延迟焦化工艺与参数

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焦炭塔框架设计便于操作、维修基础上优化高度，节省投资
焦炭塔框架高度主要取决于焦炭塔溜槽、焦池、塔自身高度和甩油 罐高度等要求
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二. 延迟焦化工艺流程
• 典型的延迟焦化工艺流程 • 放空系统流程 • 焦炭处理系统流程
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二. 延迟焦化工艺流程
1. 典型的延迟焦化工艺流程
• 延迟焦化是一种主要的重油加工工艺，通过热裂化和缩合反应使
延迟焦化工艺和参数
பைடு நூலகம்孙 辰
2009年06月
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延迟焦化工艺和参数
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目录
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延迟焦化工艺和工程 延迟焦化工艺流程 延迟焦化基本参数 加热炉长周期运行考虑 焦化产品收率和质量预测 延迟焦化工艺技术的发展 几点看法
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一. 延迟焦化工艺和工程
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一. 延迟焦化工艺和工程
• 延迟焦化工艺在炼油厂重油深加工中作用 • 延迟焦化工艺特点 • 延迟焦化工艺和工程设计考虑
管结焦和分馏塔蒸发段超温问题
％，并缓和炉管结焦
• 缩短焦化循环周期，提高焦化处理能力。但焦化周期从24小时缩
短到18小时，焦炭塔寿命损失25％，而且焦炭VCM会增加约1.0m％
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一. 延迟焦化工艺和工程
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率及柴汽比
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一. 延迟焦化工艺和工程
2 延迟焦化工艺特点
技术成熟、对原料适应性强 产品的灵活性 通过调节温度、压力和循环比等参数增加操作弹性
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一. 延迟焦化工艺和工程
2. 延迟焦化工艺特点--技术成熟、对原料适应性强
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能处理包括直馏渣油、裂解焦油，脱油沥青、煤焦油、澄清油、减 粘渣油等多种重质、劣质原料 处理原料康氏残炭为3.8m%～45m%，°API 2.0～20的广泛油品 随着烃类合成液体燃料和合成原油技术开发，也多用延迟焦化技术 进行改质。如委内瑞拉利用焦化工艺和加氢工艺对奥利油进行改质 生产°API 16～32，S<0.1m%的合成油
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一. 延迟焦化工艺和工程
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
• 炉出口温度增加5～6℃，瓦斯油收率增加1.0～1.2％ • 循环比降低到0.05～0.15，可较大提高液收，但务必注意加热炉 • 馏份油循环，液收可增加2.0～2.5m％，焦炭收率下降2.5～3.5m
1. 典型的延迟焦化工艺流程-可调循环比焦化工艺流程
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二. 延迟焦化工艺流程
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典型的延迟焦化工艺流程-可调循环比焦化工艺流程 “可调循环比焦化工艺流程”的循环比是通过循环油泵抽出分馏 塔底循环油，在流量控制下混入加热炉进料缓冲罐后实现的，这 种流程的特点是：
采用分馏塔底循环油（相当于重蜡油馏份）代替国内传统流程中的新鲜原 料渣油在分馏塔底部换热段与来自焦碳塔的高温油气间进行换热 循环油不仅可以用在分馏塔洗涤换热段的换热、洗涤，冷凝来自焦炭塔高 温油气中的循环油，作为炉辐射进料，调节循环比，也可用蜡油、或柴油 馏份，实现选择性馏份油循环 由于采用塔底循环油经塔外换热器循环回流取热，可控制塔底温度不至于 太高，减缓了塔底结焦和塔底泵抽空现象 由于受到换热流程中热流温位的限制，，使加热炉进料温度最高330℃， 这样降低了加热炉进料泵苛刻度 焦化新鲜原料渣油不进入分馏塔内与高温油气接触换热，对稳定和提高蜡 油产品质量会有一定的好处
亿吨／年，约占原油一次加工能力的21％
将原油最大限度的转化为轻质运输燃料和石化原料
尤其是对加工高硫、高沥青质的重质渣油


焦化约占重油加工总能力的30％， 裂化／减粘占26％ 重油催化裂化占24％ 重油加氢占17％
溶剂脱沥青占3％
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一. 延迟焦化工艺和工程
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
工艺 焦化 热裂化／减粘 重油催化裂化 重油加氢 其中：固定床 沸腾床 悬浮床 溶剂脱沥青 合 计 能力 万吨/年 26541 22323 20498 14606 12022 2584 20 2382 86370 所占比例％ 30 26 24 17 13.977 3 0.023 2.76 100 占原油一次加工能力％ 6.47 5.45 5.01 3.57 2.935 0.63 0.005 0.58 21.08
