000t/a delayed coking unit is vacuum residue,and the design carbon residue value of the raw material is18.Since the implementation of vacuum deep drawing process in the atmospheric and vacuum distillation workshop in2016,the properties of coking raw materials have deteriorated sharply,and various indicators such as residual carbon value of residue have exceeded the design value.In addition,a series of adverse effects have been brought under the combined force of waste oil treatment of recycled water. Among them,the coking acceleration at the outlet of the large oil and gas line on the top of the coke tower is the most obvious,which seriously affects the daily safety production of the bined with the actual situation of the site,this paper deeply analyzes the causes of coking acceleration from the aspects of raw material properties and waste oil recycling methods,and gives specific solutions and suggestions for specific reasons,so that the coking speed of the oil-gas line at the top of coke can be effectively controlledKey Words:Delayed coking;Large oil and gas line;Guench oil;Measure焦炭塔是焦化热裂解及缩聚反应的主要场所,作为延迟焦化装置的关键设备,其操作是否平稳、运行是否正常决定了装置能否长周期开炼。

延迟焦化技术问答

延迟焦化技术问答

延迟焦化技术问答延迟焦化技术问答1、延迟焦化:渣油以高流速通过加热炉管,急速加热到进行深度反应的温度495—500℃,然后立即进入焦炭塔内停留足够时间来进行热分解和缩合反应。

因为焦化反应不是在加热炉管内而是延迟到焦炭塔内,延迟焦化因此而得名。

2、循环比:循环油与新鲜进料的比值。

3、循环油焦化油气和原料在分馏塔底进行换热,油气中被冷却下来的重组份叫循环油4、焦炭挥发份在实验条件下,将焦炭隔绝空气加热升至800℃,30分钟所减轻重量占总重量的百分数。

5、生焦周期焦炭塔从切换生产到切换处理所用的时间。

6、单位骤冷因数单位骤冷因数就是水骤冷因数=水骤冷时间(min)/焦炭产量(t)。

7、什么叫加热炉的热负荷?一小时内传给油料(或其它流体)作为加热、蒸发或反应所需的热量,即加热炉被有效利用的热量,即为炉子的热负荷(单位是kW),热负荷的大小表示炉子生产能力的大小。

8、加热炉的有效热负荷加热炉炉管内各种物料升温、汽化、反应等所需要的总热量就叫加热炉的有效热负荷。

9、炉管表面热强度单位面积炉管(m2)在单位时间内(h)所传递的热量即为炉管表面热强度,其单位是瓦平方米(W/m2),按炉管在加热炉内所处部位不同,分为对流管热强度和辐射管热强度两种。

10、加热炉的热效率加热炉炉管内物料所吸收的热量占燃料燃烧所发出的热量及其它供热之和的百分数即为加热炉的热效率。

它是表明燃料有效利用率的一个指标,是加热炉操作的一个主要工艺参数。

通常以符号“η”表示。

11、过剩空气系数实际进入炉膛的空气量与理论计算所需的空气量之比。

12、炉膛热强度单位体积单位时间炉膛所传递的热量。

13、回火当瓦斯、空气混合物出火嘴时的流速低于火焰的传播速度时,火焰回到喷咀内部燃烧的现象。

14、对流传热对流传热是指借液体或气体质点互相变动位置的方法,将热量自空间的一部分传到其他部分的传热方式15、辐射传热辐射传热是一种由电磁波来传递能量的传热方式,热能不借任何传递介质。

延迟焦化装置焦炭塔周期性切换操作波动的原因及对策

延迟焦化装置焦炭塔周期性切换操作波动的原因及对策

一、焦炭塔切换周期内操作波动的原因分析1.换塔前新塔预热温度偏低焦炭塔的预热过程为:新塔赶空气、试压合格后,关闭脱水隔断阀,缓慢打开新塔瓦斯阀,将老塔油气引入新塔,待新塔压力与老塔压力接近平稳之后,全开新塔瓦斯阀,将底部甩油改去放空,待底部温度上升至170℃以后,再关底部放空阀,全开甩油去甩油罐阀,再逐渐关小瓦斯总阀,建立瓦斯循环,甩油罐甩油去原料罐或分馏塔回炼,在换塔前,新塔底部温度,要求达到330℃以上,塔壁温度在280℃以上。

但是有时预热一段时间后,温度很难升上去,主要是预热的时间不够,新塔不能得到有效的预热循环,造成温度偏低;进料线有焦,焦炭塔的油不能放下来,多数因除焦不净,新塔预热后焦块掉下来堵住进料热偶引起,造成油气循环量小,温度不能上涨;过滤器堵,也会造成焦炭塔预热不畅,焦炭塔底部的油不能放到甩油罐,油气无法进一步的循环,焦炭塔的温度得不到提高。

2.预热速度过快有时受到除焦系统的影响,预热的时间不够,为了抢时间,加快了预热的速度,预热时间从正常时5小时减少到4小时左右,预热时间缩短了近1小时,由于预热不充分,从而导致热量的不均衡,操作的紊乱。

同时速度的加快,油气量变化太快,将影响去分馏塔的油气负荷,蒸发段温度下降较多,上部回流控制阀必须关小才能保证蒸发段温度,由于上部回流量减少与进料的换热少,分馏塔底温度过低,原料进加热炉温度下降,大大加剧了加热炉的热负荷,操作的调整难度加大。

3.油气线结焦,预热油气量不够有时因急冷油注入问题或油气线速过高、焦高太高,引起油气循环线结焦或堵塞,有新塔顶温度上不去的现象。

在新塔预热油,顶温升不高,影响到焦炭塔预热速度,焦炭塔顶压力也超高。

二、优化焦炭塔切换周期内操作的对策1.吹扫彻底,确保预热流程通畅在除焦班进行除焦时,外操现场开汽吹扫进料短管,并检查短管内无焦粒、焦粉方停汽,这样保证了预热时进料短管内无焦堵。

