延遲焦化裝置(改)

延遲焦化技術(shù)講座

2目錄延遲焦化工藝的基本概念國內(nèi)外延遲焦化發(fā)呈現(xiàn)狀延遲焦扮裝置的原料及產(chǎn)品延遲焦化工藝流程焦化工藝技術(shù)及特點(diǎn)焦化工藝設(shè)備及特點(diǎn)焦扮裝置環(huán)保狀況主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)焦扮裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)焦扮裝置的開工31.延遲焦化工藝焦化是以渣油或類似渣油的污油、原油為原料，通過加熱爐快速加熱到確定的溫度（大約500OC）后進(jìn)入焦炭塔，在塔內(nèi)適宜的溫度、壓力條件下發(fā)生裂解、縮合等一系列反應(yīng)，生成氣體、汽油、柴油、蠟油、循環(huán)油組分和焦炭的工藝過程。

基本概念4建設(shè)焦扮裝置的目的處理煉油廠過剩而無出路的減壓渣油；削減重油催化裂化的摻煉比例，提高催化汽油、柴油的質(zhì)量；提高作為優(yōu)質(zhì)乙烯裂解原料-焦化石腦油的產(chǎn)量；增產(chǎn)高十六烷值柴油，提高煉油廠的柴汽比；增加中間餾分焦化蠟油，為催化裂化及加氫裂化供應(yīng)原料；利用焦化干氣或石油焦作為制氫裝置的原料。供應(yīng)冶金行業(yè)運(yùn)用的石油焦?；靖拍?

基本概念

左圖為延遲焦化工藝的主要反應(yīng)部分流程，原料在加熱爐加熱后在焦炭塔反應(yīng)，焦炭塔兩個(gè)并聯(lián)間斷操作，一個(gè)在生焦，另一個(gè)則在除焦，一般18~24小時(shí)切換一次。62.影響焦化熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)的因素焦化熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)是自由的、無選擇性的熱裂化反應(yīng),不同于催化裂化、加氫裂化在催化劑的作用下發(fā)生的選擇性裂化反應(yīng),因此焦化熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)的產(chǎn)品分布和產(chǎn)品質(zhì)量只和原料性質(zhì)及操作條件有關(guān)?；靖拍?2.1原料性質(zhì)焦化原料油是以碳、氫、硫、氮、氧為主要元素的大分子（分子量約為500~1000）烴類混合物，是大分子轉(zhuǎn)化為小分子的裂化反應(yīng)（吸熱反應(yīng)）和小分子轉(zhuǎn)化為大分子的縮合反應(yīng)（放熱反應(yīng)）。渣油熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)是一種特殊困難的裂化和縮合相平衡的依次反應(yīng)，很難用化學(xué)反應(yīng)方程式來表達(dá)。通常把渣油分為四組分：飽和烴、芳烴、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)?；靖拍?渣油熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)視圖如下：9焦化熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)產(chǎn)品分布和四組分的含量有親密的關(guān)系，通常接受渣油的殘?zhí)恐岛退慕M分的含量來推斷原料的好壞及產(chǎn)品分布狀況,瀝青質(zhì)含量高或渣油殘?zhí)恐蹈叩脑秃啙嵔Y(jié)焦，生焦率較高，輕油收率較低。幾種國內(nèi)外焦化原料油的性質(zhì)見表1-1.幾種減壓渣油焦化的產(chǎn)品分布見表1-2.產(chǎn)品分布和渣油中的殘?zhí)康幕蛟S關(guān)系為:氣體,%=7.8+0.144X殘?zhí)恐灯?%=11.29+0.343X殘?zhí)恐到固?%=1.6X殘?zhí)恐挡裼?蠟油,%=100-氣體%-汽油%-焦炭%基本概念10幾種國內(nèi)外焦化原料油性質(zhì)11幾種國內(nèi)外焦化原料油性質(zhì)12基本概念2.2循環(huán)比循環(huán)比的概念在各種文獻(xiàn)上不太統(tǒng)一,通常有兩種不同的表示方法:一種是進(jìn)加熱爐的總流量(或輻射進(jìn)料量),和簇新原料量的比值(或?qū)α鬟M(jìn)料量),公式為:聯(lián)合循環(huán)比=(簇新原料量+循環(huán)油量)/簇新原料量。該種方法表示的循環(huán)比大于1.0,另一種是進(jìn)加熱爐的循環(huán)油流量,和簇新原料量的比值(或?qū)α鬟M(jìn)料量),公式為:循環(huán)比=循環(huán)油量/簇新原料量。該種方法表示的循環(huán)比小于1.0，當(dāng)無循環(huán)油量時(shí)，循環(huán)比為零，有時(shí)叫單程操作。兩種方法都能顯示加熱爐中循環(huán)油或回?zé)捰退嫉谋壤Ｔ诖匦略现袚饺虢拱缪b置反應(yīng)自產(chǎn)的反復(fù)循環(huán)的循環(huán)油,變更了原料的性質(zhì),聯(lián)合油的四組分比例結(jié)構(gòu)發(fā)生變更,使熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)發(fā)生變更.循環(huán)油相當(dāng)于重蠟油或蠟油,在加熱爐和焦炭塔也產(chǎn)生部分熱裂化反應(yīng)。13表1-3單程和低循環(huán)比對(duì)蠟油和爐進(jìn)料油影響142.2

循環(huán)比從表1-3可看出：(1)單程和低循環(huán)比下液收高，焦炭收率低,蠟油收率高，但柴油收率低、汽油收率略低；(2)單程和低循環(huán)比下蠟油變重、變稠；(3)低循環(huán)比下焦化爐進(jìn)料油性質(zhì)變差，特殊是康殘和瀝青質(zhì)含量提高，必定會(huì)影響到焦化爐運(yùn)行周期?；靖拍?5大循環(huán)比對(duì)蠟油和爐進(jìn)料油影響16國外的餾份油循環(huán)焦化原料用輕烴稀釋，輕烴可用汽油，柴油或蠟油等，稱為餾分油循環(huán)，餾分油循環(huán)可以提高產(chǎn)品的選擇性。當(dāng)要求提高汽柴油中汽油的比例時(shí)，除了接受大循環(huán)比操作條件外，還可進(jìn)行選擇性餾份油循環(huán)，稀釋輕烴比例提高，則氣體、汽油、柴油收率均增加，而蠟油收率明顯下降，總液收略有下降?；靖拍?7基本概念3反應(yīng)壓力反應(yīng)壓力一般是指焦炭塔頂?shù)膲毫?反應(yīng)壓力對(duì)焦化產(chǎn)品分布有確定影響,壓力上升,反應(yīng)的深度增加,氣體和焦炭的收率增加,液體收率削減,焦炭的揮發(fā)份提高.反之壓力降低,反應(yīng)的深度削減,氣體和焦炭的收率削減,液體收率增加,焦炭的揮發(fā)份降低.為了提高裝置的經(jīng)濟(jì)效益,通常接受低壓設(shè)計(jì)和操作.接受低壓操作可改善焦化產(chǎn)品分布，在國內(nèi)外已普遍認(rèn)可，國內(nèi)焦炭塔頂操作壓力一般為0.15～0.20Mpa，國外最低的達(dá)到0.1～0.15Mpa。壓力降低一般可提高蠟油的收率，但是壓力太低焦炭塔內(nèi)泡沫層上升,焦粉易攜帶并易產(chǎn)生彈丸焦,另外增大了焦炭塔的氣體體積流量，勢必使焦炭塔的塔徑加大，使分餾塔的塔徑加大，使壓縮機(jī)和塔頂冷凝系統(tǒng)的負(fù)荷增加,裝置的投資增加，因此應(yīng)綜合設(shè)備投資、操作費(fèi)用和產(chǎn)品分布等因素確定適宜的操作壓力。18

