延迟焦化的操作特点

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石油化工劣质重油延迟焦化工艺探讨

石油化工劣质重油延迟焦化工艺探讨

石油化工劣质重油延迟焦化工艺探讨石油化工是现代工业中的核心产业之一,炼油工艺是石油化工的前沿技术之一。

重油是炼油过程中产生的一个副产品,而延迟焦化则是一种通过将劣质重油加热炼制而得到商业价值的工艺。

本文旨在探讨石油化工劣质重油延迟焦化工艺及其优化方法。

一、延迟焦化概述延迟焦化是通过采用特定的工艺技术,将不适合作为原料油品的劣质重油加热至高温,使其发生裂解分解,从而得到高值油品和焦炭的一种工艺过程。

因为在这个过程中油品裂解速率相对焦化速率较慢,所以又称为延迟焦化。

延迟焦化的优点是:首先,能够将否则会被废弃的劣质重油转化成更有价值的产品,提高了炼油厂的收益;其次,延迟焦化设备结构简单,投资上相对较低;最后,焦炭是一个重要的原材料,可以用于钢铁冶炼、化肥生产等领域。

二、延迟焦化工艺流程1、预热:将重油由预热器预热至一定温度。

2、反应:将预热后的重油注入反应器,在足够高的温度下(通常为450℃到500℃)进行裂解分解,得到烃类混合物和焦炭。

3、分离:将反应器出口的气体混合物进入分离塔分离出干气和重油。

4、蒸馏:重油经过蒸馏分离出汽油、柴油、炼压油。

5、焦炭处理:对生产的焦炭进行后处理、筛分等工序,以得到满足市场需求的产品。

在实际生产工艺中,延迟焦化还面临一系列的技术问题,如:沉淀剂的选择、产生低成品率现象的控制、重油的优化预处理等。

为了解决这些问题,需要对延迟焦化工艺进行优化。

三、延迟焦化优化方法延迟焦化的优化方法主要有以下几种:1、控制加热方式:延迟焦化设备中加热方式主要有内部和外部两种。

内部加热方式较外部加热方式有更高的裂解率和热利用率;但内部加热方式有较高的停工维修成本和安全隐患。

可以根据具体情况选则合适的加热方式。

2、优化重油性质:通过添加催化剂或溶剂使劣质重油的物理性质改善,从而增加产出油品的比例。

3、加热技术控制:延迟焦化反应温度对焦炭品质和产出比例影响较大,需要进行精确控制。

4、控制反应时间:适当的延长反应时间可以增加焦炭比例,但过长的反应时间会使反应产生过多难以利用的气体。

延迟焦化装置的腐蚀及选材

延迟焦化装置的腐蚀及选材

延迟焦化装置的腐蚀及选材延迟焦化装置是炼厂为降低原油加工成本选择劣质原料时的重要装置。

焦化装置操作温度高、原料中硫(酸)等腐蚀性杂质含量高,腐蚀严重。

通过分析焦化装置的主要腐蚀形式及损伤机理,说明焦化装置主要设备和管道的选材。

标签:延迟焦化;腐蚀;材料1 延迟焦化的特点延迟焦化是将渣油等劣质原料经热裂化转化为气体、轻质、中质馏份油及焦炭的加工过程。

延迟焦化装置有以下特点:(1)加工原料广泛,可加工高沥青质、高金属含量的劣质重油(重质原油、渣油、油浆、脱沥青油)。

(2)加工成本低。

(3)延迟焦化过程不使用任何催化剂。

2 焦化装置的腐蚀及损伤分析延迟焦化装置设备和管道主要的腐蚀类型有高温硫腐蚀、环烷酸腐蚀(含酸油)、湿硫化氢腐蚀。

2.1 高温硫腐蚀原料中的硫化氢或含硫化合物等在高温下形成硫化氢与金属发生反应;或硫及含硫化合物高温下直接与金属发生反应产生腐蚀。

Fe+H2S=FeS+H2硫化氢在350~400℃可以分解为S和H2,分解出来的元素硫比硫化氢的腐蝕还要激烈。

Fe+S=FeS硫腐蚀始于200℃,至240℃以上开始明显加剧。

高温硫腐蚀的腐蚀率随硫S含量和温度的提高而增加。

高温(≥240℃)硫腐蚀的腐蚀速率可以由经过修正的McConomy曲线(图1)预测。

2.2 环烷酸腐蚀(NAC)环烷酸腐蚀一般认为自220℃开始发生腐蚀,在温度低于400℃腐蚀随温度的升高逐渐加剧。

超过400℃环烷酸开始分解或转变为气相。

环烷酸腐蚀主要影响因素为:2.2.1 环烷酸的含量环烷酸的含量是一个重要的因素,目前原油或馏分油中的TAN(总酸量)大于0.5,就要考虑环烷酸腐蚀。

一般认为当TAN值大于1时,将会产生较为严重的腐蚀问题。

2.2.2 流速流动状态对环烷酸腐蚀有很重要的影响,一般酸含量越高,对对流速的敏感性越大,腐蚀也越严重。

对此,应控制工艺管线内流速小于60m/s,最好应控制在小于40m/s。

2.3 湿H2S腐蚀开裂2.3.1 湿硫化氢环境的定义湿硫化氢环境定义:介质中存在游离水,且符合下列条件之一:(1)H2S 在液相游离水中的质量分数≥50 μg/g(ppmw);(2)液相游离水中的pH≤4,且有H2S存在;(3)液相游离水中的pH≥7.6,且在液相游离水中的HCN质量分数≥20μg/g(ppmw),并有H2S存在;(4)H2S在气相中的分压≥0.0003MPa。

