經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院國外延遲焦化技術(shù)進(jìn)展（正文）

1、國外延遲焦化技術(shù)進(jìn)展1 前言隨著原油劣質(zhì)化，環(huán)保法規(guī)對(duì)車用燃料質(zhì)量和煉油廠排放的嚴(yán)格要求，石油煉制工業(yè)面臨前所未有的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，劣質(zhì)渣油的深加工技術(shù)越來越受到重視。根據(jù)sfa太平洋公司推算：到1999年初，全世界渣油加工裝置接近600套，加工能力約73450104 t/a。表1-1是世界各國和地區(qū)渣油加工能力。表1-2是90年代世界渣油加工能力變化情況。表1-1 世界各國和地區(qū)渣油加工能力 （104 t/a）轉(zhuǎn)化技術(shù)美國加拿大/墨西哥/委內(nèi)瑞拉日本歐洲其他地區(qū)世界總計(jì)熱加工 熱裂化/減粘 焦化575976520552905200295113653400761547252181021090脫瀝青1

2、410195802303802280rfcc312562515651920764014875臨氫加工 固定床 沸騰床 油漿相2495525-135800302850110-700410205070235-11250208050總計(jì)1789567455100180452566573450表1-2 90年代世界渣油加工能力變化情況 （104 t/a）時(shí)間焦化熱裂化/減粘脫瀝青臨氫加工rfcc總計(jì)1999年初2109021810229513380148757345090年代初15990187601085828565955071590年代增加能力5100305012105095828022735199

3、7年1999年增加能力2010835315191025907660從表1-1和表1-2看出,1999年初焦化加工能力占世界渣油加工能力的28.7%。90年代的加工能力增長速度僅次于rfcc。也就是說，歷經(jīng)近70年發(fā)展的延遲焦化技術(shù)雖然生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量比較差，但由于投資和操作費(fèi)用低，能把劣質(zhì)減壓渣油（或污油）轉(zhuǎn)化成產(chǎn)液體產(chǎn)品和特種石油焦等特點(diǎn)，依然是主要渣油加工技術(shù)。目前，世界上最大的延遲焦化裝置是美國的reliance煉油廠，裝置加工能力為470104 t/a，用的是foster wheeler技術(shù)。suncor energy公司計(jì)劃用comoco/bechtel技術(shù)把位于alberta的ath

4、abasca延遲焦化裝置加工能力擴(kuò)建為440104 t/a 。近10年來，雖然渣油臨氫和臨氫催化加工技術(shù)發(fā)展較快，但從表1-1和表1-2看出，新增焦化（主要是延遲焦化）能力仍占總新增渣油加工能力的22%。為了提高產(chǎn)品收率和進(jìn)一步降低成本，世界上許多石油煉制公司對(duì)目前的延遲焦化技術(shù)做了大量的革新和改造。革新和改造的主要集中在:原料的預(yù)處理，如加強(qiáng)原油的脫鹽和脫硫；降低操作壓力和循環(huán)比，提高液體產(chǎn)品收率；縮短焦化循環(huán)周期，提高加工能力；延長加熱爐操作時(shí)間；生產(chǎn)特種石油焦，如針狀焦；提高自動(dòng)化程度；安全操作；減少污染等方面。2 延遲焦化過程中的主要操作參數(shù)及其作用當(dāng)原料一定時(shí)，延遲焦化裝置主要有三個(gè)

5、操作參數(shù)（加熱爐出口溫度、焦化塔操作壓力和循環(huán)比）支配產(chǎn)品質(zhì)量和收率。操作參數(shù)對(duì)餾分油收率的影響趨勢(shì)見圖2-1。以生產(chǎn)燃料級(jí)石油焦為例，液體產(chǎn)品加瓦斯改變1%，相當(dāng)于焦化塔操作壓力變化55kpa（8 psi），焦化塔操作溫度變化8.33c(15f)，循環(huán)比變化9%。表2-1是延遲焦化操作參數(shù)對(duì)加工能力、產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性的影響趨勢(shì)。表2-1 延遲焦化操作參數(shù)對(duì)加工能力、產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性的影響項(xiàng)目t+t-p+p-r+r-加工能力 提高原料加工能力（油氣控制系統(tǒng)）* 提高原料加工能力（石油焦控制系統(tǒng)）*產(chǎn)品質(zhì)量 加工較重的原料* 較潔凈的hcgo* 抑制彈丸焦生成*經(jīng)濟(jì)性 增加餾分油收率* 注：t+