表1-4操作壓力對(duì)焦化蠟油收率和質(zhì)量影響當(dāng)焦炭塔操作壓力降低，雖然石油焦收率下降，蠟油收率增加，但是蠟油變重，蠟油殘?zhí)亢椭亟饘俸烤黾印Ｒ虼?，降壓操作時(shí)還應(yīng)考慮蠟油質(zhì)量。19基本概念4反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度一般是指加熱爐輻射爐管的出口溫度,這一溫度的變更干脆影響著焦炭塔內(nèi)的反應(yīng)溫度和反應(yīng)深度,從而影響到產(chǎn)品分布和產(chǎn)品質(zhì)量。溫度低,焦化反應(yīng)深度不足,產(chǎn)品收率低,焦炭揮發(fā)份高。溫度太高反應(yīng)過深，使汽油和柴油接著裂化，降低汽油和柴油的收率，增加氣體收率，焦炭變硬，使除焦困難。反應(yīng)溫度的確定一般和原料性質(zhì)有關(guān)。提高焦化溫度可增產(chǎn)液體產(chǎn)品收率，但基于焦化反應(yīng)的特點(diǎn)，反應(yīng)溫度（爐出口溫度限制）調(diào)整的幅度是很窄的，溫度過高會(huì)導(dǎo)致提前結(jié)焦，堵塞爐管、轉(zhuǎn)油線結(jié)焦，影響開工周期，同時(shí)易生成硬質(zhì)石油焦，使除焦困難；溫度過低導(dǎo)致熱量不足反應(yīng)深度不夠，輕油收率降低，焦炭揮發(fā)分增大或產(chǎn)生焦油。20焦炭塔頂溫度、壓力和循環(huán)比對(duì)產(chǎn)品收率的影響可定性的見下圖：21發(fā)呈現(xiàn)狀1.中石化已建和在建焦扮裝置統(tǒng)計(jì)表表2-122發(fā)呈現(xiàn)狀1.中石化已建和在建焦扮裝置統(tǒng)計(jì)表表2-123發(fā)呈現(xiàn)狀1.中石化已建和在建焦扮裝置統(tǒng)計(jì)目前中石化約有21套焦扮裝置正在運(yùn)行，總加工實(shí)力約為1890萬噸/年，正在建設(shè)的裝置約有7套，總加工實(shí)力約為940萬噸/年，2005年后，中石化將有約28套焦扮裝置，焦化加工實(shí)力將達(dá)到約3000萬噸/年。242.中石油已建和在建焦扮裝置統(tǒng)計(jì)表表2-2252.中石油已建和在建焦扮裝置統(tǒng)計(jì)目前中石油約有10套焦扮裝置正在運(yùn)行，總加工實(shí)力約為1080萬噸/年，正在建設(shè)的裝置約有4套，總加工實(shí)力約為470萬噸/年，2005年后，中油將有約14套焦扮裝置，焦化加工實(shí)力將達(dá)到約1500萬噸/年。發(fā)呈現(xiàn)狀26發(fā)呈現(xiàn)狀3.地方已建和在建焦扮裝置統(tǒng)計(jì)表表2-3不完全統(tǒng)計(jì)國內(nèi)地方煉廠新建設(shè)焦扮裝置約6套，其總加工實(shí)力約為：200萬噸/年。27發(fā)呈現(xiàn)狀4.國內(nèi)外焦化發(fā)展對(duì)比據(jù)統(tǒng)計(jì)，在焦扮裝置總加工實(shí)力中，美國為1.23億t/a，約占世界焦扮裝置總加工實(shí)力的54.07%，居世界首位，我國（不包括臺(tái)灣?。┙拱缪b置總加工實(shí)力為16.83Mt/a（石化）,占世界焦扮裝置總加工實(shí)力的7.37%，僅次于美國，位于世界其次。其次依次為委內(nèi)瑞拉、墨西哥、和阿根廷等，其加工實(shí)力分別為7.97Mt/a、7.76Mt/a和6.08Mt/a。各自分別占世界焦扮裝置總加工實(shí)力的3.49%、3.39%、和2.66%。表－2-4表示2002年世界前十位國家的焦扮裝置的加工實(shí)力。28表－2-4焦扮裝置排名前十位的國家，Mt/a[1]＊：不包括臺(tái)灣省在內(nèi)29據(jù)預(yù)料，在今后20年焦化工藝仍將以每年7％以上的速度逐步增長。圖2－1世界焦化加工實(shí)力（1990---）30圖2－2世界石油焦產(chǎn)量（1975～2000）[3]31圖2－3美國焦化加工實(shí)力[2,5]32圖2－4我國延遲焦扮裝置加工實(shí)力的增長[6]33由上圖可以看出，中國的延遲焦化工藝自1998年以來發(fā)展較快，并有不斷接著發(fā)展的趨勢，依據(jù)目前的規(guī)劃，中海油擬建420萬噸/年，金山石化擬建200萬噸/年，高橋石化擬建140萬噸/年，天津石化擬建250萬噸/年，大青島煉油擬建200萬噸/年，獨(dú)山子石化擬建420萬噸/年，大連建420萬噸/年等。發(fā)呈現(xiàn)狀341焦化原料焦扮裝置的原料比較廣泛，主要有減壓渣油，常壓渣油，瀝青，催化油漿，乙烯裂化焦油和類似渣油的污油、原油等,是煉油廠最重的油品,很難通過其他裝置進(jìn)行加工。典型焦化原料性質(zhì)見表3-3。延遲焦扮裝置目前已能處理包括直餾（減粘、加氫裂化）渣油、裂解焦油和循環(huán)油、焦油砂、溶劑精制后的煤以及煤的衍生物、催化裂化油漿，煉廠污油（泥）等60余種原料,焦化原料主要由炭、氫、硫、氮、氧和重金屬組成。原料油的康氏殘?zhí)繛?.8w%～>45w%，API重度2～20API。焦扮裝置對(duì)原料的要求不太苛刻,通常要求焦化進(jìn)料的含鹽量<10～15ppm，含水量<0.1%,小于500度的組分<5%(V),重金屬含量不能太高,以保證焦炭的灰分合格。原料及產(chǎn)品35原料及產(chǎn)品2焦化產(chǎn)品焦扮裝置的產(chǎn)品主要有焦化富氣、汽油、柴油、蠟油、燃料油和焦炭,焦扮裝置的產(chǎn)品均為半成品。焦化汽油和柴油的溴值比較高,汽油在40~80gBr/100g之間，柴油在35~60gBr/100g之間,其安定性都不好,簡潔變色，是較好的乙烯裂解原料，乙烯收率可達(dá)28%。焦化蠟油屬于焦化中間餾分油，干點(diǎn)一般為：450~500oC,其芳烴含量較高，并含有硫氮和金屬，一般做加氫裂化原料或催化裂化原料。在產(chǎn)率中，中間餾分油產(chǎn)率占總產(chǎn)率的30w%～65w%左右，在當(dāng)今多產(chǎn)中間餾分油需求下顯得尤為重要。延遲焦化生產(chǎn)的焦炭為普焦，且為生焦，含有8~12%的揮發(fā)份，經(jīng)過煅燒后成為熟焦，揮發(fā)份降到0。5%以下。36原料及產(chǎn)品焦化產(chǎn)品中的硫和氮的估算見下表：

硫主要分布在氣體焦炭中，而氮大部分分布在焦炭中。因焦扮裝置對(duì)其產(chǎn)品而言，也具有確定的脫硫和脫氮作用。37表3-1焦化的原料來源和產(chǎn)品去向38國內(nèi)典型的焦化原料性質(zhì)見下表39國內(nèi)典型的焦化產(chǎn)品性質(zhì)見下表40國內(nèi)典型的焦炭性質(zhì)見下表41