延迟焦化工艺流程

延迟焦化工艺流程

延迟焦化工艺流程延迟焦化工艺流程是一种能够将重质石油馏分转化为具有高热值和高炭素含量的焦炭的技术。

它是对传统的焦化工艺进行改进和优化,以减少生产焦炭过程中的环境污染和能源浪费。

延迟焦化工艺流程具有高效节能、环保低污染和资源综合利用的特点,在石油化工行业被广泛应用。

1.原料准备:在延迟焦化工艺中,主要原料为重质石油馏分,通常是从石油精炼过程中得到的渣油。

这些渣油首先被送入预处理装置,经过脱硫、脱水和脱盐等处理,以提高其炭含量和降低硫、氮等杂质的含量。

2.煤炭炭化:预处理后的渣油与煤炭混合后,进入煤气化炉进行炭化反应。

煤炭炭化过程中,渣油中的碳分子与煤炭中的碳分子发生化学反应,生成焦炭和煤气。

同时,煤炭中的含硫化合物也得到部分转化或吸附,以减小煤气中硫化物的含量。

3.煤气净化:产生的煤气含有一定的杂质,如硫化物、苯、酚等。

煤气进入净化装置,经过除硫、除苯等处理,使煤气中的有害物质达到排放标准,同时,其中的一部分能源也得到回收利用,用于工艺过程中的煤气加热等。

4.焦炭冷却:经过煤气净化后,煤气中的焦油被分离出来,作为石油化工原料的补充。

随后,焦炭经过冷却装置,使其温度降低至环境空气温度,以保证焦炭的质量和可收回的热能。

1.高效节能:延迟焦化工艺能够充分利用原料中的热能和化学能,使其转化为焦炭和煤气,减少能源浪费。

同时,延迟焦化过程中产生的煤气也能够回收利用,用于工艺过程中的能源供应。

2.环保低污染:延迟焦化工艺通过净化装置等设备对煤气中的有害物质进行处理,使得煤气排放达到环境保护要求。

此外,延迟焦化过程中采用的高效脱硫等技术能够显著降低硫化氢等有害气体的排放。

3.资源综合利用:延迟焦化工艺能够将废弃的重质石油馏分转化为焦炭和煤气,提高了资源的综合利用率。

同时,工艺中产生的焦油和焦炭也能够作为石油化工原料的补充,实现循环利用。

总之,延迟焦化工艺流程是一种高效、环保、资源综合利用的工艺,在石油化工行业有着广泛的应用和发展前景。

分析延迟焦化装置工艺技术特点及其应用

分析延迟焦化装置工艺技术特点及其应用

分析延迟焦化装置工艺技术特点及其应用延迟焦化装置是一种用于加热原油并使其转化为高质量焦炭的设备。

它在石油炼制工业中被广泛应用。

延迟焦化装置具有以下几个工艺技术特点:1. 高温高压气体化反应:延迟焦化装置在高温高压条件下将原油进行气化反应,使之分解为沥青和气体。

这种气化反应需要在800℃至900℃的高温环境下进行,压力可以达到30至35大气压。

这种高温高压气体化反应可以有效地提高反应速率和产率。

2. 碳聚合反应:在延迟焦化装置中,高温高压的油气混合物会通过炉管进入反应器。

在反应器内,油气混合物经过碳聚合反应,形成固态的焦炭。

这种碳聚合反应需要高温和适当的反应时间。

延迟焦化装置通过优化反应条件,可以获得高质量的焦炭。

3. 热解副产品收集:在延迟焦化装置中,热解原油生成的气体中含有大量的轻质烃类化合物,如乙烯、丙烯等。

这些轻质烃类化合物是非常有价值的石化原料。

在延迟焦化装置中,需要设置相应的收集设备,将这些热解副产品进行收集和分离,以便后续利用。

延迟焦化装置的应用主要体现在以下几个方面:1. 焦炭生产:延迟焦化装置是生产高质量焦炭的主要设备之一。

焦炭是石油炼制过程中的重要副产品,广泛应用于冶金、化工等行业。

延迟焦化装置可以通过调控反应条件,生产出质量稳定的焦炭产品。

3. 能源回收:延迟焦化装置在热解原油的过程中会产生大量的余热。

这些余热可以通过余热回收装置进行回收利用,用于发电或供热。

延迟焦化装置的能源回收技术可以有效提高能源利用效率,减少能源消耗。

延迟焦化装置具有高温高压气体化反应、碳聚合反应和热解副产品收集等工艺技术特点。

它主要应用于焦炭生产、轻烃回收和能源回收等领域,对于提高资源利用效率和能源利用效率具有重要作用。

分析延迟焦化装置工艺技术特点及其应用

分析延迟焦化装置工艺技术特点及其应用

分析延迟焦化装置工艺技术特点及其应用1. 引言1.1 延迟焦化装置的定义延迟焦化装置是一种在炼油、燃料处理、化工和其他工业生产过程中应用广泛的设备。

其主要功能是通过延长油料在高温条件下的停留时间,促使油料充分裂解和裂化,提高产品质量和产量。

延迟焦化装置通常由干燥塔、炼油塔、转化塔、润滑塔等组成,通过各种物理和化学方法将原料转化成所需的产品。

延迟焦化装置能有效降低原油中硫、氮、钾等杂质的含量,提高产品的稳定性和清洁度。

延迟焦化装置还可以在生产过程中回收并再利用一些有价值的副产品,降低生产成本,实现资源的循环利用和节约。

延迟焦化装置在石油化工、化肥生产、合成气生产等领域具有重要的应用意义,是现代工业生产中不可或缺的设备之一。

1.2 工艺技术特点延迟焦化装置的工艺技术特点主要包括以下几个方面:1.高效节能:延迟焦化装置采用先进的能量回收和再利用技术,能够有效提高能源利用率,减少能源消耗,降低生产成本。

2.自动化程度高:延迟焦化装置采用先进的自动化控制系统,实现对生产过程的实时监测和控制,保证生产运行的稳定性和可靠性。

3.适应性强:延迟焦化装置具有较强的适应性,可以根据不同原料的特性和生产需求进行灵活调整,保证生产过程的稳定性和高效性。

4.产品质量高:延迟焦化装置在生产过程中采用先进的分离和净化技术,能够有效提高产品的纯度和质量,满足不同行业的需求。

5.环保性好:延迟焦化装置在设计和运行过程中注重环保要求,采用先进的污染治理技术,减少排放物对环境的影响,符合现代工业发展的可持续发展理念。

延迟焦化装置的工艺技术特点体现了其在煤化工和石油化工等领域的重要性和广泛应用前景。

通过不断优化和改进,延迟焦化装置的工艺技术将有望进一步提升生产效率和产品质量,推动相关产业的发展和升级。

1.3 应用领域延迟焦化装置是一种在煤化工和石油化工行业中被广泛应用的重要设备。

其主要应用领域包括煤焦油、石油焦油、裂解油、石脑油等石油化工产品的生产过程中。

分析延迟焦化装置工艺技术特点及其应用

分析延迟焦化装置工艺技术特点及其应用

分析延迟焦化装置工艺技术特点及其应用
延迟焦化是一种石化工艺,它将重油迅速加热至高的温度和压力下进行裂解,生成烯
烃和芳香烃。

它的工艺技术特点主要体现在以下几个方面:
1. 裂解时延迟:延迟焦化采用了反应器之外的加热装置,将液态重油迅速加热至高
温度,并在反应器中加入催化剂,让重油进行裂解。