在除焦班除完焦后,要求除焦人员扫尽焦炭塔内壁的焦粉,铲除清理焦炭塔塔底盖焦粉后方可上短管,以保证在预热时无焦粉落入塔底堵塞进料线。

延迟焦化成焦周期对焦炭收率和质量的影响

延迟焦化成焦周期对焦炭收率和质量的影响

系 , 3是 焦 炭 真 密 度 、 含 量 及 灰 分 与 成 焦 时 间 图 硫
的 关 系
表 1 原 料 油 性 质
密 度 (0 ) g tl 2 ℃ / ・i一 l 09 97 8 族组 成 , %
为 了 模 拟 工 业 延 迟 焦 化 的 生 产 情 况 , 察 焦 考 化原 料 在 焦 炭 塔 内 停 留时 间 ( 成 焦 时 间 , 即 成 即 亦
运 动 粘 度 (0  ̄ / 1j s 10C)nf ・ ~ I !
残炭, %
326 9 .
l 7 5.
饱 和烃
芳 烃
17 9.
4 . 54
焦 周 期 ) 焦 炭 质 量 的 影 响 , 立 了 模 拟 试 验 装 对 建
置, 图 1 示。 如 所
灰分 , % 硫含量, %
图 1 拟 试 验装 置流 程 模
l 焦 化 反 应 塔 ;一 f 控 制 阀 ;一 冷 凝 冷 却 器 ; 一 2 力 3 4 液 卡 油 lt 收 罐 ;- ( 流 f ;-- 电 偶 一 日 “接 i l 5 体 丧 6-热
低 的速 度 减 慢 , 7h后 焦 炭 收 率 基 本 维 持 不 变 。 到 焦 化 反 应 从 开 始 到4 h 段 时 间 非 常 剧 烈 , 部 分 这 大 原 料进 行 了 反 应 , 反 应 尚 不完 全 , 有 一 部 分 难 但 还 于 反 应 的 原 料 如 部 分 芳 烃 、 质 和 沥 青 质 没 有 发 胶 生 反应 , 进 一 步 提 供 热 量 及 足 够 的 停 留时 问 使 需
后计算 物料 平衡 , 分 析焦 炭挥发 分 、 密 度 、 并 真 硫
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第 8期

延迟焦化生成弹丸焦的原因及对策

延迟焦化生成弹丸焦的原因及对策

延迟焦化生成弹丸焦的原因及对策摘要:随着国内焦化原料油劣质化,对渣油吃干炸尽的要求不断提高,为提升经济效益,延迟焦化装置卡边操作、高苛刻度运行,装置产出弹丸焦的几率越来越大,如何预防产生弹丸焦已成为炼油企业迫切需要解决的一项技术难题,本文结合中石化炼化企业焦化装置运行情况和笔者自身工作经历,对弹丸焦生成的现象、机理与危害影响进行总结,综合分析研究产生弹丸焦的原料性质、操作条件,并提出防弹丸焦发生的有效措施,为炼油企业加工劣质原油少产弹丸焦起到一定的参考作用。

关键词: 延迟焦化弹丸焦对策由于加工原油性质的逐步变差,延迟焦化的原料也日益劣质化。

主要体现在原料密度大,粘度大,残炭值高,酸值高,胶质、沥青质含量高,硫含量高,重金属含量高等劣质原料在实际生产中时不时产生弹丸焦,严重影响装置的正常运行,还给焦炭用户带来危害,因此有必要对弹丸焦生成的原因、现象,以及预防措施进行探讨分析,从理论研究到生产实践找出切实可行的方法来预防弹丸焦的生成。

一、弹丸焦的影响与危害1.弹丸焦形成的机理在日常生产中,延迟焦化装置主要是加工减压渣油时生成的焦炭,是一种弹丸焦与海绵焦的混合固体。

生成海绵焦的原因是原料油中沥青质与杂原子的含量相对较低,当含量较高的时候相应的质量越来越差,产生弹丸焦的几率也就相应增大。

一般情况下,弹丸焦都是一些2~5mm的小球,有时也会达到排球大小,都是致密的低孔隙小球的聚集体。

如表1中的焦炭均选取自同一延迟焦化装置的焦堆,数据表明两者在孔隙度和硬度上有显著差别。

表1 海绵焦与弹丸焦的物理性质项目海绵焦弹丸焦备注焦炭的挥发分/%10.29.6表现密度/(g/cm3)1.791.83100~15um19715~0.1um48260.1~0.014um161100~0.014um8343硬度(HGI)727在焦化的反应过程中,焦炭的形成途径是在减压渣油热转化过程中,例如图1所示,渣油四组分中的芳烃在高温下,经过芳烃——胶质——沥青质——炭质沥青质过程,最后形成炭质沥青质。

延迟焦化焦炭塔系统

延迟焦化焦炭塔系统

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新塔预热时顶温上不去
原因 ①预热油气量太小 ②油气循环线结焦或堵塞 ③温度测量或指示故障 ④塔底油甩不出去
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22
新塔预热时底温上不去
原因: ①塔底进料线被焦堵塞 ②甩油泵不上量 ③甩油线流程有误 ④D106底过滤器堵塞
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冷焦水给不进去或进水量很小
原因: ①换塔是吹汽不及时或汽量太小,造成粘油
延迟焦化焦炭塔
平常操作及异常处理
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1
生焦操作
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除焦操作
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3
除焦操作
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除焦操作
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二 、焦炭塔的塔体变形、开裂及可 能产生的腐蚀
(一)焦炭塔塔体变形
• 焦炭塔塔体由于长期处于冷、热交变的操
作下,受热应力影响,易发生塔体鼓胀变
形,经对国内八家炼厂的焦炭塔进行调查
(88年秋)有5家有明显变形,变形部位多在
塔体下部,塔壁径向鼓凸,呈糖葫芦状。
塔壁的鼓凸变形过程如下图。
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焦炭塔塔壁变形示意图
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胜利炼油厂3号焦炭塔塔壁变形的 检查结果
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塔体变形的规律
• 一般规律是环缝处直径小,而环缝之间直