名称 循环比 产品收率 m％ 富气 汽油 柴油 蜡油 焦炭 轻质油收率 液体产物收率 柴／汽比 0.44 8.20 13.10 28.60 26.40 23.70 41.70 68.10 2.10 P 油减渣 1.00 10.10 17.90 41.70 5.0 25.60 59.60 64.60 2.33 0.40 7.92 13.67 33.17 23.35 21.89 46.84 70.19 2.426 S 油减渣 0.80 10.81 16.87 42.26 7.93 22.13 59.13 67.06 2.505
采用双面辐射加热炉
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• • •

正确选定辐射辐射段入口温度和适宜的炉膛体积热强度。 短停留时间（427℃≯40秒） 采用中、小能量低NOx火嘴及扁长形炉膛尺寸和对称炉管布置 恒定和升温梯度及良好的燃烧室热分布控制
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一. 延迟焦化工艺和工程
3. 延迟焦化工艺和工程设计考虑--焦炭塔和框架结构
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二. 延迟焦化工艺流程
1. 典型的延迟焦化工艺流程--CONOCO焦化零自然循环原则流程
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二. 延迟焦化工艺流程
2. 放空系统流程 汽
• 焦化装置放空系统用于处理焦炭塔吹汽、冷焦过程中从焦炭塔排出的油气和蒸
• 为控制污染和提高烃气体回收率,延迟焦化装置设有气体放空系统 焦炭塔生焦完毕后，开始除焦之前,需泄压并向塔内吹蒸汽，然后再注水冷却 此过程从焦炭中汽提出来的油气、蒸汽混合物排入放空系统的放空塔下部，用 放空塔顶排出的油气和蒸汽混合物经过冷凝、冷却后,在沉降分离罐内分离出 沉降分离罐分出的轻烃气体经过压缩后送入燃料气系统
客观先决条件，但对焦化过 程有很大的影响
原料的特性因素 减压蒸馏程度（Degree of Reduction） 残碳 含硫量 酸值和金属含量等
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三. 延迟焦化基本参数
1. 原料性质
• 高酸值高稠原油，可考虑用延迟焦化匹配原油予处理的联合工艺，
• 普通高稠原油可按照“稀释→换热→深度电脱盐脱水→加热→闪馏
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一. 延迟焦化工艺和工程
2. 延迟焦化工艺特点--产品的灵活性
焦炭塔压力及不同渣油焦化产品收率
项目 焦炭塔压力 产品收率 m% 气体 石脑油 轻蜡油 重蜡油 焦炭 8.0 14.0 26.2 29.7 22.1 9.0 11.7 27.2 19.4 32.7 9.4 11.3 26.3 18.7 34.3 低残炭减渣 低 高残炭减渣 低 高残炭减渣 高
泥浆式脱水罐系统流程图
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三. 延迟焦化基本参数
• 原料性质 • 操作温度 • 操作压力 • 循环比 • 焦化工艺参数优化
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三. 延迟焦化基本参数
• 影响延迟焦化过程的有关参数 原料参数 工艺参数 工程参数
• 原料参数是影响装置设计和
操作条件的主要参数有：
• 原料因素往往是事先确定的
•
设计中要充分考虑焦炭塔的加热／冷却之周期，保证焦塔寿命。优 化焦炭塔设计，依据原料性质（如残炭、沥青质、密度、粘度等）、 处理量、循环比、温度、压力以及是否考虑注有效消泡剂来计算确
定焦炭收率、焦炭塔允许气速，从而来决定焦炭塔数目和塔径、高
•
度（显然要结合考虑到水力除焦设备的能力和投资 缩短生焦周期，要考虑到塔壳体／裙座连接处应力，采用有限元分 析法，减少应力
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一. 延迟焦化工艺和工程
3.
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延迟焦化工艺和工程设计考虑--工艺设计 适应当前和未来可能操作原料性质变化 当加工低硫原料生产优质电极焦时，要优化工艺条件，达到馏份 油和焦炭收率之间最佳平衡和经济的操作点 加工重质劣质“四高”原料量，一般采用低压、高温和低循环比
操作条件，以实现最大馏份油收率，但务必注意弹丸焦生成问题。
• 常规延迟焦化装置由焦化、分馏（有的包括气体回收）、焦炭处
• 世界上各大公司开发的焦化工艺，他们的焦化－分馏流程差别不
大，主要在专有技术方面各有特色，形成各公司的专利 理、放空系统和冷、切焦水处理等几个部分所组成
重质烃类轻质化
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二. 延迟焦化工艺流程
1. 典型的延迟焦化工艺流程
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二. 延迟焦化工艺流程
炉管热量分布更均匀，热强度周向不均匀系数低，降低了管壁峰值温度和最大局部 热强度。但提高平均热强度，可减少总辐射面积约25～35％，并延长了加热炉操作 同期 在加热炉系统中采用ESD联锁，减少并紧急处理非计划停工，起到加热炉作用 在线清焦（on-line spalling（一般1.5～2天／次）设计，延长加热炉连续运行时间 采用多点注汽、双向烧焦技术以及“在线”烧焦（on-line decoking）技术
作为轻质化加工手段
• 塔河油常渣、辽河稠油渣油、沙轻减渣、伊朗油和科威特油减渣等
高沥青质含量、高残炭、低热稳定性的焦化料，建议不要采用超低 循环比操作条件，避免在加热炉管及主分馏塔底结焦；选用具有在 线清焦技术的双面辐射炉型；在工艺设计中考虑选择性瓦斯油外循 环流程，以增加产品方案灵活性和延长焦化炉运行周期，并且可以 避免弹丸焦的生成
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一. 延迟焦化工艺和工程
1.