工藝流程延遲焦化的工藝流程共分7個(gè)部分，主要包括：（1）原料換熱部分，（2）加熱爐部分，（3）焦碳塔部分，（4）分餾塔部分，（5）焦碳塔的吹汽放空部分，（6）冷切焦水處理部分，（7）焦化富氣的壓縮吸取部分。421原料換熱部分焦化原料干脆來自常減壓蒸餾裝置或罐區(qū)，進(jìn)裝置界區(qū)后首先與焦化柴油換熱，入原料油緩沖罐，然后由原料泵抽出，先后送經(jīng)原料中段回流換熱器、蠟油原料油換熱器，被換熱到290℃后進(jìn)入分餾塔下段換熱區(qū)，在此與來自焦炭塔的熱油氣(420℃)接觸換熱，原料油中蠟油以上重餾分與熱油氣(420℃)中的被冷凝的循環(huán)油一起流入塔底。工藝流程43圖3－1原料預(yù)熱流程44工藝流程2加熱爐部分分餾塔底油，焦化油或聯(lián)合油在340℃下，用加熱爐進(jìn)料泵抽出打入加熱爐的對(duì)流段，流經(jīng)輻射段被快速升溫到495~505℃，然后經(jīng)四通閥入焦炭塔底部。3焦炭塔部分循環(huán)油和原料減渣中蠟油以上餾分，在焦炭塔內(nèi)由于高溫長停留時(shí)間，產(chǎn)生裂解、縮合等一系列反應(yīng)，最終生成富氣、汽油、柴油、蠟油、等產(chǎn)品和石油焦。焦炭結(jié)聚在塔內(nèi)。高溫油氣經(jīng)急冷油急冷后(420℃)，流入分餾塔換熱板下。45圖3－2加熱爐及焦炭塔部分流程464分餾塔部分從焦炭塔頂流出的熱油氣入分餾塔換熱段(420℃)，與原料油干脆換熱后冷凝出循環(huán)油落入塔底，其余大量油氣升經(jīng)五層換熱板，進(jìn)入集油箱以上分餾段。從下往上分餾出重蠟油、蠟油、柴油、汽油和富氣。蠟油集油箱之蠟油由蠟油泵抽出，送經(jīng)蠟油原料油換熱器，換熱后去穩(wěn)定塔底和脫吸塔底重沸器做熱源，再經(jīng)蠟油蒸汽發(fā)生器降溫到210℃再分成二股物流；一股返回分餾塔作回流，另一股經(jīng)蠟油脫氧水換熱、蠟油空冷器冷到90℃送出裝置。中段回流從分餾塔抽出(305℃)，由中段回流泵抽送經(jīng)中段回流原料換熱器、蒸汽發(fā)生器，換熱到210℃后返回分餾塔作回流。柴油從分餾塔由柴油泵抽出，送經(jīng)柴油原料油換熱器，柴油蒸汽發(fā)生器，又經(jīng)柴油脫氧水換熱，柴油富吸取油換熱器，降到110℃，再經(jīng)柴油空冷器冷到55℃后分二股；一部分為柴油產(chǎn)品出裝置去加氫精制，另一部分由吸取柴油泵經(jīng)吸取柴油冷卻器冷到40℃打入柴油吸取塔作為吸取劑用。自柴油吸取塔底返回的富吸取柴油經(jīng)與柴油換熱后和較高溫度的柴油一起，作為分餾塔柴油回流。為了保證來自系統(tǒng)的脫硫燃料氣入加熱爐火嘴前不帶凝液，燃料氣與自分餾塔來的頂回流(155℃)經(jīng)換熱器換熱。頂回流與燃料氣換熱后，再由泵送出經(jīng)頂回流空冷器，冷卻到60℃返回到分餾塔，限制分餾塔頂溫度。分餾塔頂油氣經(jīng)塔頂空冷器，后冷器冷卻到40℃流入分餾塔頂油氣分別罐，汽油由泵送出裝置，焦化富氣經(jīng)壓縮機(jī)入口分液罐分液后進(jìn)入富氣壓縮機(jī)。47圖3－3分餾塔部分流程48工藝流程5焦炭塔的吹汽放空部分焦炭塔吹汽、冷焦產(chǎn)生的大量高溫(≥180℃)蒸汽及少量油氣進(jìn)入放空塔，從頂部打入蠟油餾分，洗滌下油氣中的重油餾分。塔底重油用泵抽出，送經(jīng)水箱冷卻器冷卻后，一部分作為塔頂回流，限制頂部氣相溫度190℃左右，另一部分在液面限制下送出裝置或回?zé)?。塔頂油氣及大量蒸汽干脆進(jìn)入空冷器。當(dāng)來自焦炭塔的氣相溫度低于180℃時(shí)，切換到放空塔頂空冷器入口，水蒸汽及少量輕烴經(jīng)空冷器、后冷器冷到40℃進(jìn)入塔頂汽液分別罐，分出的污水由泵送入冷焦水池，也可送往酸性水汽提單元處理，不凝氣排入瓦斯放火炬系統(tǒng)。49圖3－4焦炭塔的吹汽放空部分流程50工藝流程6冷切焦水處理部分焦炭塔運(yùn)行至冷焦時(shí)，開啟冷焦冷水泵，從冷焦冷水儲(chǔ)罐將冷焦水送往焦炭塔進(jìn)行冷焦，冷卻溢流水排入溢流水儲(chǔ)罐，放空水排入放空水儲(chǔ)罐。罐內(nèi)的浮油浮至水面，通過罐內(nèi)周邊環(huán)形集油槽排出，排至污油罐，脫水后，再由污油泵送至全廠污油罐。焦粉沉至罐底，通過排泥閥排至貯焦池。冷焦溢流水儲(chǔ)罐和放空水儲(chǔ)罐出水經(jīng)冷焦熱水泵加壓，經(jīng)過濾器后送入水力旋流分別器，利用液體在旋流管內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力將油滴從水中分別出來除油后的冷焦水進(jìn)入空冷器冷卻降溫。被冷卻后的冷焦水利用余壓進(jìn)入冷焦冷水儲(chǔ)罐。冷焦冷水儲(chǔ)罐中浮起來的污油通過罐內(nèi)周邊環(huán)形集油槽排到系統(tǒng)含油污水管道。從焦炭塔排出的焦炭和切焦水進(jìn)入貯焦池后，切焦水先進(jìn)入一次沉淀池，大顆粒粉焦沉淀下來，再進(jìn)入二次沉淀池。沉淀池內(nèi)設(shè)三道格網(wǎng)，攔截粉焦。沉淀池出水經(jīng)切焦水提升泵加壓送至過濾罐進(jìn)一步去除粉焦后，送入切焦水儲(chǔ)罐貯存，供高壓水泵切焦用。微細(xì)粉焦在罐內(nèi)接著沉淀，切焦水儲(chǔ)罐沉積的微小粉焦，可以定期清掃排入二次沉淀池。當(dāng)發(fā)覺液面有油時(shí)，可使罐內(nèi)水位上升后，污油經(jīng)集油槽至含油污水立管，排入含油污水系統(tǒng)。焦炭由橋式抓斗吊車抓到火車或汽車上外運(yùn)銷售。51圖3－5冷切焦水處理部分流程52工藝流程7焦化富氣的壓縮吸取部分焦化富氣經(jīng)分液后進(jìn)入焦化富氣壓縮機(jī)，在此壓縮到1。3MPa(g)進(jìn)入焦化富氣空冷器冷卻到60℃，和自吸取塔來的富吸取油、自解吸塔來的解吸氣混合后再經(jīng)飽和吸取油水冷器冷卻至40℃進(jìn)入吸取塔入口分液罐，在此平衡分別。氣體進(jìn)入吸取塔下部，并自下向上流淌，和自上向下的吸取劑接觸，氣體中的C3，C4被吸取，未被吸取的貧氣自塔頂流出至再吸取塔，在再吸取塔)由柴油進(jìn)一步吸取，未被吸取的干氣至脫硫部分。吸取塔設(shè)二個(gè)中段回流以降低吸取溫度提高吸取率。凝縮油由脫吸塔進(jìn)料泵抽出或自流經(jīng)過脫吸塔進(jìn)料穩(wěn)定汽油換熱器換熱后進(jìn)入解吸塔頂。在解吸塔由塔底重沸器供應(yīng)熱源，脫除C2組分。脫乙烷汽油由穩(wěn)定塔進(jìn)料泵抽出經(jīng)穩(wěn)定塔進(jìn)料穩(wěn)定汽油換熱器換熱后進(jìn)入穩(wěn)定塔第24層。在穩(wěn)定塔由塔底重沸器供應(yīng)熱源、塔頂冷凝器供應(yīng)冷回流，使汽油和液化氣分別。塔頂油氣經(jīng)冷凝器冷凝冷卻后進(jìn)入穩(wěn)定塔頂回流罐，未凝氣進(jìn)壓縮機(jī)入口，冷凝液(液化氣)由泵抽出，部分作為回流打到穩(wěn)定塔頂50層，部分作為產(chǎn)品至液化氣脫硫部分。塔底穩(wěn)定汽油自壓至換熱器、空冷器、水冷器冷卻到40℃，部分由補(bǔ)充吸取劑泵升壓后至吸取塔頂作為補(bǔ)充吸取劑，部分作為產(chǎn)品送出裝置。53圖3－6焦化富氣的壓縮吸取部分流程548關(guān)鍵的生產(chǎn)工序說明本裝置關(guān)鍵的生產(chǎn)工序主要是加熱爐、焦炭塔部分的工藝操作。（1）焦化加熱爐焦化加熱爐是焦扮裝置的核心設(shè)備，接受多點(diǎn)注汽、在線除焦、雙向燒焦技術(shù)。多點(diǎn)注汽是每路爐管，依據(jù)工藝計(jì)算對(duì)結(jié)焦臨界點(diǎn)注入中壓蒸汽，一般設(shè)三個(gè)點(diǎn)或更多的點(diǎn)，中壓蒸汽自管網(wǎng)來，在流量限制下自動(dòng)注入爐管，每點(diǎn)的注入量不同，這比在爐入口一點(diǎn)注汽相比具有節(jié)約蒸汽、降吐苧沽檔撓諾?。灾O叱是在不停爐的條件下，爐管內(nèi)通入蒸汽，通過限制爐管溫度，使焦炭脫落并由蒸汽吹出進(jìn)入焦炭塔。雙向燒焦主要是在燒焦時(shí)大塊焦粉使?fàn)t管堵室的狀況下接受返向吹汽的措施，這佯可以使燒焦更完善。燒焦時(shí)的煙氣排入燒焦罐，通入水急冷后排至煙囟。工藝流程55工藝流程8關(guān)鍵的生產(chǎn)工序說明本裝置關(guān)鍵的生產(chǎn)工序主要是加熱爐、焦炭塔部分的工藝操作。（2）焦炭塔焦炭塔是間歇操作的設(shè)備，當(dāng)一個(gè)塔在進(jìn)料時(shí)，另一個(gè)塔在處理。焦炭塔生產(chǎn)操作的工序主要有：①向焦炭塔內(nèi)少量吹汽，把油氣吹入分餾塔；②向焦炭塔內(nèi)大量吹汽，該吹汽汽提至吹汽放空塔，并在放空系統(tǒng)冷凝冷卻回收污油；③向焦炭塔內(nèi)少量給水，給水汽化的蒸汽及油氣至放空塔；芟蚪固克大量給水，水溢流到冷焦水系統(tǒng)的熱水罐；⑤排放焦炭塔內(nèi)的水至冷焦水熱水罐；⑥拆卸塔頂、塔底出焦口法蘭；⑦接受高壓水切除焦炭塔內(nèi)的焦炭；⑧安裝塔頂、塔底法蘭；⑨對(duì)焦炭塔進(jìn)行氣體試壓檢查塔頂、底蓋的密封性；⑩引另一個(gè)焦炭塔的油氣對(duì)該塔預(yù)熱，油氣自塔引入至塔底再經(jīng)甩油罐返回到分餾塔。待焦炭塔的溫度達(dá)到要求后，切換四通閥，該閥正常進(jìn)料，另一個(gè)塔進(jìn)行上述過程的處理。56圖3－7焦炭塔切換操作部分流程57工藝流程焦炭塔不同操作周的操作狀況58工藝流程9主要操作條件9.1焦化部分59工藝流程9主要操作條件9.2吸取穩(wěn)定部分60工藝技術(shù)及特點(diǎn)1國外焦化工藝技術(shù)特點(diǎn)國外的延遲焦化技術(shù)主要以美國的技術(shù)為代表，在二十世紀(jì)八十年頭和九十年頭發(fā)展較快，主要體現(xiàn)在工藝流程的合理性、操作的靈敏性、設(shè)備的先進(jìn)性、節(jié)能增效、削減環(huán)境污染等方面，歸納起來有如下幾點(diǎn)：a)提高焦化反應(yīng)溫度增產(chǎn)液體產(chǎn)品，即在保證石油焦不太硬，爐管及轉(zhuǎn)油線結(jié)焦不嚴(yán)峻的前提下，盡可能接受較高的爐出口溫度，以提高液體收率。b)降低焦炭塔的操作壓力以改善產(chǎn)品分布，常規(guī)設(shè)計(jì)焦炭塔操作壓力為0.175MPa(g)，低壓設(shè)計(jì)操作壓力為0.11MPa(g)。設(shè)計(jì)壓力的降低可削減焦炭收率，但分餾設(shè)備及壓縮機(jī)的投資將增加。c)降低循環(huán)比提高液體產(chǎn)品收率，目前國外裝置較多的傾向于低循環(huán)化，有的裝置接近“0”循環(huán)化操作，即單程操作，最大限度的削減石油焦的產(chǎn)率。61工藝技術(shù)及特點(diǎn)1國外焦化工藝技術(shù)特點(diǎn)d)接受不同沸點(diǎn)范圍的餾分油替代全部或部分一般循環(huán)，由于餾分油的循環(huán)，可增加相臨餾分的產(chǎn)品收率，因此為變更產(chǎn)品分布供應(yīng)了操作的靈敏性。e)對(duì)焦化原料進(jìn)行預(yù)處理，如原油的深度脫鹽、減壓深拔、減粘裂化加氫處理等，改善焦扮裝置的產(chǎn)品質(zhì)量。在焦化原料中摻煉FCC澄清油來降低石油焦產(chǎn)率。焦化進(jìn)料爐前混氫來改善產(chǎn)品分布和質(zhì)量。f)利用催化澄清油或其它重質(zhì)油生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的針狀焦技術(shù)，在國外已成熟的應(yīng)用于工業(yè)扮裝置。g)焦炭塔的大型化設(shè)計(jì)應(yīng)用技術(shù)，接受一爐二塔單系列規(guī)模達(dá)到160萬噸/年以上，焦炭塔的直徑一般在8.84米左右。最大直徑達(dá)12.2m。