延迟焦化运行常见问题

延迟焦化运行常见问题

2.3确定最佳的急冷油注入位置
在早期的设计中,一 般在大油气线出口加 三条急冷油注入线, 管径大多是DN25,斜 插入大油气线中,如 图所示:
• 经过各炼厂焦化装置长 期的经验总结,提出了 一系列行之有效的方法。 如在油气管线上加法兰, 当油气管线结焦时可以 拆掉清焦。有的在油气 出口管线上加过滤器。 还有一种比较好的注入 方法,将急冷油注入油 气刚出焦炭塔的根部, 而且急冷油管线也增大 到DN40,有的采用斜插 式注入,有的采用内置 环行喷雾管注入,均可 有效的防止了油气线结 焦。见图
1.3 加热炉出口温度
加热炉出口温度是焦化反应最关键的操作参数,它 直接影响到焦炭塔内泡沫层的高度。炉出口温度越高,焦 化反应越剧烈,深度越深,泡沫层的高度越低。反之,泡 沫层的高度就越高,易雾沫夹带,使泡沫状焦粉带入油气 管线而引起结焦。图-3表示三种减压渣油炉出口温度与 泡沫层高度的关系。
1.4 加热炉炉管注汽(注水)量
2、掺炼催化油浆使分馏塔底循环过滤器堵塞
• 催化油浆中的催化剂固体粉末除在原料换热器内沉积外, 另一重要沉积点为焦化分馏塔底,由于底循环运转的作用, 该固体粉末最终沉积在底循环过滤器内。自从2003年10 月份掺炼油浆以来,焦化分馏塔底循环过滤器经常堵塞, 导致底循环泵提不起量,常常用蒸汽反吹扫,仍难以奏效, 只好拆开清理,仅11月份就拆开清理3次,拆开后发现过 滤器内含较多焦粉与催化剂粉末混合后的粉状、块状物, 堵塞严重。而在第一开工周期期间(该期间基本未掺炼催 化油浆)该过滤器未曾因堵塞拆开清理过,这进一步验证 了大比例掺炼油浆是导致底循环过滤器堵塞的主要原因。
1.6 焦粉(或泡沫)的夹带
焦炭塔焦粉(或泡沫)的夹带量大小主要与塔内的油 气线速及安全空高有关,在确定焦炭塔直径时一般按 小于允许线速度计算,当装置处理能力提高时,油气 线速增大,容易导致焦粉和泡沫不能沉降而带到油气 线内,导致管线内结焦。

渣油热加工—延迟焦化主要影响因素

渣油热加工—延迟焦化主要影响因素
循环比对焦化过程的产物分布及产物性质有较大的影响。
延迟焦化影响因素
四、循环比的影响
循环比增加,焦化汽油、焦化柴油的产率也随之增加, 而焦化蜡油的产率随之降低,焦化气与焦炭的产率则 增加 。
想少产焦炭,多产馏分油,就应采用较小的循环比 。










焦 化 气 、 焦 炭

焦 化 蜡 油
小 的 循 环 比
料中的硫含量。 (2)原料密度:密度较大的原料,焦炭产率也比较高。 (3)焦化原料组成:要想得到优质针状焦炭,则需要用热裂化渣油、催化 裂化澄清油、糠醛抽出油、乙烯焦油作为焦化原料。
延迟焦化影响因素
二、反应温度的影响 (1)加热炉出口温度是延迟焦化的重要操作参数。
加热炉温度越高,焦炭塔中的温度也就越高,渣油的反应速度与反应深度增大, 气体、汽油及柴油馏分的产率提高,

炉 管 结
口 控 制

500 ℃
延迟焦化影响因素
三、反应压力的影响
延迟焦化的目的是希望多产馏分油而少产焦炭。压力较高时对热 裂解反应是不利的,而有利于缩合反应。
较低的压力下焦炭 产率较低。 一般焦炭塔的操作 压力为 0.15~0.17MPa。
延迟焦化影响因素
四、循环比的影响
循环比:焦化分馏塔内一部分比焦化馏出油重的循环油量与原 料油量的比值。
延迟焦化影响因素
想一想,练一练
釜式焦化
1、影响延迟焦化的因素有哪些?

