延遲焦化新技術應用(論文）

1、120萬噸/年延遲焦化裝置新技術應用陳彥斌 萬生瑤 馬力飛 （中國石油蘭州石化公司 煉油廠，甘肅 蘭州 730060） 摘要 蘭州石化公司煉油廠1.2mt/a延遲焦化裝置，于2005年6月實現投料試車一次成功。該裝置在國內大型延遲焦化裝置成功應用了諸如采用雙輻射室四管程雙面輻射立式爐型，采用多點注汽、在線清焦技術。加熱爐火嘴采用扁平焰、低nox火嘴，以減少環(huán)境污染。焦炭塔采用頂部為橢圓封頭的設計，在不增加焦炭塔法蘭面高度的條件下盡量增加切線高度，提高焦炭塔容積。裝置開工后正常運行320天，經裝置全面標定，在加熱爐最大負荷下加工量最高可達到1.4mt/a。在處理量1.2mt/a下循環(huán)比最高達到0

2、.6。裝置能耗最低達到25.23kg.eo/t，低于設計指標4.76個單位。關鍵詞：重油 延遲焦化 重油加工 熱裂解1 前言蘭州石化分公司煉油廠1.2mt/a延遲焦化裝置是中油股份公司“十一五”發(fā)展目標及2015年遠景規(guī)劃的重點項目，是蘭州石化公司建設千萬噸級煉油基地的一項重點工程，也是國內處理能力較大的延遲焦化裝置之一。裝置由中國石化北京設計院設計，中國石油第二建設公司承建，于2004年3月破土動工， 2005年6月22日實現投料試車一次成功，6月23日生產出合格產品。裝置開工后運行正常，經標定和生產統計考核，裝置處理量、輕油收率、能耗均達到或超過設計指標。2 裝置概況1.2mt/a延遲焦化

3、裝置由焦化、分餾、吸收脫硫、氣壓機組等部分組成。裝置總占地面積16864，共有動設備114臺（套），靜設備96臺。1.2mt/a延遲焦化裝置設計采用了目前在國內較為先進的工藝技術。采用雙輻射室四管程雙面輻射立式爐型，采用多點注汽、在線清焦技術。加熱爐火嘴采用扁平焰、低nox火嘴，以減少環(huán)境污染。加熱爐采用熱管空氣預熱器預熱空氣，提高爐子的熱效率；焦炭塔采用頂部為橢圓封頭的設計，在不增加焦炭塔法蘭面高度的條件下盡量增加切線高度，提高焦炭塔容積。焦炭塔錐體段采用整體鍛件結構，為縮短生焦周期創(chuàng)造良好條件。焦炭塔頂到分餾塔的大油氣管線采用注急冷油技術，防止管線結焦。焦炭塔采用無堵焦閥暖塔工藝流程，可縮

4、短焦炭塔的預熱時間。焦炭塔必要時注消泡劑，以提高焦炭塔的利用率。焦炭塔設有中子料位計，可以方便地觀察到塔內料位的情況。分餾塔底部油部分循環(huán)，并加強過濾除去焦粉，防止爐管和塔底結焦。增加分餾塔的塔板數量，設置柴油集油箱，加強柴油、蠟油分離效果。增設了循環(huán)油集油箱，可靈活調節(jié)循環(huán)比，同時減少蠟油中攜帶焦粉量和分餾塔板的結焦。在分餾塔的分餾段，采用sei的bi塔板專利技術，提高產品分離精度；在分餾塔的洗滌段，采用人字形洗滌板，可以有效地將油氣中的焦粉洗滌下來。優(yōu)化分餾塔取熱比例，充分利用分餾塔過剩熱量，多余熱量用于發(fā)生蒸汽。放空塔采用塔式密閉放空技術，采用蠟油吸收放空氣體中的烴類，減少焦炭塔吹汽對環(huán)