62工藝技術(shù)及特點(diǎn)1國外焦化工藝技術(shù)特點(diǎn)h)接受短的生焦時(shí)間，具資料介紹，美國焦扮裝置焦炭塔的生焦時(shí)間一般為10～24小時(shí)，最常用的是18小時(shí)。接受短的生焦時(shí)間是以增加維護(hù)費(fèi)用和縮短裝置運(yùn)用壽命為代價(jià)來削減一次性投資。該技術(shù)對(duì)現(xiàn)有裝置擴(kuò)能改造特殊有用。i)焦炭塔接受注消泡劑措施，削減焦粉夾帶，改善焦化產(chǎn)品的質(zhì)量。焦炭塔接受中子料位計(jì)，檢測塔內(nèi)的焦層及泡沫層，實(shí)現(xiàn)焦炭塔的平安操作，提高塔的利用率。j)焦炭塔系統(tǒng)操作的自動(dòng)化技術(shù)，主要包括吹汽、放空、給水、放水油氣預(yù)熱以及四通閥的切換工序的聯(lián)鎖自動(dòng)限制。塔底蓋裝卸的自動(dòng)化也在很多煉油廣泛應(yīng)用。k)利用焦扮裝置吹汽放空系統(tǒng)的過剩熱量處理煉油廠的含水污油技術(shù)。