延迟焦化
流化焦化
平炉焦化
2、循环比的影响有哪些?
循环比增加,焦化汽 油、焦化柴油的产率 也随之增加。
循环比增加,焦炭 及焦化气产率增加。

延迟焦化工艺与参数

延迟焦化工艺与参数

延迟焦化工艺与参数延迟焦化工艺是一种在高温下将原油或煤焦化生成焦炭、焦油和气体的方法。

与传统的焦化工艺相比,延迟焦化工艺能够提供更高的产物选择性,减少污染物的排放,并提高能源利用率。

本文将就延迟焦化工艺的相关参数进行详细介绍。

首先,延迟焦化工艺的关键参数之一是温度。

温度对焦化反应的速率、产物的品质和产量都有着重要的影响。

一般来说,较高的温度能够加快反应速率,但也会增加产生焦油和污染物的风险。

因此,需要在碳催化剂活性和产物选择性之间进行权衡,选择适当的温度条件。

其次,延迟焦化工艺中的反应时间也是一个重要参数。

较长的反应时间可以增加焦化产物的收率,但也会增加能耗和设备投资的成本。

因此,需要在经济效益和产品质量之间寻找平衡点。

一般来说,较短的反应时间适用于高温、高活性的催化剂。

此外,延迟焦化工艺还需要考虑反应器的设计和操作条件。

反应器的设计应该充分考虑热量平衡和传质效率的问题,以确保反应器内部温度和物质浓度的均匀性。

同时,反应器的操作条件如反应器的压力和流速等也会对工艺的效果产生影响。

合理的反应器操作条件能够提高产品的产量和品质。

除了上述参数外,延迟焦化工艺中还需要考虑一些辅助参数。

例如,催化剂的选择和用量,催化剂的选择应符合产物选择性和活性的要求。

催化剂的用量要根据反应器的体积和反应条件进行合理分配。

此外,延迟焦化工艺还可采用一些辅助设备如再生装置和余热回收系统,以提高能源利用效率和减少环境污染。

最后,延迟焦化工艺还需要考虑原料的选择和前处理工艺。

原料的选择要根据其硫、金属和焦的含量来确定,以确保生产过程中的产品质量。

此外,前处理工艺如脱硫和脱盐等对于延迟焦化工艺的工艺效果和产品质量也有着重要的影响。

综上所述,延迟焦化工艺的参数包括温度、反应时间、反应器设计和操作条件、催化剂选择和用量、辅助设备以及原料选择和前处理工艺等。

合理调节这些参数可以提高延迟焦化工艺的产能、产品品质和能源利用率,并减少环境污染。

降低焦炭塔操作压力对焦化过程的影响

降低焦炭塔操作压力对焦化过程的影响

第4期
黄 新 龙 ,等 .降 低 焦 炭 塔 操 作 压 力 对 焦 化 过 程 的 影 响
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表 1 原 料 油 性 质
项 目
数 据
密度(20 ℃)?(kg·m-3)
1005.8
黏度(100 ℃)?(mm2·s-1)
2848
残 炭 ,%
18.72
倾 点?℃
48
狑(S),%
1.63
狑(N),%
0.85
族 组 成 (狑),%
饱和分
10.5
芳香分
40.8
胶质+沥青质
48.7
狑(C7不 溶 物 ),%
7.49
狑(Ni+V)?(g·g-1)
72.5
2 结 果 及 讨 论
21 操 作 条 件 和 产 品 分 布 在重油加 热 炉 出 口 温 度 为 500 ℃、循 环 比 为
0.19、炉管注汽 量为 4.0%、充焦 时 间为 13h 的 条 件下,考察焦炭塔不 同 操 作 压 力 下 的 产 品 分 布,结 果见表2。由表2可知:随着焦 炭塔 操 作压力 的 降 低,气体 和增 加,主要由焦化 蜡 油 的 收 率 增 加 所 致,而 焦 化 汽油 馏 分 和 焦 化 柴 油 馏 分 的 收 率 则 有 所 降 低 ;当 焦 炭 塔 塔顶的压力由0.195 MPa降低到0.115 MPa时,气 体和焦炭的产 率分 别降低 0.94和 1.02百 分点,液 体 产 品 的 收 率 增 加 2.03 百 分 点 ,而 焦 化 蜡 油 的 收 率 则增加4.64百分点。
收 稿 日 期 :20180828;修 改 稿 收 到 日 期 :20181017。 作者简介:黄新龙,教授 级 高 级 工 程 师,主 要 从 事 重 油 加 工 技

论焦化塔如何选材,以提高使用寿命

论焦化塔如何选材,以提高使用寿命

论焦化塔如何选材,以提高使用寿命1前言延迟焦化是石油深度加工的主要工艺之一。

随着装置规模不断扩大,其关键设备焦炭塔也日趋大型化。

焦炭塔的大型化和其苛刻的操作条件对设备材料选择、结构设计等都提出了较高要求,直接影响设备安全和使用寿命。

本文将从设计角度对焦炭塔的选材、结构设计及使用寿命等作一探讨。

2材料选择211材料的高温力学性能目前国内焦炭塔所用材质主要有两种,碳钢和铬钼钢,绝大多数焦炭塔选用20g,但因20g的最高使用温度为450℃,耐热强度低,当焦炭塔在交变载荷下长期使用时,经5~6年有可能产生石墨化倾向,其结果将直接导致材料韧性、塑性降低,造成塔体下部产生鼓凸变形,焊缝开裂等现象。

15CrMoR钢属于耐热钢,综合力学性能优于20g钢。

由表1可以看出,15CrMoR的高温韧性、强度和塑性较20g高,即抗鼓凸性能较碳钢高,而发生蠕变的可能性则小得多。

从高温综合力学性能考虑,焦炭塔在长期高温及交变载荷下运行,选用15CrMoR钢比20g钢更加安全可靠。

212材料的抗腐蚀性国内碳钢制焦炭塔泡沫段以上部位腐蚀较为严重,这是由于焦炭塔中的渣油在裂解过程中有氨、硫化氢、氯化氢产生,其中硫化氢对设备的腐蚀从240℃开始随着温度升高而迅速加剧,到480℃左右达到最高点,以后又逐渐减弱。

抵抗高温硫化氢腐蚀的能力主要是随设备材质中铬含量的增加而提高。

铬是具有钝化倾向的元素,由于铬的存在,促进了钢材表面的钝化,能够减少钢材对硫化氢的吸收量,因而高温下的硫化氢对含铬合金钢的腐蚀率远比碳钢小。

同时,焦炭塔生焦段塔壁通常都附着一层牢固而致密的由焦炭形成的保护层,较为有效地隔开了腐蚀介质,因而塔体中下段腐蚀不明显。

上段塔体即泡沫层,因受气相段H2S、S作用产生较严重腐蚀。

故根据焦炭塔的腐蚀特点,泡沫层以下筒体采用抗腐蚀性能较好的15CrMoR料,在泡沫层下200mm以上的塔体选用复合板, 即基层15CrMoR +复层0Cr13Al,就能较为有效地改善20g焦炭塔腐蚀较为严重的状况。