5、境的污染。冷焦水處理采用罐式隔油分離、過濾、水力旋流分離和密閉冷卻工藝技術，冷焦后熱水采用空冷器冷卻，可有效減少占地和環(huán)境污染。焦炭塔采用雙塔單井架水力除焦技術，可節(jié)省約20%的鋼材。焦炭塔水力除焦系統采用先進的plc安全自保系統。該技術可以保障水力除焦工作的順利進行和安全操作。3 裝置新技術應用情況3.1 120萬噸/年延遲焦化裝置的原料來源目前是國內最為復雜的，為減壓渣油、催化油漿、抽出油、脫油瀝青的混合物，原料性質也是復雜多變的，裝置采用優(yōu)化原料摻條比例、優(yōu)化操作條件、穩(wěn)定循環(huán)比來保證產品質量和產品結構合理化。裝置原料摻調比例為：減壓渣油：69%、抽出油：6%、脫油瀝青：15%、催化油漿

6、：10%；優(yōu)化操作條件：嚴格控制加熱爐出口溫度496-498，上下波動不大于2，以保證原料的反應深度；穩(wěn)定分餾塔上下進料量的分配比例，嚴格控制分餾塔蒸發(fā)段溫度在370-378，適當提高塔底溫度，塔底溫控制在345-360，以保證穩(wěn)定的循環(huán)比以及減少加熱爐負荷，確保產品的質量和提高目的產品的收率。裝置輕質油收率由剛開工的56.82%提高至目前的57.89%，提高了1.07個百分點。下表為五組原料組成分析數據：表-1 原料分析數據 組成密度(kg/m3)100粘度（mm2/s）殘?zhí)浚╩%）烷烴芳香烴膠質瀝青質硫含量1減壓渣油/30.450.20.219.21.36抽出油/34.2650.8/1.0

7、3催化油漿/31.259.20.3/1.35瀝青/1.12混合原料97558115.9836.756.96.4/1.162減壓渣油/30.751.70.916.61.36抽出油/30.968.60.5/1.12催化油漿/37.961.80.2/1.31瀝青/1.59混合原料97571013.8835.358.46.4/1.183減壓渣油/23.832.70.842.70.97抽出油/3365.81.2/1.06催化油漿/38.359.20.4/1.2瀝青/1.18混合原料97574014.2835.554.69.9/1.144減壓渣油/26.615.829.328.31.1抽出油/3068.2

8、1.8/1.07催化油漿/15.667.115.5/1.22瀝青/1.16混合原料97572317.8336.152.311.6/0.955減壓渣油/27.746.32.523.51.15抽出油/39.360.50.2/0.83催化油漿/30.454.50.7/1.24瀝青/1.05混合原料97554716.183753.19.9/0.97產品數據分析見表2、表3：（標定兩組數據）表-2 焦化汽油、柴油、蠟油質量分析數據 項目汽油柴油蠟油121212密度(20)，kg/m3729.8730.5852.3851.3911.5913.5粘度（100），mm2/s/3.663.816凝點，/-4-3

9、+26+27閃點，/4142153156殘?zhí)?，m%/0.03430.0358餾程： 初餾點40.042.0/25124410%73.573.5/2%：28828550%130.5130.5293.5290.510%：34234190%172.5172354.0356.050%：39339695%/367.5368.590%：426430100%188.5186.5/97%：444448堿性氮，mg/kg/641.90626.62/銅片腐蝕3級3級1級1級/表-3 焦化富氣、液態(tài)烴、焦化干氣分析數據 組成項目h2n2o2h2sco2coc4焦化富氣14.384.750.93/0.130.4269