这种工艺使得反应时间延迟,可以增
加裂解产物的芳香烃和烯烃含量。

2. 高温高压:延迟焦化反应器内部的温度和压力非常高,通常需要在1000℃以上和1.5 MPa以上的条件下操作。

高温高压环境才能促进重油的裂解,同时也会增加反应物中
间体的生成和分解,从而增加了反应物转化率。

3. 重油先热解再裂解:在延迟焦化中,重油首先经过热解阶段,使得重油中的大分
子化合物转化为小分子烃,主要为液化气,成分为丁烷、丙烷和乙烷等。

热解反应所生成
的烃类会随后进入裂解阶段,利用催化剂进一步裂解为烯烃和芳香烃。

4. 高效催化剂:延迟焦化需要使用高效催化剂,以提高重油的裂解效率和选择性。

目前常用的催化剂有氢氧化镁、氢氧化钠和氢氧化钾等。

延迟焦化可以处理各种成分的重油,包括低成分的重油、深层储层的油田油和油砂等。

它能够生产高品质的清洁燃料,如芳香烃和烯烃,被广泛应用于石化工业领域中。

同时,
使用延迟焦化可以降低重油的处理成本,提高原油利用率和产品质量,具有很高的经济效
益和社会效益。

分析延迟焦化装置工艺技术特点及其应用

分析延迟焦化装置工艺技术特点及其应用

分析延迟焦化装置工艺技术特点及其应用延迟焦化装置是一种用于延迟焦化过程的工艺设备,它在炼油和化工生产中扮演着至关重要的角色。

本文将分析延迟焦化装置的工艺技术特点及其应用,旨在为相关领域的工程师和研究人员提供参考和借鉴。

延迟焦化是一种石油加工过程,通过对重油进行深度裂解和重整,产生高附加值的产品,如汽油、柴油、煤沥青等。

延迟焦化装置是延迟焦化过程的核心设备,它的工艺技术特点主要包括以下几个方面。

延迟焦化装置具有高效节能的特点。

通过对重油进行高温高压的催化裂解和重整,可以最大限度地提高重油转化率,减少能源消耗和化工原料的浪费。

延迟焦化装置还可以通过余热回收等技术手段,实现能量的自给自足,达到节能减排的目的。

延迟焦化装置具有高度自动化和智能化的特点。

随着工业自动化技术的不断发展,延迟焦化装置在生产过程中实现了高度的自动化控制和智能化管理,大大提高了生产效率和产品质量。

延迟焦化装置还可以通过远程监控和故障诊断等技术手段,实现对生产过程的实时监测和远程控制,保证生产的稳定和持续。

延迟焦化装置具有模块化和集成化的特点。

随着工艺技术的不断进步,延迟焦化装置的设计和制造也不断向模块化和集成化的方向发展,通过模块化设计和制造,可以实现设备的标准化和通用化,降低了制造成本和维护成本,提高了设备的可靠性和可维护性。

延迟焦化装置具有多产物生产的特点。

在延迟焦化过程中,通过对重油进行裂解和重整,可以产生多种高附加值的产品,如汽油、柴油、煤沥青等,满足了不同领域的需求,扩大了产品的市场应用范围,提高了生产的经济效益。

延迟焦化装置的应用范围非常广泛,主要包括炼油和化工领域。

在炼油领域,延迟焦化装置主要用于重油加工和产品升级,通过对重油进行裂解和重整,产生高附加值的产品,提高了炼油厂的经济效益。

在化工领域,延迟焦化装置主要用于煤化工和煤化学品生产,通过对煤制品或煤油进行裂解和重整,产生各种化工产品,满足了化工行业的需求。

延迟焦化装置是一种具有高效节能、高度自动化和智能化、模块化和集成化、多产物生产等特点的工艺设备,它在炼油和化工生产中具有重要的应用价值。

延迟焦化的操作特点

延迟焦化的操作特点

延迟焦化的操作特点延迟焦化是指在高温高压下将重油部分裂解成轻油、气体等组分,达到优化炼油产品结构的目的。

这种工艺的特点是需要控制时间和温度,以便在适当的时间内获得最大的产出。

下面介绍一下延迟焦化的操作特点。

操作步骤延迟焦化工艺一般包括以下几个步骤:1.原料加热:将重油加热至一定温度以促进分解反应的进行。

2.加氢:加入催化剂和氢气,使得分解反应得到促进和加速。

3.分离:将分解后的产物进行蒸馏分离,以获取所需产品。

4.催化再生:对催化剂进行再生处理,使其能够持续使用。

操作特点1.时间控制要合适在延迟焦化过程中,控制时间非常重要。

如果时间过短,则无法达到预期的反应效果;反之,时间过长则会导致产品质量下降。

因此,延迟焦化需要采用严密的时间控制措施。

2.温度控制需精准温度也是延迟焦化过程中需要控制的重要参数。

温度过高会导致产物不稳定、裂解程度不足等问题,温度过低则会影响反应速率。

因此,必须采取有效的温度控制措施,以确保延迟焦化反应达到最佳效果。

3.催化剂的作用不可忽略催化剂是达成延迟焦化反应的重要工具之一。

催化剂的选择需要根据不同的原料和产品要求进行合理搭配。

同时,催化剂的总表面积、孔径分布和酸碱性等特征也需要进行监控和控制,以确保其催化效果的稳定性和协同作用。

4.后续处理要及时延迟焦化过程中,后续处理也是非常重要的。

分离、冷凝、焦炭处理等环节要合理设置,以确保原油的利用率最大化。

如果后续处理不及时或者不合理,会导致产品质量下降、设备损坏或者能源浪费等问题。

综上所述,延迟焦化是一项复杂而严谨的工艺,需要科学的数据分析、精准的控制手段和及时的后续处理,以确保其对提高炼油产品结构质量的贡献。

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

延迟焦化

延迟焦化延迟焦化石油裂化的一种方法。

其主要目的是将高残碳的残油转化为轻质油。

所用装置可进行循环操作,即将重油的焦化馏出油中较重的馏分作为循环油,且在装置中停留时间较长。

可提高轻质油的收率和脱碳效率。

有操作连续化、处理量大、灵活性强、脱碳效率高的优点。

延迟焦化是一种石油二次加工技术,是指以贫氢的重质油为原料,在高温(约500℃)进行深度的热裂化和缩合反应,生产气体、汽油、柴油、蜡油、和焦炭的技术。

所谓延迟是指将焦化油(原料油和循环油)经过加热炉加热迅速升温至焦化反应温度,在反应炉管内不生焦,而进入焦炭塔再进行焦化反应,故有延迟作用。

是一种半连续工艺过程。

一般都是一炉(加热炉)二塔(焦化塔)或二炉四塔,加热炉连续进料,焦化塔轮换操作。

它是目前世界渣油深度加工的主要方法之一。

原料油(减压渣油或其他重质油如脱油沥青、澄清油甚至污油)经加热到495~505℃进入焦炭塔,待陆续装满(留一定的空间)后,改进入另一焦炭塔。

热原料油在焦炭塔内进行焦化反应,生成的轻质产物从顶部出来进入分馏塔,分馏出石油气、汽油、柴油和重馏分油。

重馏分油可以送去进一步加工(如作裂化原料)也可以全部或部分循环回原料油系统。

残留在焦炭塔中的焦炭以钻头或水力除焦卸出。

焦炭塔恢复空塔后再进热原料。

该过程焦炭的收率随原料油残炭而变,石油气产量一般10%(质量)左右,其余因循环比不同而异,但柴/汽比大于1。

延迟焦化装置主要由8个部分组成:(1)焦化部分,主要设备是加热炉和焦炭塔。

有一炉两塔、两炉四塔,也有与其它装置直接联合的。

(2)分馏部分,主要设备是分馏塔。

(3)焦化气体回收和脱硫,主要设备是吸收解吸塔,稳定塔,再吸收塔等。

(4)水力除焦部分。

(5)焦炭的脱水和储运。

(6)吹气放空系统。

(7)蒸汽发生部分。

(8)焦炭焙烧部分。

国内选定炉出口温度为495~500℃,焦炭塔顶压力为0.15~0.2 Mpa。

焦化原料油所含烃类的分子很大,并有相当数量的芳烃1. 延迟焦化工艺流程:本装置的原料为温度90℃的减压渣油,由罐区泵送入装置原料油缓冲罐,然后由原料泵输送至柴油原料油换热器,加热到135℃左右进入蜡油原料油换热器,加热至160℃左右进入焦化炉对流段,加热至305℃进入焦化分馏塔脱过热段,在此与来自焦炭塔顶的热油气接触换热。