延迟焦化焦炭塔顶大油气线结焦原因及应对措施

延迟焦化焦炭塔顶大油气线结焦原因及应对措施

延迟焦化焦炭塔顶大油气线结焦原因及应对措施延迟焦化是一种将较重的石油分馏出的高沸点分子转化为更轻的烃类产品的炼油工艺。

在延迟焦化过程中,焦炭塔顶是一个关键的区域,经常会出现大油气线结焦的问题。

大油气线结焦是指进入焦化器的原油在塔顶部分析出的石脑油和沥青油在如石墨、焦炭等表面基质上或其中间形成附着层,堵塞了焦炭塔顶的管道和设备,影响了生产正常运行。

本文将详细阐述延迟焦化焦炭塔顶大油气线结焦的原因及应对措施。

1.原因分析(1)储油桶及补液罐石脑油结油:石脑油中含有大量脂肪酸,它们在高温下容易聚合形成碳质颗粒,导致结焦问题。

(2)塔顶凝析物生成:塔顶凝析物主要由高温下的碳氢化合物形成,这些化合物在高温下变得不稳定,会聚合而生成焦炭。

(3)外界气体侵入:外界空气中的杂质进入焦化塔顶,与原油中的烃类发生化学反应,形成焦炭。

(4)管道淤积:在焦化过程中,管道内会不断积累焦炭、沙粒等杂质,导致堵塞,最终形成焦炭结焦。

2.应对措施(1)优化储油桶和补液罐的结构:增加储油桶和补液罐的容积,减少其中的输送管道,降低原油在这些设备内部的停留时间,以减少结油的机会。

(2)控制塔顶温度:通过合理的调整焦化反应器的温度,控制油气在塔顶的凝析,减少凝析物的生成,减小结焦的风险。

(3)加强塔顶密封:在焦化塔顶和设备之间增加密封装置,减少外界空气和杂质的侵入,降低结焦的可能性。

(4)定期清理管道:定期对焦化塔顶的管道进行清理,及时清除管道中的焦炭、沙粒等杂质,以保持管道畅通。

(5)采用防结焦剂:添加具有防结焦性能的添加剂到原油中,形成稳定的体系,可以有效地防止焦炭结焦的发生。

(6)加强检修和维护:定期对焦化设备进行检修和维护,及时更换老化的设备和部件,保证设备的正常运行,减少结焦风险。

综上所述,延迟焦化焦炭塔顶大油气线结焦问题的解决需要综合运用多种方法和措施,从原料处理、工艺控制、设备维护等各个环节入手。

只有加强科学管理,优化工艺流程,严格执行操作规程,并配合合理的设备维护和清洁措施,才能有效地防止焦炭塔顶大油气线结焦的发生,保证生产的安全、稳定和高效。

焦炭塔现场操作危害分析及防范措施

焦炭塔现场操作危害分析及防范措施
2.4.2 焦炭塔操作的各类管理制度。如焦炭塔的看板 及挂牌操作制度;切换四通阀、操作步骤、除焦塔、 阀门状态、阀门操作等的确认制度;四通阀切换两人 同行、四通切换必须从操作盘进行等重要操作的管理 制度;班前巡检及交接班签名确认制度;等。
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2. 防范措施
2.5 加强操作工培训
2.5.1 以人为本,坚持不懈的开展各种基本功培训,提 高操作员的业务技能,增强突发事件的处理能力,及时发 现事故苗头,消灭事故于萌芽状态;杜绝人为事故,正确 处理好外来事故,最大限度的减少事故损失。
2.1.4重要阀门(如四通阀、各隔断阀)的阀位开关状 态的回讯,引入DCS画面,便于加强对这些阀门的监控。
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2. 防范措施
2.2 优化操作工况
2.2.1 改善内外操的联络通讯设施,保证操作 人员之间的联络畅通;完善现场工业电视电视 监控系统,保证内操对外操作业过程的随时掌 握和监控确认,从而确保操作得协调到位。
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前言
在一个生焦周期内,焦炭塔部分的现场操作一般 有赶空气、试压、预热、切换、小吹汽、大吹汽、 小给水、大给水、放水和除焦等操作。
在这些过程中,焦炭塔承受的温度从常温变化到 500℃,承受的压力从常压变化到近30MPa,高温 油气一旦出现泄露就会产生火灾。焦炭塔的现场操 作工况十分恶劣,操作不当极易发生事故,对装置 及人身安全带来重大危害。
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1.3 操作方式不恰当
1.3.1 给水操作不规范出现炸焦
事故案例: 2004年5月,某厂焦化装置开始在焦炭塔大吹汽阶 段进行浮渣回炼,采用除氧水携带浮渣进入塔底。7月 10日,中班回炼浮渣后出现给水不进情况,被迫采用 塔顶给水冷却,逐渐提量,6:00大给水200t/h,6: 50溢流,8:00放水完毕发现热水罐液位偏低,约 150t水存于焦炭塔。8:30强行拆底盖,放水量不大, 9:30钻孔,将要钻通时出现塌方,期间请示降量最低 至60 t/h,12:35恢复正常。

延迟焦化运行常见问题剖析

延迟焦化运行常见问题剖析

饱和烃% 芳烃% 胶质% 沥青质%
21.65 37.96 38.27 2.12
20.41 60.54 16.53 2.52
1 掺炼催化油浆使原料换热器结垢 • 催化油浆中含有较多的固体及稠环芳烃, 在换热器内容易沉积结垢。延迟焦化装置 的原料进装置流程为催化油浆与减压渣油 混合后,混合原料依次与焦化柴油、中段 循环油、蜡油换热后进入分馏塔,走得均 为壳程。由于线速度较低,催化油浆固体 颗粒较易在换热器壳程中沉积,导致换热 器压降增大,检修时抽芯非常困难,使换 热器易损坏。
为了减少和延缓加热炉管结焦,一般都采取对炉 管注汽或注水的方法来提高渣油在炉管内流速,以缩 短渣油在炉管内停留时间,减少了结焦机会。但注汽 或注水量越大焦炭塔内油气管线速度就越大,越容易 使油气携带焦粉进入大油气管线造成大油气管线结焦 。
1.5 吹汽量的影响
焦炭塔由老塔切换到新塔后,老塔需要进行冷焦 处理,由于焦炭塔内上部有一定高度软焦层和泡沫层。 如果冷焦时吹汽量过大,就会把部分泡沫带入大油气 线。加之这时急冷油又切换去生产塔,不能有效地抑 制焦粉和泡沫进入大油气线。当这个塔又变成新塔时 油气管线内温度达到临界分解温度后就容易结焦。
2.5 及时判断管线结焦情况和方便结焦清除 的措施
过去焦炭塔顶只安装一支压力表,并在油气出口线的 后部,当压力表前的管线结焦后,该压力表的压力仍会是 正常值,无法判断结焦情况,经常出现安全阀起跳而压力 不高的现象。本文提出了在安全阀入口增加压力指示,通 过该压力表的指示值和出口管道上压力表指示值的差值可 明显判断油气出口线的结焦情况,在切焦过程中把管线中 的结焦清除。过去油气出口采用大弯头连接,不方便清焦。 本文提出改用三通或四通连接,上面用法兰盲死,一旦油 气线产生少量的结焦,可以通过打开法兰盖将焦粉清除掉, 这样就能大大提高装置运行的稳定性,延长了操作周期

延迟焦化装置分馏岗位技术问答

延迟焦化装置分馏岗位技术问答

延迟焦化装置分馏岗位技术问答延迟焦化装置分馏岗位技术问答1、什么是延迟焦化?答:重质油品经管式加热炉加热到焦化反应所需要的温度,并使之迅速离开加热炉管,在焦炭塔内油品进行裂解和缩合反应,生成的油气由焦炭塔顶逸出,生成的焦炭留在塔内。