631國外焦化工藝技術(shù)特點(diǎn)l)雙火焰雙面輻射焦化加熱爐的設(shè)計(jì)技術(shù)，焦化加熱爐的在線除焦技術(shù)，加熱爐管的多點(diǎn)注汽技術(shù)以及雙向燒焦技術(shù)。上述技術(shù)可以進(jìn)一步延長加熱爐的連續(xù)運(yùn)行周期。m)先進(jìn)限制技術(shù)，接受多參數(shù)的先進(jìn)過程限制軟件包，適用不同的操作摸式，可隨原料性質(zhì)變更而自動(dòng)調(diào)整操作條件，依據(jù)焦炭塔的操作自動(dòng)調(diào)整分餾塔的操作參數(shù)，保證產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)APC優(yōu)化操作。n)接受封閉式吹汽放空排放技術(shù)，封閉的除焦和焦炭輸送技術(shù)，冷、切焦水的密閉處理循環(huán)回用技術(shù)，加熱爐觜接受低NOx偏平焰火嘴技術(shù)等，均有利于削減環(huán)境污染。工藝技術(shù)及特點(diǎn)64工藝技術(shù)及特點(diǎn)2國內(nèi)焦化工藝技術(shù)狀況國內(nèi)的延遲焦扮裝置自1957年第一套試驗(yàn)裝置在撫順石油二廠建成以來，至今已相繼建設(shè)了近四十套，我國的延遲焦化技術(shù)也有了長足的進(jìn)步和發(fā)展，主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：a)焦炭塔的油氣預(yù)熱由有堵焦閥預(yù)熱方式改為無堵焦閥油氣預(yù)熱方式，該技術(shù)可以縮短焦炭塔的油氣預(yù)熱時(shí)間，避開焦炭塔甩油不凈，切換四通閥時(shí)引起的焦炭塔內(nèi)的凝縮油突沸現(xiàn)象。b)焦炭塔頂油氣管線接受注蠟油、中段油或柴油技術(shù)，防止管線結(jié)焦。c)焦炭塔內(nèi)接受底部注消泡劑技術(shù)，削減焦炭塔頂?shù)慕狗蹔A帶。65工藝技術(shù)及特點(diǎn)2國內(nèi)焦化工藝技術(shù)狀況d)焦炭塔的設(shè)計(jì)逐步實(shí)現(xiàn)了大型化，焦炭塔直徑由5.4米、6.0米、6.1米、6.4米逐步發(fā)展到8.4米、8.6米、8.8米和9.4米達(dá)到了單臺(tái)處理實(shí)力160萬噸/年左右。焦炭塔的材質(zhì)早期的20G改為目前的15CrMoR或1.25Cr0.5MoR等合金鋼材料。e)加熱爐的設(shè)計(jì)由單面輻射、低流速、低表面平均熱強(qiáng)度爐型，發(fā)展雙面輻射高流速、高表面平均熱強(qiáng)度爐型。單爐的加工實(shí)力由10萬噸/年提高140萬噸/年。f)分餾塔接受蠟油下回流洗滌技術(shù)，削減蠟油中焦粉含量。分餾塔底油部分循環(huán)技術(shù)，削減塔結(jié)焦。g)水力除焦方式有無井架、全井架、半井架和單井加架等多種方式，目前較多應(yīng)用的是有單井架水力除焦方式。h)水力除焦系統(tǒng)接受PLC平安聯(lián)鎖邏輯限制，取代了原來的人工手動(dòng)限制，電信號(hào)聯(lián)系的落后限制方式。66工藝技術(shù)及特點(diǎn)2國內(nèi)焦化工藝技術(shù)狀況i)低循環(huán)比及大循環(huán)比的設(shè)計(jì)已有成熟的閱歷，超低循環(huán)比和零循環(huán)化還未被一般接受。j)焦炭塔的吹汽放空接受油吸取接觸冷卻塔式密閉放空技術(shù)，逐步取代了原來的冷卻器冷卻或水冷卻塔急冷的吹汽放空方式，削減了對(duì)環(huán)境的污染。k)冷、切焦水處理基本都接受了密閉式分流處理循環(huán)回用的技術(shù)，削減了冷、切焦水的補(bǔ)水量。但該系統(tǒng)水中廢氣對(duì)環(huán)境的污染還未有可行的措施。l)除焦系統(tǒng)目前國內(nèi)大都接受放開的貯焦池貯焦、抓斗抓焦裝焦，沉淀池進(jìn)行水、焦分別的方式，對(duì)環(huán)境有確定的污染。m)儀表限制系統(tǒng)接受DCS限制。加熱爐部分、壓縮機(jī)部分接受ESD平安聯(lián)系限制系統(tǒng)。全裝置的APC優(yōu)化限制在國內(nèi)焦扮裝置中應(yīng)用不多。n)縮短生焦時(shí)間在國內(nèi)個(gè)別煉油廠焦扮裝置中試用過一段時(shí)間，由于國內(nèi)的倒班制度所限，沒有長期執(zhí)行下去。67設(shè)備技術(shù)及特點(diǎn)延遲焦扮裝置的主要設(shè)備有：加熱爐、焦炭塔、分餾塔和水力除焦機(jī)械。加熱爐是關(guān)鍵設(shè)備，焦炭塔是核心設(shè)備，水力除焦機(jī)械是特殊設(shè)備。681加熱爐設(shè)備技術(shù)及特點(diǎn)69 加熱爐是焦扮裝置的關(guān)鍵設(shè)備，它為整個(gè)裝置供應(yīng)熱量，把焦化原料快速加熱到500OC，而加熱爐管內(nèi)不結(jié)焦。加熱爐的好壞干脆影響裝置的“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”生產(chǎn)，對(duì)裝置的能耗也起關(guān)鍵作用。2000年以前，焦化加熱爐一般接受底燒的箱型立式加熱爐，爐管水平至于爐的兩側(cè)，爐底布置燃燒器，屬于單面輻射爐，每臺(tái)加熱爐的處理量為40~60萬噸/年，100萬噸/年的裝置一般用兩臺(tái)加熱爐。爐管的規(guī)格一般為：φ127X10，12~15米長。雙面輻射爐型 雙面輻射焦化爐爐型基本分為兩種，一種為多室箱式爐，一種為多室階梯爐，兩種爐型均在爐頂設(shè)置一個(gè)公用的對(duì)流室（參見圖1、2）。與常規(guī)單面輻射加熱爐相比，雙面輻射焦化爐爐膛長度較大、爐膛高度較小，這與其燃燒器數(shù)量較多、燃燒器發(fā)熱量較小有著干脆的關(guān)系。設(shè)備技術(shù)及特點(diǎn)7071雙面輻射焦化爐輻射管水平布置在爐膛中間，接受布置在其兩側(cè)燃燒器產(chǎn)生的火焰及爐墻的高溫輻射。管內(nèi)介質(zhì)一般接受自上向下流淌方式，但也有關(guān)于接受自下向上流淌方式的報(bào)道。與常規(guī)單面輻射焦化爐不同，雙面輻射焦化爐輻射管之間一般接受急彎彎管連接，并且布置在爐膛內(nèi)部而不設(shè)置彎頭箱，輻射管架可接受懸吊式結(jié)構(gòu)或下支撐式結(jié)構(gòu)。多室箱式爐接受垂直向上底燒式燃燒器，為保證爐膛溫度分布的勻整性，燃燒器火焰高度一般應(yīng)達(dá)到爐膛高度的1/3至1/2。處于同一輻射室的兩組盤管用中間火墻隔開，以避開操作中相互干擾。而多室階梯爐接受附墻式底燒燃燒器，燃燒器產(chǎn)生的高溫火焰緊貼爐墻向上燃燒，將爐墻加熱成為高溫輻射體，再由爐墻將熱量輻射給爐管。該種爐型每組盤管均位于一個(gè)輻射室內(nèi)，可保證操作中不會(huì)出現(xiàn)相互干擾。該加熱爐的設(shè)計(jì)屬于福斯特惠勒公司的專有技術(shù)。雙面輻射爐型

72傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是選取合適的輻射管平均熱強(qiáng)度、管內(nèi)質(zhì)量流速及管程數(shù)，從而確定輻射管規(guī)格及排管面積。依據(jù)輻射傳熱理論可知，在管心距為爐管外徑兩倍狀況下，單面輻射一面反射的爐管周向熱強(qiáng)度的不勻整系數(shù)（即周向最高熱強(qiáng)度與平均熱強(qiáng)度比值）約為1.78，而雙面輻射爐管約為1.2，這樣在周向最高熱強(qiáng)度相等的前提下，雙面輻射爐管的平均熱強(qiáng)度設(shè)計(jì)值可以取單面輻射爐管平均熱強(qiáng)度的1.5倍，因此雙面輻射焦化爐輻射管面積可以比單面輻射焦化爐削減1/3，即單程爐管總長度削減1/3。在相同的管內(nèi)流速條件下，雙面輻射排管不僅減小了管內(nèi)壓降，并且縮短了油品在管內(nèi)的停留時(shí)間，從而可達(dá)到延緩管內(nèi)結(jié)焦，延長加熱爐操作周期的目的。目前的工程閱歷數(shù)據(jù)是限制大于426°C的油品在爐內(nèi)的停留時(shí)間不大于45秒，而爐管規(guī)格多在Φ76~Φ127之間選擇。設(shè)計(jì)參數(shù)選擇

73國內(nèi)目前絕大多數(shù)焦化爐爐管材料為Cr5Mo(A335P5)，但由于爐出口介質(zhì)溫度高達(dá)500°C，在管內(nèi)達(dá)到確定結(jié)焦厚度狀況下，爐內(nèi)最高管壁溫度可達(dá)600°C以上。由于Cr5Mo材質(zhì)爐管的最高運(yùn)用溫度為600°C，因此接受Cr5Mo材質(zhì)爐管的焦化爐多存在高溫區(qū)爐管嚴(yán)峻氧化爆皮的現(xiàn)象，均須定期更換，從而影響了焦化爐的長周期操作。依據(jù)目前收集到的資料，國外延遲焦化爐均接受Cr9Mo爐管，國內(nèi)部分煉廠（如福建、上海金山、安慶等）也相繼接受Cr9Mo爐管。由于Cr5Mo材質(zhì)爐管的最高運(yùn)用溫度可達(dá)650°C，因此幾乎沒有發(fā)生氧化爆皮現(xiàn)象的報(bào)導(dǎo)。目前新設(shè)計(jì)的雙面輻射焦化爐一般均接受Cr9Mo爐管。輻射管架可接受懸吊式或下支撐式結(jié)構(gòu)，通常懸吊式結(jié)構(gòu)管架從穩(wěn)定性、熱膨脹補(bǔ)償及經(jīng)濟(jì)性等方面具有較大的優(yōu)勢。由于焦化爐爐膛溫度可最高可達(dá)1000°C左右，因此，無論接受何種結(jié)構(gòu)形式的管架，管架材料均須接受Cr25Ni20。為削減散熱損失及減小爐襯的蓄熱量，接受在線清焦技術(shù)的焦化爐應(yīng)接受纖維結(jié)構(gòu)爐襯為好，如耐火纖維模塊、噴涂纖維、纖維可塑料等。爐管、管架及爐襯材料選擇