延迟焦化介绍

延迟焦化介绍
降低渣油残碳
通过延迟焦化技术可以将渣油中的残碳降低,提高油品的品质和产 量。
在化学工业中的应用
生产芳烃
延迟焦化生成的芳烃可用于生产染料、农药和医药 等化学品。
生产燃料添加剂
延迟焦化生成的某些化合物可作为燃料添加剂,提 高燃料的燃烧性能和环保性。
生产炭黑
延迟焦化生成的炭黑可用于橡胶、塑料等高分子材 料中,提高其力学性能和稳定性。
环保要求提高
随着环保法规的日益严格,延迟 焦化企业将加大环保设施的投入, 降低污染物排放,实现清洁生产。
开发环保友好型的延迟焦化技术, 如降低焦炭产率、提高油品收率、 减少挥发性有机物排放等,将成
为未来的研究重点。
建立完善的环保管理体系,加强 环境监测和信息公开,提高企业
的环保意识和公众参与度。
市பைடு நூலகம்需求变化
未来市场需求将更加多元化,对油品的 质量和性能要求将不断提高。延迟焦化 技术需不断升级和改造,以满足市场对 高品质油品的需求。
随着新能源汽车的快速发展,对清洁油品的 需求将进一步增加。延迟焦化企业需关注市 场变化,调整产品结构,开发符合市场需求 的新型油品。
全球能源结构的调整将影响石油加 工行业的需求格局。延迟焦化企业 需关注国际政治、经济形势的变化, 积极拓展国际市场,提高产品的国 际竞争力。
废水处理
延迟焦化产生的废水需要进行处理,以去除其中的有害物质,避免 对水体造成污染。
固体废弃物处理
延迟焦化过程中产生的固体废弃物需要进行妥善处理,以避免对环境 造成不良影响。
安全问题
高温高压操作
延迟焦化需要在高温高压条件下进行 ,需要采取有效的安全措施,确保设 备和人员安全。
火灾与爆炸风险
延迟焦化过程中存在火灾和爆炸的风 险,需要采取预防措施,如安装紧急 切断系统和灭火设施等。

延迟焦化概况、节能、安全风险分析、操作注意事项

延迟焦化概况、节能、安全风险分析、操作注意事项

关于焦化装置安全自保联锁系统及其作用装置安全自保系统是为了确保装置生产安全运行、减轻事故程度、避免设备损坏的有效措施。

它能在生产过程出现异常情况时,按规定的程序自动投人备用系统或实现紧急停车、安全停车等紧急操作。

焦化装置的安全自保联锁系统是根据实际而设计的,主要集中在大型机组和加热炉系统,老焦化装置的焦炭塔系统还比较缺少,应该进一步的加以完善。

以某一焦化装置为例,主要的安全自保原则如下:①不允许辐射泵的润滑油中断或油压过低,损坏轴瓦;②不允许热载体泵的压力过低;③不允许辐射泵的封油中断或油压过低,防止渣油倒窜和辐射泵端面吡开漏油着火;④不允许气压机的润滑油压力低;⑤不允许气压机轴振动、轴位移大,防止损坏机组;⑥焦炭塔新塔进料阀没开时,不允许切换四通阀;⑦除焦水控制阀不处于旁通状态时,不允许启动高压水泵、不允许钻具提出塔口;不允许钻机绞车超过上、下极限。

装置常见事故及其处理1.焦化装置常见事故处理原则(1)一是确保人身安全;二是确保设备安全;三是确保生产效益。

(2)加热炉辐射段流量突然中断时,必须防止炉出口超温和加热炉管结焦。

应立即提高注水量和降低瓦斯量,甚至加热炉熄火。

(3)控制好系统压力和分馏塔的压力,保证不超压、不冲塔、气压机不喘震,气压机出人口放火炬系统要通畅。

(4)焦炭塔在试压过程中,如果发现顶、底盖法兰出现泄漏,经处理无效时,说明法兰面安装不合要求,要及时停止试压,重新安装,以防止漏油着火事故。

(5)在焦炭塔老塔给水冷焦时,如果生产塔进料温度突然下降,说明有水从塔底窜人生产塔,这时要立即停止给水,重新活动进料阀,将此阀关严,防止生产塔底盖因进水热胀冷缩而发生漏油着火事故以及窜水造成的焦炭塔冲塔。

处理后再重新给水冷焦。

(6)当焦炭塔出现冲塔现象,炉管颜色变暗,炉子负荷突然增加,说明泡沫焦粉已在炉管内存积,这时要及时调整辐射段流量和注水量。

同时要加强炉管的检查,做好清焦或停炉烧焦的准备,防止因局部过热而烧穿炉管。

延迟焦化的操作特点

延迟焦化的操作特点

延迟焦化的操作特点1前言随着控制理论的发展、计算机性能的提高,一些复杂的高级控制方法(即先进控制技术)不断涌现,以解决时变性强、强耦合、非线性和大时滞等过程控制问题。

在这些新型的控制技术中,最为突出的是模型预估控制技术。

模型预估控制(MPC)是用多变量线性模型来描述过程的动态特性,用模型预测过程输出轨迹与希望轨迹的距离,作为控制质量指标,求得最优的控制策略。

反馈校正、在线滚动优化,以解决大时迟、强耦合的多变量过程控制问题。

在多变量控制器中,一般被控变量多于操纵变量,用稳态LP/QP技术,将过程推向约束的极限。

利用先进控制技术满足装置安全平稳操作的要求、提高装置加工能力和高附加值产品收率,是国内外炼化汽油普遍采用的技术手段,目前国内先进控制技术主要应用在常减压、催化裂化和聚丙烯等装置。

由于延迟焦化是既结焦又不结焦、既连续又间歇的生产特点,目前国内尚无成功的焦化装置先进控制经验。

随着中石化股份公司APC推广应用项目的启动,福建炼化延迟焦化先进控制系统应运而生。

2004年7月该项目试启动,随后投入试运行。

迄今为止,该项目运行性能良好,完全达到了预期的增强装置的抗干扰能力,提高目的产品收率和减少能耗的控制效果。

2 焦化装置概述2.1生产工艺简介福建炼化公司60万吨/年延迟焦化装置,采用一炉双塔生产工艺,切换周期为24小时,除焦周期进行冷焦、除焦、试压、预热和换塔等步骤操作。

装置原料为减压渣油,补充部分催化油浆,主要产品包括焦化干气、汽油、柴油、蜡油和石油焦。

装置控制系统为Honeywell公司的TPS,先控平台为APP NODE。

先进控制软件使用Honeywell公司的RMPCT。

2.2延迟焦化的操作特点由于焦炭塔冷一热态周期性切换,物料和热量损失较大,该过程使进入分馏塔的物料和热能输入量明显下降,分馏塔底、蒸发段温度随之下降(约10-15℃),进而影响到产品的分布和馏出口质量,并使加热炉热负荷,炉出口温度产生扰动。