在这一过程,焦化反应被推迟到焦炭塔中进行,因此,称为延迟焦化过程。

2、系统压力对延迟焦化反应有何影响?答:系统压力直接影响焦炭塔顶压力的变化,焦炭塔的压力下降使液相油品易于蒸发,也缩短了气相油品在塔内的停留时间,从而降低了反应深度。

压力降低会使蜡油产率增大,而汽、柴油的收率、气体及焦炭的产率都会降低。

如果要取得较高的汽、柴油收率,就应采用较高的操作压力,而要取得较高的液体收率则应采用较低的操作压力。

一般来说操作中焦炭塔的压力控制在0.13~O.24MPa。

3、循环比对延迟焦化反应有何影响?答:循环比对装置的处理能力、产品性质及其分布都有重要的影响。

循环比增大之可使焦化汽、柴油收率增加,焦化蜡油收率减少,焦炭和焦化气体的收率增加。

循环比对装置处理量也有较大的影响。

在焦化加热炉能力确定的情况下,增大循环比将使装置的处理能力减小;降低循环比就可加大新鲜原料的处理能力.近年来延迟焦化工艺的发展趋向是尽量降低循环比,其目的是通过增产焦化蜡油来扩大催化裂化、加氢裂化的原料油量,降低生焦量,提高处理量。

4、原料性质对延迟焦化反应有何影响?答:对于焦化原料来说,日常分析的主要数据有:残炭、硫含量及密度。

其中,最重要的指标是残炭,因为残炭与原料的生焦倾向和生焦量关联性很好,如果残炭较高,则焦炭、气体收率高,液体收率较低,反之亦然。

硫含量主要是影响产品的质量,如果原料的硫含量高,则产品中硫含量也相应上升,特别是石油焦中含硫量会大大上升,同时以焦化产品为原料的后续脱硫装置,处理能力会受到影响。

原料的密度与残炭变化的趋势基本一致,密度增大后,原料泵的排量会受影响,严重时会影响装置的处理量。

5、分析原料渣油的残炭有何意义?答:渣油的康氏残炭值是最常用的预测相对生焦倾向的指标。

延迟焦化流程图及相关数据总结

延迟焦化流程图及相关数据总结

1.延迟焦化工艺在炼油厂重油深加工中作用世界重油加工能力构成2.延迟焦化工艺特点--通过调节温度、压力和循环比等参数增加操作弹性不同循环比减渣焦化产品收二.延迟焦化工艺流程若呼给水一■n#屐的中瓦斯油不印箱典型的延迟焦化工艺流程-可调循环比焦化工艺流程典型的延迟焦化工艺流程--CONOCO焦化零自然循环原则流程放空系统流程延迟焦化装置放空系统流程图放空系统流程-美国ABB Lunnns 公司延迟焦化装置放空流程 滤器空冷器 分离罐d放宁塔甩油罐来去火炬或—.污油系统Y 去切焦水/冷焦水素建 * ---- -去污油系统 竺雪 ------- 1去分储塔蒸汽一 焦炭处理系统流程--直接装3.操作压力延迟焦化装置操作压力对产品收率的影响焦化原料焦化产品原油:威尔明顿原油焦化汽油,%(质) 12.0 12.4 实沸点(TBP )切割温度,℃: 552相对密度d 15.6L 05360.79360.7923相对密度,d i5.6 : 1.0536 硫含量,%(质) 1.4 1.3 康氏残炭值,%(质):20.6 焦化瓦斯油,%(质) 37 3 33 3 硫,%(质):2.4 相对密度醯A15.60.9402 0.9352 焦炭塔操作压力,MPa 0.10550.2461 硫含量,%(质) 1.8 1.8 产品收率焦炭,%34.6 37.8 干气和LPG,%(质)16.1 16.5 焦炭硫含量,%(质)2.42.4补充水去放空系统焦炭塔压力对焦化馏出油产率的影响联合循环比(TPR)对焦化液体产品收率的影响联合循环比对大庆减压渣油焦化产品收率的影响焦化工艺参数优化延迟焦化产品收率及焦化重瓦斯油的质量比较焦化工艺参数优化生产加氢裂化原料的延迟焦化装置产品收率。

浅谈延迟焦化装置设备运行的问题

浅谈延迟焦化装置设备运行的问题

浅谈延迟焦化装置设备运行的问题摘要:锦州石化公司二套焦化装置于2012年11月开车,至今已连续生产两年。

装置内设备种类多,作业环境差、设备故障频繁出现。

针对日常生产中出现的一些设备瓶颈问题,就如何加强焦化设备的平稳运行谈谈几点看法。

关键词:焦炭塔顶盖机;加热炉燃烧器;换热器;过滤器及防焦器;电动阀1.引言锦州石化公司160万吨/年延迟焦化装置采用一炉两塔,全密闭放空系统,双塔单井架水力除焦,设计生焦周期为24小时,年开工时数8400小时。

装置以辽河原油的减压渣油为原料,主要产品为焦化脱硫干气、脱硫液化气、稳定汽油、柴油、蜡油、焦炭和少量污油。

装置内共分为焦化、吸收稳定、干气及液化气脱硫三部分组成。

其中加热炉1台、塔10台、储罐34台、换热器47台、空冷器42台、机泵64台、通用机械56台、动力设备5台、其它类设备66台,总计325台(阀门、管线千余计)。

二套延迟焦化装置已经运行10年,焦炭塔顶盖机、加热炉燃烧器、稳定塔汽油冷却器、过滤器和电动阀门生产运行中极易出现问题。

针对出现的问题,本文从技术、管理角度加以论述。

1.焦炭塔顶盖机问题及分析焦炭塔是焦化装置的核心设备,随着装置自动化程度的提高,国内外各大石油公司都逐步采用顶/底盖机技术,减少了人力的支出,提高机械的性能,缩短了生焦的周期。

顶盖机是焦炭塔的重要组成部分,是日常巡检的重中之重,一旦出现泄漏等问题,将给生产带来极大的危害。

2.1 顶盖机简介我车间自动顶盖机的型号为DGJ-Ⅱ,由机械主体、控制系统、液压系统三部分组成,其适用于延迟焦化装置焦炭塔上塔口的自动开合,采用法兰密封技术,法兰之间通过液压螺栓连接,通过水平旋转方式进行焦炭塔顶盖的开和关,具有体积小、重量轻、可靠性高以及易于实现远程自动控制等优点。