74燃燒器類型及性能對(duì)焦化爐操作的好壞有著極其重要的作用。對(duì)于雙面輻射焦化爐來說，要求爐膛內(nèi)沿爐管長度及高度方向上管壁熱強(qiáng)度及煙氣溫度有著更高的勻整性，因此接受能產(chǎn)生確定高度穩(wěn)定扁平火焰的氣體燃燒器是較為合適的。燃燒器的布置應(yīng)與爐管及爐墻保持確定的距離，以避開火焰干脆沖擊爐管和爐墻。隨著國內(nèi)環(huán)保意識(shí)及有關(guān)法律法規(guī)的加強(qiáng)，對(duì)煙氣中氧化氮含量的限制也將更為嚴(yán)格，低氧化氮燃燒器將逐步占踞主導(dǎo)地位。燃燒器選型

75余熱回收設(shè)備選擇

余熱回收設(shè)備的類型較多，目前較為廣泛接受的有熱管式和列管式空氣預(yù)熱器。從傳熱效率上來說，板式空氣預(yù)熱器具有更大的優(yōu)勢，但由于其煙氣側(cè)簡潔積灰造成堵塞，因而應(yīng)用較少。由于熱管式空氣預(yù)熱器可以在煙氣側(cè)和空氣側(cè)均接受擴(kuò)大表面，從而大大提高了換熱效率，其應(yīng)用也比列管式空氣預(yù)熱器更為普遍。76接受多點(diǎn)注汽技術(shù)可明顯削減注汽量及管線壓降。焦化爐出口及爐管內(nèi)壓力的減小增加了管內(nèi)油品的汽化及油膜的裂開，從而對(duì)延緩管內(nèi)結(jié)焦有著主動(dòng)的作用。在線清焦技術(shù)是在焦化爐不停爐狀況下對(duì)爐管內(nèi)結(jié)焦進(jìn)行清除的過程。接受在線清焦技術(shù)的焦化爐一般應(yīng)接受4管程，以避開對(duì)后續(xù)設(shè)備操作造成太大的影響。操作時(shí)對(duì)其中一管程通入蒸汽，其余三管程正常操作，在線清焦用蒸汽及清除的焦碳與其他三管程油品一同進(jìn)入焦碳塔。在線清焦的原理是利用爐管金屬與管內(nèi)焦垢層熱膨脹系數(shù)的不同，通過快速增加及降低爐管溫度，使得焦炭層與爐管剝離。依據(jù)國外資料報(bào)道，接受該技術(shù)后焦化爐操作周期可延長至兩年以上。多點(diǎn)注汽及在線清焦技術(shù)

77雙向燒焦是在加熱爐進(jìn)出口管線分別設(shè)置燒焦蒸汽及空氣接管，實(shí)際操作中可由入口至出口進(jìn)行正常燒焦。當(dāng)爐靠近爐入口部位管內(nèi)結(jié)焦嚴(yán)峻時(shí)，接受正常方向燒焦不能有效清除時(shí)，還可由出口至入口進(jìn)行反向燒焦。雙向燒焦對(duì)具有在線清焦技術(shù)的雙面輻射焦化爐是特殊必要的，這是因?yàn)樵诰€清焦操作不當(dāng)時(shí)，有可能使大塊焦炭剝離而造成爐管堵塞，此時(shí)應(yīng)停爐，用蒸汽正向及反向交替吹掃加熱爐盤管，以清除管內(nèi)堵塞的焦炭。目前國際上廣泛應(yīng)用的機(jī)械清焦方法是一種與爐管規(guī)格匹配的專用清焦器，該清焦器放入爐管內(nèi)，以蒸汽為動(dòng)力使清焦器沿爐管向出口方向進(jìn)行螺旋運(yùn)動(dòng)，可以最大程度清除管內(nèi)結(jié)焦。雙向燒焦及機(jī)械清焦

78 接受空氣燃料比例調(diào)整技術(shù)可最大程度降低過剩空氣系數(shù)以達(dá)到提高熱效率降低燃料消耗的目的?？煞謩e對(duì)燃料管線和空氣管道設(shè)置流量計(jì)，依據(jù)燃料組成可計(jì)算出理論空氣用量，從而可設(shè)定實(shí)際的空氣與燃料比例。加熱爐設(shè)自動(dòng)停爐聯(lián)鎖系統(tǒng)，聯(lián)鎖邏輯關(guān)系為：煙氣出對(duì)流室的溫度高于500度，主火觜.長明燈的燃料氣切斷,爐膛緊急滅火蒸汽打開.煙道擋板打開,停鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī),切斷加熱爐進(jìn)料,停加熱爐進(jìn)料泵,打開在線清焦蒸汽向全部爐管吹汽。由于意外事故須要裝置緊急停工,接受手動(dòng)緊急停爐按鈕，聯(lián)鎖關(guān)系同上。燃燒系統(tǒng)自動(dòng)限制及平安聯(lián)鎖 79下列狀況下加熱爐局部停工加熱爐原料進(jìn)料流量低低時(shí),對(duì)應(yīng)爐管的主火嘴燃料氣切斷.長明燈燃料氣不切斷.加熱爐爐膛溫度高高時(shí),對(duì)應(yīng)爐膛的主火嘴燃料氣切斷.長明燈燃料氣不切斷.主火嘴的燃料氣壓力低低時(shí),對(duì)應(yīng)爐膛的主火嘴燃料氣切斷.長明燈燃料氣不切斷.長明燈的燃料氣壓力低低時(shí),對(duì)應(yīng)爐膛的主火嘴燃料氣切斷.長明燈燃料氣切斷.先主火嘴燃料氣切斷.后長明燈燃料氣切斷.熱管空氣預(yù)熱器入口溫度大于420度或出口溫度大于240度時(shí),聯(lián)鎖打開煙道擋板，打開自然通風(fēng)門，停煙氣引風(fēng)機(jī)?？諝夤娘L(fēng)機(jī)出口壓力小于600帕?xí)r，聯(lián)鎖打開煙道擋板，打開自然通風(fēng)門，停煙氣引風(fēng)機(jī)和空氣鼓風(fēng)機(jī)。煙氣出預(yù)熱器壓力大于600帕?xí)r，在主控室手動(dòng)按鈕聯(lián)鎖打開煙道擋板，打開自然通風(fēng)門，停煙氣引風(fēng)機(jī)和空氣鼓風(fēng)機(jī)。燃燒系統(tǒng)自動(dòng)限制及平安聯(lián)鎖 80（1）焦炭塔塔徑 1930年時(shí)，焦炭塔直徑為3000mm。70年頭由于水力除焦實(shí)力和技術(shù)的限制，焦炭塔直徑一般在5,400mm～7，900mm，操作較為平穩(wěn)。80年頭后一般為8200mm左右。90年頭初期，最大的焦炭塔是美國設(shè)計(jì)的，焦炭塔8,300mm×33,500mm。隨后，美國FosterWheeler公司已設(shè)計(jì)和建設(shè)的一個(gè)延遲焦扮裝置，接受二爐四塔，每個(gè)焦炭塔為8,534mm×36,576mm。1998年，該公司為印度設(shè)計(jì)的6.70Mt/a延遲焦扮裝置，有8個(gè)8840mm的焦炭塔。 目前，該公司已完成5套裝置18座8,530mm的焦炭塔設(shè)計(jì)，予計(jì)相繼在2002年前后投產(chǎn)。8,840mm×36,576mm的焦炭塔也正在建設(shè)中，9,200mm×36,600mm的焦炭塔已在運(yùn)轉(zhuǎn),9,750mm×42,980mm（總高）的焦炭塔正在設(shè)計(jì)當(dāng)中。隨著機(jī)械設(shè)計(jì)和水力除焦技術(shù)的進(jìn)步，該公司有可能設(shè)計(jì)12,192mm（40）的焦炭塔。由美國Bechtel公司承包，接受Conoco公司技術(shù)建設(shè)并投產(chǎn)的Sweeny煉廠的延遲焦扮裝置為二爐四塔，每座焦炭塔為9,000×39,000mm，重476t。1焦炭塔81目前世界上最大的焦炭塔是加拿大的Syncor油砂加工廠的延遲焦扮裝置，焦炭塔分為四組八塔，每個(gè)焦炭塔為12,200mm×30,000mm。雖然較大的焦炭塔的設(shè)計(jì)和操作能削減因協(xié)作特殊渣油加工所須要的焦炭塔個(gè)數(shù)，顯著提高投資效益，但其壽命受到限制。因此，美國的焦炭塔一般直徑為8,000mm左右，而美國Lummuns公司建議焦炭塔的直徑為8,200mm～8,500mm較為合適。50～80年頭,我國延遲焦扮裝置的焦炭塔基本上為5,400mm左右，1989年錦州石化1.0Mt/a延遲焦扮裝置的焦炭塔為6,100mm。2000年上海金山石化1.0Mt/a延遲焦扮裝置的焦炭塔為8,400mm×33881mm，2002年上海高橋石化1.40t/a延遲焦扮裝置的焦炭塔達(dá)到8,800mm×35387mm，是目前我國已投產(chǎn)的最大的焦炭塔。1焦炭塔82 焦炭塔的直徑和高度主要取決于裝置的處理量、原料性質(zhì)、操作溫度、操作壓力和循環(huán)比。裝置的處理量是確定焦炭塔大小的主要參數(shù)，目前國內(nèi)單塔處理量和焦炭塔規(guī)格的對(duì)應(yīng)如下：1焦炭塔831焦炭塔84 隨著原料的不斷進(jìn)入，產(chǎn)生的焦炭量增加，焦炭層高度增加，泡沫層也隨之連續(xù)上升。塔內(nèi)反應(yīng)示意圖1焦炭塔 據(jù)資料報(bào)導(dǎo)，國外在焦炭塔內(nèi)不注入消泡劑時(shí)，允許氣速一般為0.11～0.15m/s。在運(yùn)用消泡劑時(shí)，正常的設(shè)計(jì)油氣速度應(yīng)低于0.12～0.17m/s。焦炭塔內(nèi)的料位測量一般接受中子料位計(jì)，或r-射線料位計(jì)，其輻射劑量要求≤1.3微希/時(shí)。85 （2）焦炭塔的高度 依據(jù)焦炭產(chǎn)率、生焦時(shí)間、泡沫層高度來確定焦炭塔的高度。大慶渣油為原料時(shí)，焦炭塔內(nèi)的泡沫層約為5～7米，管輸渣油和成功渣油的泡沫層約為3～5米，遼河渣油和進(jìn)口重質(zhì)原油渣油的泡沫層約為3～4米。當(dāng)在焦炭塔內(nèi)注入消泡劑后，泡沫層的高度一般削減30～50％。目前國內(nèi)焦扮裝置設(shè)計(jì)的生焦時(shí)間均為24小時(shí)，國外焦化生焦時(shí)間一般為16～20小時(shí)，接受18小時(shí)的占大多數(shù)，接受短的生焦時(shí)間，可以提高焦炭塔的利用率，或者同等規(guī)模的焦炭塔的高度削減。在確定焦炭塔高度時(shí)應(yīng)留有確定的平安空高，平安空高一般為塔頂切線離泡沫層頂部的距離，國內(nèi)設(shè)計(jì)的焦炭塔一般平安空高大于等于5米，國外焦炭塔的平安空高一般為2～3米。空高越大，焦炭塔的利用率越低，但油氣在塔內(nèi)的停留時(shí)間延長，對(duì)削減油氣線和分餾塔內(nèi)結(jié)焦有利。1焦炭塔86 （3）焦炭塔的材質(zhì) 過去國內(nèi)焦炭塔材質(zhì)都接受碳鋼，大多數(shù)是20g，在高溫條件下簡潔變形，視圖如下：1焦炭塔87 據(jù)美國石油學(xué)會(huì)（API）調(diào)查，1950～1959年，美國焦炭塔接受碳鋼和C-Mo鋼，1980年～1997年大量運(yùn)用Cr-Mo鋼。Cr-Mo鋼中常常運(yùn)用的是1Cr-0.5Mo、1.25Cr0.5Mo和2.25Cr-1.0Mo鋼。從1970年起先，Cr-Mo鋼焦炭塔的數(shù)量不斷增加，尤其是1.25Cr-0.5Mo鋼塔增加很快，因?yàn)?.25Cr-0.5Mo鋼與1Cr-0.5Mo鋼相比，許用應(yīng)力高，對(duì)缺口敏感性小，耐熱性更好，見下表：（3）焦炭塔的材質(zhì)88