6、=增加焦化塔操作溫度；t-=降低焦化塔操作溫度；p+=增加焦化塔操作壓力； p-=降低焦化塔操作壓力；r+=增加循環(huán)比；r-=降低循環(huán)比2.1 提高焦化溫度增產(chǎn)液體產(chǎn)品收率焦化反應(yīng)溫度由加熱爐出口溫度控制。當(dāng)壓力和循環(huán)比一定時(shí)，提高焦化溫度雖然能提高液體產(chǎn)品收率和降低石油焦產(chǎn)量，但溫度超過一定限度將產(chǎn)生提前結(jié)焦，堵塞爐管和轉(zhuǎn)油線，影響焦化開工周期。同時(shí)也容易產(chǎn)生泡沫攜帶；促進(jìn)彈丸焦的形成；生成硬質(zhì)石油焦，除焦困難；產(chǎn)生更多的焦粉，干擾正常操作。焦化溫度太低也將產(chǎn)生一系列問題，如餾分油收率降低；反應(yīng)不充分，將產(chǎn)生焦油或高vcm石油焦等。適當(dāng)?shù)慕够瘻囟?，?duì)于提高液體產(chǎn)品產(chǎn)率和控制石油焦的vcm來說

7、也是很重要的。通常，石油焦的vcm應(yīng)控制在810%（wt）。實(shí)際上，焦化溫度的調(diào)整幅度是很窄的。通常是在保證石油焦不要太硬前題下，盡可能地提高反應(yīng)溫度。最佳操作溫度主要取決于原料性質(zhì)。2.2 焦化塔操作壓力的作用和降低操作壓力應(yīng)注意的問題降低焦化塔操作壓力是目前國外比較流行的提高液體產(chǎn)品收率的主要方法之一。同時(shí)也將引發(fā)一些問題。2.2.1 降低焦化塔操作壓力改善產(chǎn)品分布焦化塔操作壓力是影響焦化裝置收益的最重要因素之一。提高壓力雖然有利于分餾塔、塔頂冷凝器和壓縮機(jī)操作，能夠抑制焦化起泡、焦粉攜帶和彈丸焦的生成，同時(shí)也將產(chǎn)生副作用，如增加石油焦收率和降低餾分油收率。圖2.2.1-1表明了壓力和tp

8、r（throughput ratio，通過率）對(duì)石油焦收率的影響。過去，焦化塔操作壓力通常是138207 kpa(2030 psig)。新設(shè)計(jì)和改造的焦化裝置操作壓力是103 kpa(15 psig)。壓力和tpr對(duì)產(chǎn)品收率的影響見圖2.2.1-2，繪制該圖所用的渣油ccr為23%（wt）。m.w.kellogg公司公布了一組壓力變化的對(duì)比數(shù)據(jù),說明降低操作壓力的效果。比較的基礎(chǔ)是：l 常規(guī)設(shè)計(jì)焦化塔操作壓力：172 kpa(25 psig)；低壓設(shè)計(jì)操作壓力：103 kpa (15 psig)。l 兩種設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)焦化裝置加工能力為130104 t/a；tpr為1.05。l 原油：阿拉伯輕/阿

9、拉伯重=50/50；減壓渣油ccr=23%（wt）。圖2.2.1-3是m.w.kellogg公司延遲焦化裝置主要設(shè)備和管線聯(lián)接。表2.2.1-1顯示的是m.w.kellogg公司焦化裝置兩種壓力條件下的焦化塔。foster wheeler公司延遲焦化裝置低壓操作壓力平衡見圖2.2.1-4。表2.2.1-1 m.w.kellogg公司焦化裝置兩種壓力條件下的焦化塔原料減壓渣油，ccr（wt）=23%減壓渣油，ccr（wt）=15%焦化塔壓力/ psig kpa25172151032517215103新鮮原料/104t/a130130140120焦化塔直徑/ ft m27.58.427.58.42

10、7.58.427.58.4vact/vall*0.871.01.01.0焦化循環(huán)周期/h18181818焦化塔高度/ ft m11033.510933.293.528.58525.9限制焦化循環(huán)周期速度速度速度 注:以上數(shù)據(jù)均取自雙焦化塔系統(tǒng) * vact=實(shí)際油氣速度;vall=允許油氣速度壓力低能夠提高重質(zhì)液體烴產(chǎn)量，否則這些重質(zhì)液體烴將轉(zhuǎn)化成石油焦和輕質(zhì)烴。表2.2.1-2列出的是操作壓力對(duì)hcgo的影響。當(dāng)生產(chǎn)燃料級(jí)石油焦時(shí),應(yīng)采用盡可能低的操作壓力,這樣將最大量生產(chǎn)液體產(chǎn)品,經(jīng)濟(jì)上是有利的。近來設(shè)計(jì)的這類延遲焦裝置焦化塔趨向于在103 kpa(15 psig)條件下操作。表2.2.1