延迟焦化

延迟焦化

焦炭脱水储运
焦炭的脱水和储运。
吹气放空系统
吹气放空系统。
蒸汽发生
发生蒸汽的热源一般采用分馏塔侧线柴油、重蜡油、塔底循环油。
焦炭焙烧
焦炭焙烧部分。国内选定炉出口温度为495~500℃,焦炭塔顶压力为0.15~0.2 Mpa。
发展趋势
发展趋势
正是由于延迟焦化的上述优点,使得延迟焦化在中国得到了迅速的发展,这主要是因为:
在延迟焦化过程中,通常使用水平管式加热炉在高流速、短停留时间的条件下将物料加热至490~510℃的反 应温度后进入焦炭塔,在焦炭塔内的一定的温度、停留时间和压力条件下,物料发生裂解和缩合反应生成气体、 汽油、柴油、蜡油和焦炭。由于物料在加热炉管中停留时间很短,仅发生浅度热裂化反应,物料在快速通过加热 炉炉管并获得反应所需要的能量后,它的裂化和缩合生焦反应被“延迟”到加热炉下游的焦炭塔内发生,故该过 程被称为“延迟焦化”。
由高压水泵输送的高压水,经上水线,水龙带,钻杆到水力切焦器喷嘴,由切焦器喷嘴喷出的高压水,形成 高压射流,利用高压射流强大的冲击力,将石油焦切割下来。钻杆不断地升降和转动,直到把焦除完为止
水力除焦主要设备
(高压水泵)、(除焦控制阀)、润滑油系统、气动阀、绞车及滑轮组、 (新型除焦胶管)、(水涡轮减 速器)、(自动切换联合钻孔切焦器)、(塔顶盖自动装卸机)、(塔底盖装卸机)、(电梯)、(钻杆组件) 和(抓斗起重机)。
简介
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。在这一过程中,焦化反应被推迟到焦炭塔中进 行,因此称为延迟焦化。
装置
装置
延迟焦化装置是炼油厂提高轻质油收率和生产石油焦的主要加工装置。它将减压渣油、常压渣油、减黏渣油、 重质原油、重质燃料油和煤焦油等重质低价值油品,经深度热裂化反应转化为高价值的液体和气体产品,同时生 成石油焦。

延迟焦化技术总结

延迟焦化技术总结
72.90
342.00
21.3%
2009
90
75.00
374.60
20.0%
2010

109.60
423.00
25.9%
2011
110
120.00
447.73
26.8%
注:数据大部分来源于各年度中国石油工业综述及文献。
图二:中国延迟焦化加工能力
2工艺技术现状
国外较为成熟的延迟焦化成套技术有福斯特一惠勒(Foster Wheeler)公司、凯洛格(Kellogg Brown&Root)公司和詹姆斯(ABB Lummus Grest)公司技术等[11-17]。他们装置在大型化、低循环比操作、提高控制水平等方面不断开发、持续进步。
2.43
1.34
55.1
图一:美国焦化加工能力
我国延迟焦化产能情况:自我国1963年我国第一套加工能力为0.30Mt/a的延迟焦化工业化装置在石油二厂建成并投产成功,这标志了我国延迟焦化装置的诞生,经历几十年的发展,我国延迟焦化技术取得了长远快速的发展。1998年底我国共有22套延迟焦化装置,加工能力15.58Mt/a,居世界第二位。
采用低压、低循环比操作。
目前, Kellogg典型的焦炭塔操作压力为0.10~0.14MPa,装置的循环比可按0.05设计。
Lummus公司的延迟焦化技术
最大灵活性的设计;适应进料的变化;适应加工能力的变化;工艺设备设计的灵活性
目前,已有60余套装置采用了Lummus的延迟焦化技术。
由于原油价格的增长、焦炭和馏分油价格差距的增大,提高馏分油收率降低焦炭产率对提高炼油厂的经济效益十分有利。国外的延迟焦化装置以追求液体收率最大化为操作目标,国内通常以平稳运行和降低能耗为目的,操作条件相对缓和。国内外延迟焦化过程的主要操作条件对比见表1[19-20]。

分析延迟焦化装置工艺技术特点及其应用

分析延迟焦化装置工艺技术特点及其应用

分析延迟焦化装置工艺技术特点及其应用延迟焦化装置是一种用于生产焦炭的设备,其工艺技术特点和应用在炼焦行业中具有重要意义。

延迟焦化装置采用了先进的技术,在生产中具有高效、环保、节能等优点,被广泛应用于炼焦行业中,并取得了显著的经济效益和社会效益。

以下将从工艺技术特点和应用两个方面进行详细分析。

一、工艺技术特点:1.反应时间长:延迟焦化装置的反应时间较长,可达到10小时以上。

在反应时间内,焦炭的质量得到较好的控制和保证,可以得到更纯净和高质量的焦炭产品。

2.高温热解:延迟焦化装置采用高温热解的技术,使得焦炭的结晶程度更高,热解产物中的杂质得以清除,提高了焦炭的质量和经济效益。

3.闭锁式结构:延迟焦化装置具有闭锁式结构,可以有效地控制焦炭的硫、氮、氧等杂质的含量,保证了焦炭产品的品质。

4.自动化控制:延迟焦化装置采用自动化控制系统,能够实现生产过程的自动化控制、监测和数据采集,提高了生产效率和产品质量。

5.节能环保:延迟焦化装置采用先进的能源回收技术,提高了能源利用率,减少了能源消耗和环境污染,符合现代环保要求。

二、应用:1.生产高质量焦炭:延迟焦化装置在生产高质量焦炭方面具有明显优势,能够提高焦炭的结晶度、强度和耐高温性能,满足钢铁行业对焦炭质量的要求。

2.提高炼焦生产效率:延迟焦化装置采用了较长的反应时间和高温热解技术,能够提高炼焦生产效率,减少生产成本和提高经济效益。

3.降低环境污染:延迟焦化装置采用了节能环保技术,减少了二氧化硫等有害气体的排放,降低了环境污染,符合环保政策和社会责任。

4.适用于不同类型的焦炭生产:延迟焦化装置在不同类型的焦炭生产中都具有一定的适用性,可根据不同的生产需求进行调整和优化,满足不同用户的需求。

综上所述,延迟焦化装置是一种先进的炼焦设备,具有较长的反应时间、高温热解、闭锁式结构、自动化控制、节能环保等特点,在炼焦行业中具有重要的应用价值。

通过采用延迟焦化装置,可以生产高质量的焦炭产品,提高生产效率,降低环境污染,为炼焦行业的发展做出积极贡献。

分析延迟焦化装置工艺技术特点及其应用

分析延迟焦化装置工艺技术特点及其应用

分析延迟焦化装置工艺技术特点及其应用
延迟焦化技术是目前炼油工业中比较先进的技术之一,在使用该技术的过程中,经过
了长期的总结和实践,其特点主要包括以下几个方面:
1. 生产效率高:延迟焦化技术能够有效地提高工艺经济效益,提高炼油厂生产效率,同时还可以减少化工催化剂的配比和减少生产设备的能量开销。