另外，從金相組織上分析，1Cr-0.5Mo鋼是珠光體鋼，而1.25Cr-0.5Mo鋼是貝氏體鋼，貝氏體鋼比珠光體鋼沖擊韌性更好，所以1.25Cr-0.5Mo鋼焦炭塔出現(xiàn)裂紋的可能性更小，壽命更長。美國焦炭塔材質(zhì)調(diào)查見下圖：（3）焦炭塔的材質(zhì)89為提高焦炭塔的耐熱腐蝕性，焦炭塔上部常常接受不銹鋼復(fù)合板，復(fù)合層的厚度一般為3mm，復(fù)合層的材質(zhì)為0Cr13Al或0Cr13，國內(nèi)焦炭塔大部分接受0Cr13Al，據(jù)資料報(bào)導(dǎo)，0Cr13Al應(yīng)限制在343℃以下運(yùn)用，長期處于371～538℃會(huì)使其變脆，焦炭塔上部的溫度為460℃左右，應(yīng)接受0Cr13為好。美國1980～1997年安裝的焦炭塔大部分接受0Cr13作為復(fù)合層。國內(nèi)新設(shè)計(jì)的焦炭塔材質(zhì)接受的是0Cr13復(fù)合層。復(fù)合層的高度為從頂部至泡沫層下200mm處。美國焦炭塔復(fù)合層材質(zhì)調(diào)查見下圖：（3）焦炭塔的材質(zhì)90（3）焦炭塔的材質(zhì)91焦炭塔是一個(gè)直立園柱殼壓力容器，頂部是球形或橢圓形封頭，下部是錐體，見圖下圖。直徑范圍通常為4.6～9.0米，高約25～35米。在頂部有直徑為φ600～φ1500的盲板法蘭（即鉆焦口），底部有φ1600～φ2000的盲板法蘭（即卸焦口），該盲板法蘭上有φ150～φ300的渣油入口接管。裙座位于連接殼體與錐體焊縫的區(qū)域，用來支撐塔體。通常焦炭塔的最大壁厚在14～42毫米之間。塔體自重約200噸。焦炭塔外保溫通常接受12～14cm的玻璃纖維或復(fù)合硅酸鹽等保溫材料，并用鋁合金薄板或不銹鋼薄板作為疼惜層。壓力平安閥位于焦炭塔頂部，料位測量通常接受三個(gè)中子料位計(jì)，安裝于塔體外表面。（4）焦炭塔的結(jié)構(gòu)92焦炭塔上封頭過去大多接受球形封頭，其優(yōu)點(diǎn)是受力條件好，耗材少；但近來大都接受橢圓封頭（2：1），其優(yōu)點(diǎn)在于在保證塔頂標(biāo)高不變的狀況下（即鉆桿長度不變）的狀況下，能增加焦炭塔泡沫層的體積。以φ8800焦炭塔為例，將球形封頭改為橢圓封頭，能增加體積44.6米3。焦炭塔下部進(jìn)料口的接管的結(jié)構(gòu)型式一般為原料油在中心軸向進(jìn)入，可以保證設(shè)備勻整加熱，焦炭塔操作的牢靠性增大，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使變形削減。（4）焦炭塔的結(jié)構(gòu)93焦炭塔下部進(jìn)料口的接管的結(jié)構(gòu)型式一般為原料油在中心軸向進(jìn)入，可以保證設(shè)備勻整加熱，焦炭塔操作的牢靠性增大，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使變形削減。94