10、.528.724.5713.62/24.842.160.42/0.140.4671.418.834.598.25/液態(tài)烴1/42.0131.429.686.2210.672/43.1529.747.806.0213.29焦化干氣14.955.701.61/75.567.663.700.68/24.2314.103.77/66.346.973.470.94/ 由以上分析數據可看出，在原料性質極為復雜的情況下，裝置通過優(yōu)化摻條比例、優(yōu)化操作條件、穩(wěn)定循環(huán)比等措施保證了產品的質量和性質。3.2 裝置采用雙輻射室四管程雙面輻射立式爐型，采用多點注汽、在線清焦技術，并采用熱管空氣預熱器預熱空氣。加熱爐是

11、延遲焦化裝置核心設備之一，其運行狀況的好壞直接影響裝置產品分布和長周期運行。我裝置采用該技術后，不但防止高溫重油在加熱爐管內結焦，而且提高了加熱爐熱效率。裝置從2005年6月開工至2006年4月，加熱爐運行正常，原料油在加熱爐進出口的壓降無較大變化。表-4 加熱爐運行狀況 開工前期入口壓力mpa出口壓力mpa出口溫度流量t/h開工后 期入口壓力mpa出口壓力mpa出口溫度流量t/ha路爐管3.3310.363496.6350.01a路爐管3.3230.392496.6350.03b路爐管3.329 0.381496.6650.15b路爐管3.313 0.383496.6650.16c路爐管3.

12、2210.374496.2849.99c路爐管3.3160.384496.2849.97d路爐管3.2620.360496.5549.93d路爐管3.3370.383496.5550.20 3.3 延遲焦化裝置的焦炭塔為主要的反應設備，焦炭塔設計在不增加焦炭塔法蘭面高度的條件下盡量增加切線高度（與國內同等加工量裝置相比，切線高度增加3米，達27米），該高度增加后，不但提高了焦炭塔容積，正常生產中空高增高，而且更重要的是減少了進分餾塔油氣中焦粉的攜帶量。分餾塔底過濾器設計兩組，開工近一年來，僅投用一組，另一組仍為備用狀態(tài)，這點足以說明該設計的合理性。3.4 焦炭塔頂到分餾塔的大油氣管線采用注急冷

13、油（中段油）技術。該技術實施后，大油氣線溫度一般控制在420以下，從裝置運行近一年的結果看，壓差不到0.01mpa，說明大油氣線結焦情況不嚴重。 表-5 焦炭塔操作條件 項目塔頂溫度塔壁溫度塔底溫度急冷油量塔頂壓力單位t/hmpac-1418.5428.71486.0417.970.168c-2417.8428.23485.8818.180.1663.5 焦炭塔采用無堵焦閥暖塔工藝技術。該技術采用后，在正常生產中不但減少預熱閥的堵塞現象，而且縮短了焦炭塔預熱時間近3個小時。3.6 采用塔式密閉放空技術，用蠟油吸收放空氣體中的烴類，減少焦炭塔吹汽對環(huán)境的污染；冷焦水處理采用罐式隔油分離、過濾、水

14、力旋流分離和密閉冷卻工藝技術。正常生產中只需定期回收冷焦熱水罐頂部污油至污油罐。冷、切焦水含油、焦粉均滿足工藝要求，而且還實現了裝置污油、污水零排放。3.7 1.2mt/a延遲焦化裝置分餾系統運用了如下新技術：分餾塔底部油部分循環(huán)，并加強過濾除去焦粉，防止爐管和塔底結焦。增加分餾塔的塔板數量（41層），設置柴油集油箱，加強柴油、蠟油分離效果。增設了循環(huán)油集油箱，可靈活調節(jié)循環(huán)比，同時減少蠟油中攜帶焦粉量和分餾塔板的結焦。在分餾塔的分餾段，采用sei的bi塔板專利技術，提高產品分離精度；在分餾塔的洗滌段，采用人字形洗滌板，可以有效地將油氣中的焦粉洗滌下來。裝置開工后，分餾系統整體運行較為平穩(wěn)。裝