2 .2 事故案例2.2.1 2011年9月24日晚22时25分许,上海高桥石化公司炼油厂内,一延迟焦化装置起火。

大火顺着焦炭塔井架上蹿至五六十米高,消防等部门紧急出动,一小时左右控制住火势,并在次日凌晨1时30分明火被扑灭。

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焦炭塔上进料方式对延迟焦化过程的影响韩海波;王洪彬;李节;刘淑芳;黄新龙【摘要】在延迟焦化中型试验装置上考察了焦炭塔进料方式对延迟焦化过程的影响.结果表明:在操作条件基本一致的情况下,焦炭塔采用上进料方式与常规进料方式相比,干气产率略有降低,焦炭产率减少明显;在循环比0.50左右的条件下,液体产品产率提高了0.87百分点,其中焦化蜡油产率显著提高;通过对焦炭塔两种进料方式下的产品性质分析发现,焦化汽油、焦化柴油的性质基本一致,但上进料方式下的焦化蜡油性质略差,主要表现在密度、残炭、硫含量、金属含量有所升高,馏程变重,其50%和95%馏出温度分别高出15℃和16℃.%The influe nce of feeding from the upper part of the delayed coking tower on product distribution was tested in a pilot plant.The results showed that upper-feeding method is superior in reduction of C1-C4 yield slightly and coke significantly under the same operation conditions than conventional feeding mode.The liquid yield is improved 0.87 percentage points at the recycle ratio of about 0.5,in which the yield of coking gas oil increases significantly.It is found that the properties of coking gasoline and diesel by the upper feeding are close to the products by bottom feeding way,but the gas oil quality becomes poor.The density,residual carbon,sulfur and metal content are all increased,the distillation range is heavier,the 50% and 95% distillate temperatures of diesel is 15 ℃ and 16 ℃ higher than the oldmode,respectively.【期刊名称】《石油炼制与化工》【年(卷),期】2017(048)012【总页数】5页(P48-52)【关键词】延迟焦化;循环比;进料方式;上进料;产品性质【作者】韩海波;王洪彬;李节;刘淑芳;黄新龙【作者单位】中国石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心,河南洛阳471003;中国石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心,河南洛阳471003;中国石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心,河南洛阳471003;中国石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心,河南洛阳471003;中国石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心,河南洛阳471003【正文语种】中文延迟焦化以其工艺成熟、原料适应性强、装置投资低等特点[1],备受炼油企业重视,是炼油厂主要的重油加工工艺之一。

常规的延迟焦化工艺焦炭塔进料方式均采用底部进料,但该工艺过程存在生成油气在焦炭塔内停留时间较长、油气发生二次裂解几率较大以及焦炭粉末夹带严重等问题[2-3]。

中国石化炼化工程(集团)(SEG)洛阳技术研发中心在充分分析和研究重油焦化反应机理的基础上,提出了焦炭塔采用上部进料的工艺技术[4]。

本研究以劣质重油为原料,考察焦炭塔进料方式对延迟焦化过程的影响。

1.1 实验装置焦炭塔采用底部进料(常规进料)和焦炭塔采用上部进料的延迟焦化中型试验在SEG 洛阳技术研发中心开发的LYDC-Ⅴ型减黏裂化-延迟焦化-连续蒸馏一体化实验装置上进行,其原则流程见图1。

该中型试验装置的延迟焦化进料量为3.0~6.0kg/h,焦炭塔一次可充约20 kg焦炭[5-6],来自塔顶的油气经管线进入分馏塔后进行高效分离,从塔底直接得到重油(循环油),该重油经计量后由高温油泵抽出直接与新鲜进料混合,从而实现了循环油的在线循环操作。

1.2 工艺流程描述经过预热的原料油由原料泵抽出,经计量后与来自分馏塔塔底经计量的循环油混合后再与一定比例的高温蒸汽混合,然后进入重油加热炉(A或B)加热,控制加热炉的出口温度为495 ℃,然后高温重油经转油线从焦炭塔的底部/上部入塔进行焦化反应;来自焦炭塔顶部的生成油气进入分馏塔进行产品的在线分离,从分馏塔塔底得到的重油(循环油)经计量后由循环油泵抽出直接与新鲜进料混合,从而实现循环油的在线循环操作;而来自分馏塔塔顶的油气经冷却后进入馏分油接收罐以实现气、油、水的三相分离,不凝气经冷阱深冷后计量、放空;得到的生成油经称重后在实沸点蒸馏装置上进行切割,分别得到汽油馏分、柴油馏分和焦化蜡油。

试验结束后对焦化塔进行冷却、除焦。

分析气体、液体产品和焦炭的性质。

1.3 分析方法利用SBD-VI型实沸点蒸馏装置将焦化生成油切割成小于180 ℃的汽油馏分、180~360 ℃的柴油馏分以及大于360 ℃的焦化蜡油,并分别进行性质分析;焦炭在机械清焦取样后进行常规性质分析。

主要分析方法见表1。

1.4 原料性质表2为实验所用劣质重油的性质。

由表2可见,焦化进料的性质很差,密度(20 ℃)超过1 000 kg/m3,重金属Ni+V含量高,质量分数达到285.1 μgg,尽管残炭仅为19.2%,但其沥青质质量分数高达17.15%。

从石油胶体溶液的角度分析[7-9],焦化进料的胶体体系稳定性较差,由于其沥青质含量偏高,且芳香性储备相对不足,因此在热处理过程中该石油胶体溶液容易过早出现第二液相,故焦化过程应采用较高的循环比操作。

2.1 操作条件和产品分布表3为焦炭塔采用不同进料方式下的延迟焦化操作条件和产品分布。

由表3可见,在重油加热炉出口温度495 ℃、焦炭塔塔顶压力0.17 MPa、循环比0.50左右以及注汽总量相差不大的情况下,焦炭塔采用上进料方式与下进料方式相比,液体产品产率提高0.87百分点,干气产率略有降低,而焦炭产率减少明显,降低了0.92百分点。