• 世界原油特性的趋势是变重、变劣；高硫、高残炭、高金属、高酸值原
油比例逐步增加。随着重质燃料油需求不断减少，炼油厂的主要任务是
延迟焦化工艺在炼油厂重油深加工中作用
• 延迟焦化工艺从30年代工业化以来，至今是应用最广的渣油深加工技术， • 据2003年美国SFA太平洋咨询公司统计，世界重油加工能力已超过8.64
气
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二. 延迟焦化工艺流程
2. 放空系统流程
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国内现已设计的全密闭放空系统在放空塔底增设塔釜温度控制的 塔底油循环加热器，以保证塔釜油脱水和除焦粉。这种工艺流程 具有如下特点：
污油可回用、降低污油排放和污染 酸性水去可切焦水或冷焦水罐回用 轻烃气密闭利用、蜡油馏份可去分馏塔 避免堵塞塔板、管线 避免水入分馏塔突沸 使塔顶和污油系统的蜡最小
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二. 延迟焦化工艺流程
1.
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典型的延迟焦化工艺流程-可调循环比焦化工艺流程
该流程相应的欠缺之处： 循环油通过循环油泵来传送，而不是在分馏塔内经与原料油和／或蜡油馏份与来自 焦碳塔顶的高温油气直接接触后冷凝流入塔底，然后一步用加热炉进料泵抽出，泵 送流程经加热炉快速加到所需温度 由于分馏塔内蜡油或重蜡油集油箱以下的换热洗涤段取热是通过泵送循环油在塔外 流经原料换热器或蒸汽发生器后取走的，不是在塔内用蜡油馏份与高温油气直接接 触取热，势必传热效果要差，导致加热炉进料温度较低，增加了加热炉的所需热负 荷 用分馏塔底含有焦粉的循环油作为分馏塔下冲洗涤换热段换热洗涤油使用，在同样 操作负荷下会增加焦粉随上升油气夹带入柴、蜡油馏份中的份量 含有大量焦粉的塔底循环油，若外送出装置，会对换热和冷却设备的正常使用和循 环油的利用带来令人麻烦的问题 若分馏塔底含焦粉的循环油不外送，从焦粉平衡的角度看，会增加塔底焦粉的沉积 速率，并且会造成沥青态和焦态固体物的积聚，影响分馏塔和过滤器的正常运行
调整循环比，在达到最大馏份油收率和处理量时，应满足对蜡油 （HCGO）质量要求 在采用低压操作时，务必考虑到焦炭塔内气速以及造成的设备、 管线及系统压降，从而对气压机产生的影响 优化分馏与换热流程，选择合理的工艺方案，节省投资和能耗
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•
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一. 延迟焦化工艺和工程
3. 延迟焦化工艺和工程设计考虑--加热炉设计
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二. 延迟焦化工艺流程
3. 焦炭处理系统流程--直接装车
焦炭直接装车系统图
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二. 延迟焦化工艺流程
3. 焦炭处理系统流程--焦池装车
焦池装车系统流程图
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二. 延迟焦化工艺流程
3. 焦炭处理系统流程-- 储焦坑装车
储焦坑装车系统流程图
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二. 延迟焦化工艺流程
3. 焦炭处理系统流程--脱水罐
污油和污水，分别送出装置 经过冷却的循环油从混合气体中回收重质烃。然后将之送回焦化主分馏塔
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二. 延迟焦化工艺流程
2. 放空系统流程
延迟焦化装置放空系统流程图
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二. 延迟焦化工艺流程
2. 放空系统流程-美国ABB Lunnns公司延迟焦化装置放空流程
塔顶冷凝水可去切焦水和／或 冷焦水系统回用 回收的污油可去分馏塔回用 轻烃气体可密闭利用作燃料