这种技术具有非常高的经
济效益,能够为炼油厂带来大量的资金回报。

2. 能耗低:在应用延迟焦化技术的过程中,采用了高效的节能措施,可以大大节省
能源开销。

对于大型炼油厂来说,这种技术的应用可以使得能源消耗减少20%以上。

3. 环保高效:延迟焦化技术在生产过程中可以有效地控制废气、废水等污染物的排放,降低了对环境的污染。

同时,其生产废弃物可以综合利用,达到低排放、重复利用的
效果,为环保事业做出了贡献。

4. 产品质量高:延迟焦化工艺对产品的直接加工能力变强,产品的质量更为优越,
能够有效地保证产品的规格和质量要求。

在应用延迟焦化技术方面,具有很广泛的应用领域,主要应用于以下几个方面:
1. 各类沥青炼制:采用延迟焦化技术的油炼厂可制得更多的沥青等产品,具有更高
的经济效益。

2. 液化石油气工业:延迟焦化技术适用于高温、高压、高空转速等复杂的生产过程,特别适合于生产液化石油气等产品,具有很好的使用价值。

3. 铜、铝等冶炼工业:针对某些特殊金属的冶炼,需要在高温高压的环境下进行熔
炼和蒸馏,此时采用延迟焦化技术可以使得反应过程更充分,从而提高生产效率。

总的来说,延迟焦化技术在提高工作效率、减少能耗、环保方面具有显著的优势,可
以为炼油及相关领域带来很大的发展机遇,因此也受到了广泛的重视和应用。

延迟焦化的特点是什么

延迟焦化的特点是什么

1.延迟焦化的特点是什么?
延迟焦化的特点是,原料油一很高的流速在高温强度下通过加热炉管,在短时间内加热到焦化反应所需要的温度,并迅速离开炉管进到焦炭塔,使原料的裂化/缩合等反应延迟到焦炭塔中进行,以避免在炉管内大量结焦,影响装置的生产周期。

2.什么是延迟焦化?
延迟焦化是将渣油以很高的流速在高热强度的条件下,在强烈湍流状态下快速通过加热炉管,在短时间内通过渣油的临界裂解温度范围,达到焦化反应温度(约500℃左右),并迅速离开加热炉管进入焦炭塔的反应空间,使裂化/缩合等反应延迟到焦炭塔内进行。

3.延迟焦化装置的工作过程
延迟焦化装置是以贫氢的重质油为原料,在高温下(约500℃左右)进行深度的热裂化和缩合反应,生成气体/汽油/柴油/蜡油和焦炭,它采用国内成熟的延迟焦化工艺,将焦化油(原料油和循环油)经加热炉加热迅速升温至焦化反应温度,进入焦炭塔进行焦化反应,生成的焦炭留于塔内,生成的油气从塔顶出来进入分馏塔进一步分离。

4.焦化反应的类型
焦化反应实在高温/低压/无催化剂条件下主要进行裂解反应,缩合反应,其次是脱氢反应,加氢反应,环化反应等
渣油中的大分子的烷烃/环烷烃大部分裂解,生小分子烷烃/烯烃/氢烃。

延迟焦化--沈本贤

延迟焦化--沈本贤


②.大量吹汽改放空
汽提完毕把新、老塔分开,新塔循环阀关 死,堵焦阀关好并给上汽封,老塔出口改到放 空塔去,自塔底开始大量吹汽。目的是:用大 量蒸汽冷却焦层;汽提部分油气,改善焦炭质 量。方法是:先打开一下放空阀,关小新塔循 环阀,老塔稍为憋压时,迅速关新塔循环阀, 同时迅速打开老塔去放空塔的放空阀,老塔底 大量吹汽,大量吹汽时间一般为3h左右。

③给水及放水
给水是冷却焦层一个有效办法,用蒸汽冷却到老 塔出口270-280℃左右温度,就再不容易下降了。这时 准备给水,先将水泵启动并建立正常循环,然后关小 給汽阀慢开给水阀,水和汽一同进塔,靠汽的高速流 动把水携带进去,注意水阀不能开得过大,防止水击, 注意老塔给水压力上涨,以后再逐渐关掉汽阀开大水 阀,控制住给水时塔的压力不大于0.2Mpa。 水在焦层被汽化同时带走热量,当水到一定程度 后,塔里装满水溢流出来,焦炭塔压力突然上涨 0.05Mpa左右。这时应将流程改到沉淀池去。当塔顶温 度下降到不高于70℃时,就停泵停水。开塔底放水阀 放水,开焦炭塔顶呼吸气阀,接通大气,以免塔内负 压,水放不出来。
2.加热炉操作
燃料的正常燃烧:火焰石燃料正常燃烧的标志,火焰好事正常 燃烧的标志。 火焰好坏的判断方法:燃烧完全,炉膛明亮清晰,炉墙炉管 表面没有显著明暗阴影;瓦斯火焰呈蓝白色,油火焰呈淡黄色; 火焰高度一致,不干扰、不偏斜,不打圈、不扑炉管,做到多嘴、 短焰、齐火苗;烟囱冒烟无色或呈淡蓝色。 正常燃烧的影响因素:①燃料性质变化,主要影响燃烧的发 热量;②燃料压力变化,影响发热量,从而影响炉温的波动;③ 燃料中的杂质是否带水,如果燃料油带水会使火焰冒火星、喘息, 甚至熄火,同时因水汽化吸热,火焰温度降低。④燃料和空气的 混合,立式炉无论烧油还是烧瓦斯,均需适量的雾化蒸汽,使瓦 斯与空气混合良好。配汽量过小雾化不好,火焰尖端发软发飘无 力,呈暗红或黄色,燃烧不完全。配汽量过大火焰发白,短小有 力,容易灭火,浪费燃料和蒸汽。⑤入炉空气量的变化,空气量 太小,燃烧不完全,炉膛发暗,火焰发红。入炉空气量过大,炉 膛虽呈淡黄色,但火焰上烟气乱窜,炉管氧化脱皮厉害。入炉空 气量是通过风门和烟道挡板开度大小来调节的。

分析延迟焦化装置工艺技术特点及其应用

分析延迟焦化装置工艺技术特点及其应用

分析延迟焦化装置工艺技术特点及其应用【摘要】延迟焦化装置是一种重要的工艺技术,在石油化工行业中具有广泛的应用。

本文旨在分析延迟焦化装置的工艺技术特点以及其在工业生产中的应用。

文章首先介绍延迟焦化装置的定义、研究背景和研究目的,然后详细探讨了延迟焦化装置的工艺原理、应用范围、优势和发展趋势。

通过对这些内容的分析,文章指出延迟焦化装置工艺技术的重要性,并探讨了未来发展方向和市场前景。

本文将为研究人员和企业决策者提供有益的参考,有助于他们更好地了解和应用延迟焦化装置技术,推动石油化工行业的发展。

【关键词】延迟焦化装置、工艺技术、特点、原理、应用范围、优势、发展趋势、重要性、未来发展方向、市场前景1. 引言1.1 延迟焦化装置的定义延迟焦化装置是一种用于热处理金属工件的设备,其主要作用是通过控制工件的加热和冷却速度,使工件表面形成一层深度适中、均匀性好的渗碳层,从而提高工件的硬度和耐磨性。