究其原因主要是进料方式改变引起的。

焦炭塔采用上进料方式时,来自重油加热炉B出口的约485 ℃的高温物流从焦炭塔的上部以旋流的方式入塔,该高温物流为气液混合物,入塔后气液混合物快速分离,气相向上快速逸出焦炭塔;而液相则沿着塔壁旋流而下,并穿过泡沫层进入焦炭塔的液相反应区,其反应生成的气体、焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油以及焦化循环油呈气相上行穿过液相反应区、泡沫层后离开焦炭塔,而未反应组分以及缩合生成的焦炭留在软焦层继续反应。

在上述过程中,从焦炭塔上部入塔的约485 ℃的高温物料含有10%~40%的气相组分,而入塔闪蒸出来的高温气相组分与来自塔内重油反应生成的气相组分混合后一起从焦炭塔的顶部离开。

但因入塔闪蒸出来的高温气相组分在塔内的停留时间较短,从而有效抑制了这部分物料尤其是循环油馏分的二次反应,因此增加了液体收率,降低了干气和焦炭的产率。

此外,因焦炭塔采用上进料方式后,从焦炭塔底部进适量的蒸汽,有效降低了生焦孔内的油气线速,也降低了穿过液体反应层和泡沫层的油气线速,从而还可带来以下好处:① 因生焦孔内线速降低,有效减轻了生焦层内焦炭的涌动,即减轻或消除了焦炭塔的震动,为装置的安全运行提供了条件;② 因降低了穿越泡沫层的油气线速,可减低泡沫层的高度,有利于提高焦炭塔的安全生产高度,从而降低焦粉的携带量;或可提高焦化塔的处理能力。

2.2 产品性质2.2.1 进料方式对汽油馏分和柴油馏分性质的影响表4和表5分别为不同进料方式下汽油馏分和柴油馏分的性质。

由表4和表5可见,两种进料方式下产出的汽油馏分、柴油馏分的性质基本相同,说明改变进料方式不会对焦化汽油和柴油的性质产生较大影响。

2.2.2 进料方式对焦化蜡油和循环油性质的影响表6和表7分别为不同进料方式下焦化蜡油和焦化循环油的主要性质。

由表6可见,在工艺条件基本相同的情况下,与焦炭塔采用下进料方式相比,采用上进料方式时生成的焦化蜡油性质略差,主要表现为密度、残炭、硫含量以及金属(Ni+V+Fe+Ca)含量均有所升高;同时上进料方式时焦化蜡油馏程的50%和95%馏出温度分别比下进料方式时高出15 ℃和16 ℃。

表明在反应深度上,焦炭塔采用上进料方式时总体表现要浅一些,而采用下进料方式时相对较深,这主要是因为采用上进料方式时入塔高温油气经快速闪蒸,闪蒸出来的以循环油馏分为主的油气在塔内停留时间较短,二次反应深度较低造成的[10]。

由于焦化蜡油的性质变化幅度并不大,因此对其后续加工工艺不会产生较大影响。

由表7可见,在工艺条件基本相同的情况下,与下进料方式相比,焦炭塔采用上进料方式时生成的焦化循环油的性质相对略差,主要表现在密度、残炭、沥青质含量以及金属含量相对较高。

尽管循环油性质的变化会对加热炉辐射进料的性质产生影响,但因变化较小,故不会对加热炉辐射段的炉管结焦趋势产生突变式影响。

2.2.3 进料方式对焦炭性质的影响表8为进料方式对焦炭性质的影响。

由表8可见,进料方式对焦炭性质的影响较小,两种进料方式下的焦炭性质基本相当,但因硫含量较高,为4.19%以上,远大于3B石油焦的硫含量(质量分数不大于3.0%)指标要求,因此仅能作为高硫焦出售或作为CFB锅炉的燃料。

(1)在操作条件基本相同的情况下,延迟焦化焦炭塔采用上进料方式与下进料方式相比,干气产率略有降低,焦炭产率降低明显;在循环比0.50左右的条件下,液体产品产率提高了0.87百分点,其中汽油馏分和柴油馏分的产率有所降低,但焦化蜡油的产率提高明显。

(2)焦炭塔采用上进料方式操作与下进料方式操作相比,焦化汽柴油的性质基本一致,而焦化蜡油和焦化循环油的性质略差,主要表现在密度、残炭、硫含量以及金属含量等均有所升高;其中焦化蜡油的馏程变重,50%和95%馏出温度分别高出15 ℃和16 ℃,但这些性质的变化不会对后续加工产生较大影响。

(3)无论焦炭塔采用上进料方式操作,还是采用下进料方式操作,焦炭的硫质量分数均在4%以上,仅能作为高硫焦出售或作为CFB锅炉的燃料进行发电。

【相关文献】[1] 瞿国华.延迟焦化工艺与工程[M].北京:中国石化出版社,2008:3-10[2] 徐春明,杨朝合.石油炼制工程[M].北京:石油工业出版社,2009:278-279[3] 王洪彬,韩海波,江莉,等.循环比对塔河常压渣油延迟焦化工艺过程的影响[J].石油炼制与化工,2016,47(1):58-61[4] 王龙延,李和杰,秦如意,等.一种延迟焦化工艺:中国,201010144902.4[P].2010-03-07[5] 黄新龙,李节,王少锋,等.劣质重油浅度热裂化中试研究[J].石油学报(石油加工),2014,30(3):434-438[6] 黄新龙,王洪彬,张瑞风,等.重油浅度热裂化反应深度对延迟焦化过程的影响[J].石油炼制与化工,2014,45(3):25-29[7] 李生华,刘晨光,梁文杰,等.从石油溶液到碳质中间相.Ⅰ.石油胶体溶液及其理论尝析[J].石油学报(石油加工),1995,11(1):55-60[8] 李生华,刘晨光,梁文杰,等.从石油溶液到碳质中间相.Ⅱ.石油溶液热转化过程中的相变化[J].石油学报(石油加工),1995,11(1):61-65[9] 李生华,刘晨光,梁文杰,等.从石油溶液到碳质中间相.Ⅲ.抑制生结焦的物理化学[J].石油学报(石油加工),1995,11(2):72-76[10] 王宝石,朱建华,王龙延,等.焦化中间产物二次热裂化反应性能的研究[C]第六届全国化学工程与生物化工年会,长沙,2010:1-7。

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