關(guān)于裙座結(jié)構(gòu)型式95

關(guān)于裙座結(jié)構(gòu)型式96

關(guān)于裙座結(jié)構(gòu)型式97焦炭塔的制造從煉鋼起先，當(dāng)焦炭塔的規(guī)格及材質(zhì)確定后，向煉鋼廠提出要求，冶煉符合設(shè)計(jì)要求的鋼板，國內(nèi)大型煉鋼廠均可以生產(chǎn)滿足要求的焦炭塔鋼板，復(fù)合板由特地的復(fù)合板制造廠生產(chǎn)。焦炭塔裙座接受整體鍛件結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)在制造廠事先鍛造完成，整體運(yùn)到現(xiàn)場，針對(duì)大直徑的焦炭塔應(yīng)充分考慮其運(yùn)輸?shù)碾y度。接受堆焊結(jié)構(gòu)可現(xiàn)場焊接。焦炭塔體一般接受分節(jié)制造現(xiàn)場組裝的安裝方法，可以在地面組裝完畢，整體吊裝就住，也可以分塊吊裝現(xiàn)場焊接。當(dāng)焦炭塔接受鉻鉬鋼或較大壁厚碳鋼時(shí)，均應(yīng)熱處理，可以分段在制造廠進(jìn)行熱處理，現(xiàn)場組裝焊接后對(duì)焊縫進(jìn)行局部熱處理；也可以分段運(yùn)到現(xiàn)場，在現(xiàn)場熱處理爐進(jìn)行熱處理，在組焊后局部熱處理。焦炭塔運(yùn)用前的試壓應(yīng)接受水，試壓水可由冷焦水泵送入,在正常操作時(shí)試壓一般接受蒸汽試壓,試驗(yàn)壓力應(yīng)考慮溫度的影響。（5）焦炭塔的制造、熱處理、安裝和試壓983分餾塔分餾塔的作用是分餾來自焦炭塔的產(chǎn)品的,分餾塔頂出氣體和汽油,側(cè)線自上而下出柴油、蠟油和重蠟油,塔底產(chǎn)品為加熱爐的進(jìn)料.焦化分餾塔的過剩熱量較多,設(shè)置的回流取熱較多,有塔頂循環(huán)回流來限制汽油干點(diǎn),柴油上回流取熱,中段回流取熱限制柴油的干點(diǎn),蠟油上回流取熱,蠟油下回流限制蠟油干點(diǎn),重蠟油抽出量來調(diào)整蠟油殘?zhí)?有時(shí)為限制柴油和蠟油的閃點(diǎn),設(shè)置柴油和蠟油的汽提塔.焦化產(chǎn)品不是最終產(chǎn)品,對(duì)其分餾精度要求不高,分餾塔板數(shù)不多,一般為20~30層.分餾塔下部為換熱段或脫過熱段,焦化分餾塔的特殊性是在蠟油集油箱以下的設(shè)計(jì),靈敏調(diào)整循環(huán)比和削減產(chǎn)品中的焦粉夾帶主要靠該部分的設(shè)計(jì)和操作.由于焦炭塔的操作是兩塔輪番間歇進(jìn)行，每焦炭塔都必需閱歷5~6小時(shí)的熱油氣預(yù)熱過程，此期間必定會(huì)對(duì)分餾塔的平穩(wěn)操作產(chǎn)生30%影響，要進(jìn)行必要的回流調(diào)整，而這種對(duì)分餾塔操作干擾的程度隨生產(chǎn)塔數(shù)增加則干擾減小。所以從工藝生產(chǎn)角度考慮“二爐四塔”比“一爐二塔”流程對(duì)分餾系統(tǒng)操作以及對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的限制更有利。99分餾塔下部結(jié)構(gòu)和循環(huán)比的調(diào)整:目前調(diào)整循環(huán)比有3種工藝流程，示意如下3分餾塔圖1為接受渣油進(jìn)0～5層的進(jìn)料比例，限制蠟油集油箱以下溫度，限制調(diào)整循環(huán)比，因?yàn)榉逐s塔底溫度有要求不能太高或太低，循環(huán)比的調(diào)整范圍為0.25～0.55。圖-1100圖2為接受循環(huán)油抽出定量打入渣油罐，調(diào)整循環(huán)比，重蠟油或循環(huán)油的量通過蠟油集油箱下溫度限制，小循環(huán)比時(shí)，為保證蠟油質(zhì)量應(yīng)外甩循環(huán)油。循環(huán)比0.05～0.15之間。3分餾塔圖-21013分餾塔圖3為循環(huán)油洗滌及循環(huán)油定量循環(huán)，可靈敏調(diào)整循環(huán)比，在小循環(huán)比時(shí)，為保證蠟油質(zhì)量，應(yīng)抽出一部分重蠟油，大循環(huán)比時(shí)，重蠟油回分餾塔，進(jìn)行循環(huán)洗滌。接受渣油油氣干脆換熱，可削減熱量損失，同時(shí)對(duì)油氣中焦粉進(jìn)行洗滌，縮短塔底停留時(shí)間，削減塔底結(jié)焦。圖-31023分餾塔圖-4為目前美國超低循環(huán)比焦化餾塔下段的結(jié)構(gòu)，接受一個(gè)放開式的洗滌噴淋段，位于噴淋室下面的接觸區(qū)接受若“熱屏蔽”檔板，以防止因液體流速太小而引起在塔盤上結(jié)焦。為了保證去加氫裂化蠟油的質(zhì)量，在洗滌換熱段上增設(shè)重蠟油抽出板，切割出蠟油餾份中重的一部分，因此增加相應(yīng)的分餾板和回流。該分餾塔的下段設(shè)計(jì)適應(yīng)循環(huán)比從0.05～0.75的操作。圖-4103

4焦化的設(shè)備防腐104

4焦化的設(shè)備防腐（續(xù)上表）1055

水力除焦機(jī)械 水力除焦機(jī)械是延遲焦扮裝置特有的設(shè)備,其主要作用是把焦炭塔內(nèi)的焦炭清除出塔并裝車運(yùn)出裝置.最早的焦炭塔是臥式的,焦炭是靠人工挖出來的,美國獨(dú)創(chuàng)水力除焦后,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,使延遲焦扮裝置得到了快速發(fā)展. （1）除焦井架水力除焦通常接受有井架和無井架兩種方式,見視圖。無井架除焦方式盡管比有井架節(jié)約鋼材，但膠管破損率高，水渦輪故障較多，增加維護(hù)費(fèi)用和修理工作量。隨著焦炭塔設(shè)備大型化，除焦水系統(tǒng)壓力增高，流量加大，無井架無法滿足除焦須要，有井架除焦方式成為最佳選擇。據(jù)統(tǒng)計(jì)接受無井架方式的只有少數(shù)幾套，并只用于直徑小于6100mm的焦炭塔，其余絕大多數(shù)為有井架方式。有井架又分為全井架和單井架，90年頭以前的延遲焦扮裝置水力除焦大多接受全井水力除焦方式，一個(gè)焦炭塔單獨(dú)設(shè)計(jì)一個(gè)井架，鋼材耗量大，增加投資。之后接受單井架，既兩塔共用單井架，可節(jié)約綱材25~30%。1061071085

水力除焦機(jī)械 （2）水力除焦設(shè)備水力除焦設(shè)備主要包括高壓水泵、限制閥、高壓膠管、鉆桿、水渦輪或水利馬達(dá)、切焦器、鉆機(jī)絞車、塔底蓋裝卸機(jī)、焦炭抓斗和電梯等。上述設(shè)備的選型應(yīng)和焦炭塔的大小相配套。高壓水泵的壓力和流量和焦炭塔內(nèi)的生焦量、焦炭塔直徑、焦炭硬度和切焦時(shí)間有關(guān)，一般狀況下生焦量大、切焦時(shí)間要求的短、焦炭硬、焦炭塔直徑大要求的切焦水的壓力和流量就大。國內(nèi)高壓水泵出口壓力、流量和塔徑的關(guān)系見下表：109

風(fēng)動(dòng)水龍頭視圖110111112（3）水力除焦限制113聯(lián)鎖邏輯圖如下:114卸蓋系統(tǒng)自動(dòng)化即實(shí)行遙控以保證焦炭塔操作平安性和削減焦炭塔的操作周期。它包括卸蓋設(shè)施及相應(yīng)的水力系統(tǒng)和限制器組成。頂蓋不像底蓋那樣有著溫度梯度和熱焦、高溫水問題，目前頂蓋已接受自動(dòng)卸蓋系統(tǒng)，頂蓋系統(tǒng)在切焦平臺(tái)操作臺(tái)遙控操作，國外已廣泛接受,國內(nèi)部分焦扮裝置運(yùn)用。塔底卸蓋機(jī)由于其結(jié)構(gòu)困難，操作條件苛刻，國內(nèi)還未生產(chǎn)運(yùn)用，但正在開發(fā)過程中。國外已運(yùn)用已久。（5）焦炭塔塔底（頂）法蘭的自動(dòng)卸蓋系統(tǒng)1151焦扮裝置環(huán)?，F(xiàn)狀人們常誤認(rèn)為焦扮裝置是污染嚴(yán)峻的裝置，直觀的反應(yīng)是重油在焦化過程中產(chǎn)生的含多環(huán)芳烴廢氣和帶焦粉的黑水將對(duì)環(huán)境造成污染。目前的現(xiàn)狀是，焦扮裝置生產(chǎn)過程產(chǎn)生的“三廢”經(jīng)過治理，和其他裝置一樣可實(shí)現(xiàn)環(huán)保達(dá)標(biāo)，窗明地凈。裝置內(nèi)環(huán)境空氣有害物濃度低于《工作場全部害因素職業(yè)接觸限值》，在實(shí)現(xiàn)裝置長期、穩(wěn)定生產(chǎn)的前提下，職工的平安與健康不受損害。焦扮裝置還兼有其他功能，一是可回?zé)捜珡S回收的污油，提高污油的附加值。其二，通過焦扮裝置急冷油系統(tǒng)干脆回?zé)捨鬯幚韴龅拿撍≡陀湍?，?duì)裝置的平平穩(wěn)定運(yùn)行和產(chǎn)品質(zhì)量無明顯影響。該法可取代含油污泥的焚燒處理法，已通過工業(yè)化試驗(yàn)。焦扮裝置環(huán)保狀況1162國內(nèi)的三廢治理廢水治理措施及效果焦扮裝置環(huán)保