延迟焦化装置通常由加热炉、冷却系统、控制系统等部分组成,其工作原理是将工件置于加热炉中进行加热,然后在一定时间内保持在高温状态,最后通过快速冷却使其表面渗碳。

在工业生产中,延迟焦化装置被广泛应用于汽车零部件、机械零件、模具等领域,能够显著提高产品的使用寿命和性能。

延迟焦化装置具有加工效率高、成本低、操作简便等优点,是当前热处理领域的重要设备之一。

随着科技的不断发展,延迟焦化装置也在不断改进和完善,未来将更加广泛地应用于各个行业,为提高产品质量和降低生产成本发挥着重要作用。

1.2 研究背景延迟焦化装置是一种用于汽油和柴油的高效处理装置,可以有效地去除其中的有害物质,提高燃料的质量,减少尾气排放。

随着汽车的普及和交通运输的增加,汽油和柴油的使用量也在不断增加,因此对燃料质量的要求也越来越高。

传统的焦化装置在燃料处理过程中存在一些缺陷,比如处理效率低,耗能高,操作复杂等问题。

人们开始研究和开发延迟焦化装置,希望能够通过新的工艺技术提高燃料的处理效率,减少能耗,简化操作流程,提高生产效率。

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延迟焦化的操作特点1前言随着控制理论的发展、计算机性能的提高,一些复杂的高级控制方法(即先进控制技术)不断涌现,以解决时变性强、强耦合、非线性和大时滞等过程控制问题。

在这些新型的控制技术中,最为突出的是模型预估控制技术。

模型预估控制(MPC)是用多变量线性模型来描述过程的动态特性,用模型预测过程输出轨迹与希望轨迹的距离,作为控制质量指标,求得最优的控制策略。

反馈校正、在线滚动优化,以解决大时迟、强耦合的多变量过程控制问题。

在多变量控制器中,一般被控变量多于操纵变量,用稳态LP/QP 技术,将过程推向约束的极限。

利用先进控制技术满足装置安全平稳操作的要求、提高装置加工能力和高附加值产品收率,是国内外炼化汽油普遍采用的技术手段,目前国内先进控制技术主要应用在常减压、催化裂化和聚丙烯等装置。

由于延迟焦化是既结焦又不结焦、既连续又间歇的生产特点,目前国内尚无成功的焦化装置先进控制经验。

随着中石化股份公司APC推广应用项目的启动,福建炼化延迟焦化先进控制系统应运而生。

2004年7月该项目试启动,随后投入试运行。

迄今为止,该项目运行性能良好,完全达到了预期的增强装置的抗干扰能力,提高目的产品收率和减少能耗的控制效果。

2 焦化装置概述2.1生产工艺简介福建炼化公司60万吨/年延迟焦化装置,采用一炉双塔生产工艺,切换周期为24小时,除焦周期进行冷焦、除焦、试压、预热和换塔等步骤操作。

装置原料为减压渣油,补充部分催化油浆,主要产品包括焦化干气、汽油、柴油、蜡油和石油焦。

装置控制系统为Honeywell公司的TPS,先控平台为APP NODE。

先进控制软件使用Honeywell公司的RMPCT。

2.2延迟焦化的操作特点由于焦炭塔冷一热态周期性切换,物料和热量损失较大,该过程使进入分馏塔的物料和热能输入量明显下降,分馏塔底、蒸发段温度随之下降(约10-15℃),进而影响到产品的分布和馏出口质量,并使加热炉热负荷,炉出口温度产生扰动。

因此,进行焦炭塔周期性切换操作时,为减少扰动,保证操作平稳和质量合格,应对操作过程进行调整。

为了保证平稳操作,产品质量合格,在操作上必须做好每一步骤的工作,尽量减少这种周期性的波动。

如新塔的预热和切换要缓慢,加热炉温度要烧高,调节分馏塔底和蒸发段的温度,适当降低产品出装置流量等。

在以PID控制为主的回路控制情况下,往往操作在偏离最优的保守状态,需要人工辅助操作,或切为手动,凭经验调节,调节效能差,时间长,不能充分发挥装置的潜力,迫切需要实施先进控制。

3焦化装置先进控制器控制策略多变量预估控制器是一个具有多变量、多目标的控制器,在正常生产过程中,该控制器可使多个受控变量分别操作在其各自允许的范围内,始终处于受控状态。

在建立焦化装置多变量预估控制器的过程中,根据装置的特点,考虑到分馏上部对新鲜进料、分馏塔底部、加热炉、焦碳塔四大部分的影响较弱,因而在控制策略上把流程分为反应、分馏两部分,分别用两个控制器实现先进控制。

反应部分包括原料预热,加热炉,焦炭塔,分馏塔重蜡油集油箱以下部分。

分馏部分包括分馏塔重蜡油集油箱以上部分。

将响应时间常数较小的反应部分用一个控制器控制,而将响应时间常数较大的分馏部分用另一个控制器控制,可加快加热炉控制器的响应速度,还减小了控制矩阵的维数,可得到较好的控制品质。

以达到平稳操作,着重于抵御焦炭塔切换带来的干扰;保证产品质量,降低质量波动;根据装置的原料供应情况,在不违背加热炉最高管壁金属温度和焦炭塔最终焦高约束的前提下,在提高装置处理量,提高馏份油收率与提高轻油收率间进行优化;降低焦炭收率和降低装置能耗等主要目标。

4 控制器主要模型的选取思路:4.1循环比改变对流进分馏塔上、下进料量的比例可改变联合循环比,联合循环比增加会明显降低装置的处理能力,增加轻油、焦炭和气体收率,但总液收减少,因此,联合循环比是权衡装置处理能力和产品分布的关键变量。

焦炭塔塔切换会使联合循环比大幅度波动,造成人字塔板上方油汽温度的变化,给分馏塔上部的操作带来扰动,也会造成下进料的流量和温度的波动,导致加热炉进口温度的波动,影响加热炉的操作及处理能力。

因此,在这个部位,APC控制器的首要目标是在各种约束均能满足的前提下,将联合循环比控制在合理的范围内,并加强APC控制器的抗干扰能力,特别是补偿塔切换扰动的能力。

4.2炉出口温度炉出口温度是加热炉最主要的控制指标,对装置的焦炭产率和轻油收率有较大的影响。

一般而言,提高炉出口温度5℃,焦炭产量可下降6%(相对值),但炉管结焦的倾向增加,焦炭切割的困难度增加。

加工高焦炭收率原料时,炉管结焦的倾向低,加热炉的负荷也低,提高加热炉出口温度后焦炭产量下降的幅度大,因此,保证加热炉出口温度的稳定是相当重要的。

而且采用调整炉出口温度的上限的操作策略,根据原料性质及炉管的结焦倾向适度提高炉出口温度的上限以降低焦炭收率。

因此加热炉APC控制器的最主要任务是平稳炉出口温度,使其更接近上下限,有利于降低焦炭产量或提高处理量,并兼顾烟气氧含量。

4.3 焦炭塔周期性操作克服周期性操作的干扰是对APC控制器的重要要求,焦炭塔的操作的干扰事件的幅度大、持续时间长,事件的模型的精度也十分有限,因此在设计控制器时必须抓住克服干扰的要点,着重克服热量变化造成的干扰,适当兼顾物料平衡变化造成的干扰。