15、置在加工量、產品分布、產品質量、能耗等方面已達到設計預期效果。數據見以下列表（標定數據）：表- 6 裝置物料平衡 名稱設計處理量t/d設計處理量t/h設計百分比 %實際處理量t/d實際處理量t/h實際百分比入方減壓渣油79.73/55.763378.5140.887.04抽出油/24410.26.29催化油漿21.67/21.6725910.86.67混合原料34321431003881.5161.8100出方 干氣287.211.978.3832514.018.66液態(tài)烴81.53.392.37111.24.632.86汽油47219.6613.75604.325.1815.57柴油1355

16、.756.4939.50163568.1242.12蠟油240.310.017.001536.383.94焦炭978.140.7528.50104242.7526.40損失17.20.720.50110.730.45小計34321431003881.5161.8100產品分析： 焦化汽油、柴油、蠟油質量分析數據 ， 焦化富氣、液態(tài)烴、干氣分析數據見表-2、表-3（標定數據）。 表-7 石油焦、富胺液、貧胺液分析數據 項目1 2石油焦揮發(fā)份（%）12.01/水分（%）14.33/灰分（%）0.10/硫含量（%）1.62/真密度（kg/m3）2.29/富胺液h2s含量（%）54.3952.96胺濃

17、度（%）33.6733.29貧胺液h2s含量（%）5.375.01胺濃度（%）35.6437.70表-8 裝置標定能耗 標定進料量161.8t/h序號項 目標 定 消 耗 量設 計 消 耗 量標定能耗kg.eo/t單 位數 量單 位數 量1電kwh3888.8kwh4691.66.792循環(huán)水噸/時561噸/時491.60.3533.5mpa蒸汽噸/時1.46噸/時1.80.694燃料氣噸/時3.092噸/時4.73618.11能耗合計kg.eo/t25.94kg.eo/t29.9925.94單位能耗25.94 kg.eo/t = 1084.292mj/t3.8 裝置冷、切焦水系統水量大，水質

18、差，需定期置換排放。冷焦水、切焦水罐頂設溢流線至污油罐，冷、切焦水罐頂的浮油溢流至污油罐，在污油罐中加入破乳劑，使油水分離，污油回煉，污水進入水系統，從而改變了冷、切焦水的水質，減少了置換次數和置換量，使裝置污油、污水達到了零排放，確保裝置環(huán)保達標。分析數據見下表（標定數據）：表-9 工業(yè)污水、含油污水分析數據分析項目檢測點d116d223冷焦水切焦水焦池水樣裝置出水1石油類30400797.0 50.6 20.9 103.0 85.7 酚48.0 19.0 2.54 1.79 2.14 2.29 硫化物44.40.306 0.193 0.092 0.125 0.578 氰化物1.691.01

19、 0.017 0.006 0.004 0.004 cod222001840 190 63.5 79.4 127 ph7.628.75 7.94 8.32 7.96 9.30 氨氮21.92.88 12.7 8.07 14.4 4.61 懸浮物222564.0 226.0 234.0 142 824.0 分析項目檢測點d220d223冷焦水d102 焦池水樣裝置出水2石油類13410921.679799.720.1酚0.39421.20.7522740.3940.537硫化物0.210 0.2870.18335.20.0880.592氰化物0.0070.620 0.0160.010 0.0040

20、.005cod87.31910214152071.4143ph8.688.858.018.987.889.54氨氮60.85.7611.221.318.96.34懸浮物704922609425012964 經濟效益測算通過數據計算，120萬噸/年延遲焦化裝置半年可凈增效益24582.7022萬元，全年可凈增效益49165.4044萬元，人工費：3.2*75=240萬元、折舊費：35527*6%=2131.62萬元、維修費：2131.62*3%=63.95 萬元，裝置全年可創(chuàng)效益49165.4044-240-2131.62-63.95=46729.8344萬元，即4億6729.8344萬元，經濟效益十分可觀。表-10 裝置經濟效益計算名稱半年處理量t單位價格 元/t半年價值（萬元）減壓渣油5495722304-12662