焦炭塔的操作是一个周期性的过程。

在暖塔、小吹汽和大吹汽阶段,进入分馏塔过热段的热量和物料会发生较大变化,给系统的操作带来不同程度的扰动。

由于暖塔、改平衡的油气量和小吹汽的蒸汽量均没有测量,大吹汽时油气产物流量的下降也难以度量,因此,在APC控制器中,我们将这几个周期性的扰动定义为事件扰动,由新塔中某三个测温点温度变化的斜率触发。

焦炭塔切换的三个事件的扰动幅度、变化特性及持续时间都不相同,因此针对不同事件的特点必须制定合理出相应的控制策略。

4.3.1预热在预热暖塔阶段,老塔的操作状态并未改变,但因部分油气用于新塔预热,进入分馏塔的热量和物料减少,形成扰动。

按工艺特点可将该阶段划分为两个子阶段。

在第一个子阶段内两个焦炭塔的压力未达到平衡。

最初,新塔内压力很低,在某一暖塔阀位下,会因压差大,产生很大的暖塔流量,随新塔压力的增高,流量减少,直至两塔压力平衡,流量趋于稳定。

这一子阶段中暖塔流量全部用于焦炭塔升温、升压,对分馏塔的扰动较大,时间大约持续1小时。

有经验的操作员倾向于采用分阶段改变暖塔阀位的策略,以减少物料变化的干扰,但调整阀位的频率和幅度均无统一的规范。

使用APC控制器的抵御事件干扰的最基本方法是将其假设为一个幅度按规律变化的扰动序列,作为控制器的前馈,而无统一的规范的操作员干预是无法建模,无法处理的。

因此,必须首先建立规范化的操作员干预程序,以达到实现APC 控制器抗干扰功能的先决条件。

在第二个子阶段中,暖塔流量已不再变化,但由于暖塔流体与塔壁的传热温差减小,而散热所占的取热比例越来越大,对分馏塔的影响幅度迅速变小,但需经很长时间才能趋于稳定。

建立暖塔事件模型的首要任务是辨识操作员改变暖塔阀位所造成的扰动的初始幅度及终止幅度。

同时,在模型识别的过程中考察和建立规范化的操作员干预程序。

4.3.2切换塔当新塔温度升至360℃后进行塔切换,原料进入新塔,并向老塔蒸汽,新塔和老塔顶部的油气同时经油气线进分馏塔,这一阶段称为小吹汽。

此时,新塔内液相存量很低,反应进行得不完全,渣油的转化率低,裂化产率低,然而,老塔内的高温油品仍将继续反应,并被蒸汽汽提至分馏塔,分馏塔进料总量得到一定的补偿。

这一阶段也可分为两个子阶段:在第一子阶段,因蒸汽突然进入高温的焦炭塔,使塔内烃分压陡然下降,轻质油品大量蒸发。

在现场可观察到分馏塔人字挡板顶部温度降低,而塔顶压力、温度升高,说明进入分馏塔的重组分量减少,而轻组分量增加的幅度很大。

因为,老塔内油品大量蒸发导致焦炭塔内轻组分量减少,又由于无热量输入,蒸发导致温度下降,蒸发量渐渐减少,焦炭塔塔压和塔顶温度开始回落,15分钟左右恢复到正常值。

在这一子阶段中,补偿干扰的方法与其它各阶段均有所不同,前者着重增加塔上部的冷却负荷,后者着重增加塔下部的冷却负荷;在第二个子阶段,裂解反应及产物蒸发消耗热量,致使老塔的温度下降,裂解反应及产物蒸发随之减少,持续时间约30~45分钟。

我们对小吹汽阶段模式识别的要点是设法确定第一子阶段扰动的峰值及第二子阶段终止时的扰动幅度。

4.3.3大吹汽小吹汽结束后,关闭老塔油气线隔断阀,加大老塔的吹汽量,吹扫后的蒸汽去接触冷切塔。

在大吹汽期间由于新塔内液相料位低,裂解反应进行不充分,生成的油气产物少,故进入分馏塔的热量和物料较小吹汽末期进一步减少,因此大吹汽期间出现了最大干扰。

随着焦炭塔内液体料位不断增高,裂解反应逐渐趋于充分,这一阶段要经过约2小时达到平稳。

如果假设液体在焦炭塔内的转化与液位成正比,则在这一期间内,进料量和热量变化对分馏塔干扰的幅度可近似为与大吹汽持续时间成正比,因此,大吹汽阶段模式识别主要是根据老塔压力下降幅度确定初期的扰动幅度并建立和测试触发事件的判据。

4.4焦高原料油经辐射段加热后,经四通阀进入焦碳塔底部。

高温焦化油在焦炭塔内进一步进行裂解、缩合等反应,生成焦炭和油气。

随着焦炭塔累计进料量的增加,焦炭塔中料位及其上方的泡沫层不断增高,可能会出现冲塔事故。

为避免该现象的发生,焦炭塔设有中子料位仪,提供焦位达到三个不同高度时的时间。

若中子料位仪出现焦位指示的时间过早,就可能会出现冲塔事故,需及时从塔顶注入消泡剂降低泡沫层高度或减少进料量。

但是,中子料位仪并不能随时反映焦炭累积的速率,在焦炭塔切换的初、中期难以恰当地给定装置进料量,而需留有余地,往往最终焦高小于焦炭塔的实际容焦能力。

APC控制器可实时地预测最终焦高,并用中子料位仪校正,以提高预测值的可靠性,为充分发挥焦炭塔的潜能提供了前提。

4.5 产品质量装置以柴油干点和蜡油10%点度量柴油与蜡油的分离效果、控制产品质量。

改善这两种产品的切割,增产高价值的柴油是分馏塔的主要操作目标之一,但还需兼顾蒸汽的发生及原料的预热,所涉及的调节手段有柴油回流、中段回流、蜡油循环的三个取热量以及柴油、蜡油产品抽出量等,具有明显的多变量的特点,APC控制器可更好地协调各调节变量的动作,实现质量卡边操作。

焦化装置还需能抵御焦炭塔切换所带来的对柴油、蜡油质量的重大扰动,因而,增强APC控制器克服扰动的能力对改善产品的质量控制也很重要。

5主要变量的选取多变量预测控制器的输入/输出由三种变量组成:被控变量(CV)、操纵变量(MV)和干扰变量(DV)。

以分馏控制器为例,我们在分馏系统控制器选择了13个操作变量作为控制目标,8个受控变量作为受控指标,5个干扰变量作为计算和预估,分馏塔控制器的有关变量见表1至表3。

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