11、-2 操作壓力對(duì)hcgo的影響項(xiàng)目172 kpa/1.15通過率(老裝置)103 kpa/1.05通過率(新設(shè)計(jì))收率（wt）,%25.735.2終餾點(diǎn)/c(f)493(920)571(1060)api19.616.3康氏殘?zhí)迹╳t）,%0.350.81.0ni+v(wt)/10-60.51.0由表2.2.1-2看出，焦化塔操作壓力由172 kpa降低到103 kpa和加熱爐進(jìn)料通過率由1.15降到1.05，hcgo收率提高9.5。m.w.kellogg公司認(rèn)為,在做裝置設(shè)計(jì)時(shí),必須考慮操作壓力對(duì)分餾塔直徑的影響。如果是常規(guī)延遲焦化裝置，不采用低壓力降內(nèi)部構(gòu)件，操作壓力172 kpa(25 p

12、sig)和103 kpa(15 psig)裝置的分餾塔直徑分別是3.35 m(11 ft)和3.81 m(12.5 ft)。分餾塔頂冷凝器尺寸必須隨焦化塔操作壓力的降低而增大。通?？倱Q熱面積要增加25%。裝置降壓的限度主要受制于分餾塔頂濕瓦斯壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)設(shè)備的功率。經(jīng)計(jì)算優(yōu)化后認(rèn)為，對(duì)于目前工業(yè)裝置上常用的離心式壓縮機(jī)來說，如果把出口壓力提高到1379 kpa(200 psig)，吸入端壓力應(yīng)控制在不低于14 kpa(2 psig)。否則，不僅要改變壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)，還要把驅(qū)動(dòng)設(shè)備功率由1865 kw(2500 hp)提高到2611 kw(3500 hp)。如果要把老裝置改造成低壓操作，關(guān)鍵是

13、壓縮機(jī)，而且很花錢。如果裝置在103 kpa(15 psig)操作，為了減少壓力降，焦化塔頂管線直徑也相應(yīng)改造，通常不應(yīng)小于0.61 m(24 in)。當(dāng)設(shè)計(jì)或改造一套延遲焦化裝置時(shí)，應(yīng)考慮總的壓力分布和焦化塔操作壓力。圖2.2.1-5是103 kpa(15 psig)設(shè)計(jì)時(shí)的焦化塔和壓縮機(jī)之間的壓力分布。系統(tǒng)壓力降分布如下：l 焦化塔頂油氣線：32 kpa(4.6 psig)，包括允許的污染物產(chǎn)生的壓力降21 kpa（3 psig)。l 分餾塔:24 kpa（3.5 psig）。l 分餾塔頂冷凝器:20 kpa（4.1 psig）(包括分餾塔頂管線)。減少系統(tǒng)壓力降的方法如下:l 增加焦化塔

14、頂管線直徑,或者采用兩條并行的直徑較小的管線。l 分餾塔采用壓力降小的填料或塔盤。l 用噴淋洗滌段取代常規(guī)分餾塔洗滌塔盤。l 加大塔頂冷凝器尺寸。2.2.2 低壓操作及應(yīng)注意的問題新老延遲焦化裝置低壓操作是一種趨勢(shì)，其原因是：原料質(zhì)量越來越差；石油焦市場(chǎng)難以預(yù)料；需要更多的液體產(chǎn)品。低壓操作雖然能最大量地生產(chǎn)液體產(chǎn)品，并且已被證明是有利可圖的，但是，如果處理不當(dāng)，不僅影響焦化塔、分餾塔、塔頂系統(tǒng)、氣體壓縮機(jī)和相關(guān)的管線的操作，而且影響裝置總的經(jīng)濟(jì)性。設(shè)計(jì)在低壓下操作的延遲焦裝置時(shí)，要特別注意裝置的壓力平衡，盡量選擇壓力降小的塔內(nèi)部構(gòu)件。焦化裝置壓力控制點(diǎn)是分餾塔頂中間罐/壓縮機(jī)入口。同高壓操作

15、比較，由于油氣量增加，分餾塔直徑必須加大。對(duì)于新設(shè)計(jì)的，操作壓力為103 kpa(15 pisg)的焦化裝置來說，仍可使用常規(guī)閥式塔盤。如果是以提高裝置加工能力和降低焦化塔操作壓力為目的的老裝置改造，建議用填料床取代老式塔盤。分餾塔頂管線也應(yīng)擴(kuò)大，以便減少壓力降，適應(yīng)焦化塔在低壓條件下操作。由焦化塔頂?shù)椒逐s塔的管線設(shè)計(jì)和維護(hù)對(duì)保證裝置低壓操作是重要的。設(shè)計(jì)人員經(jīng)常采用的方法是：加大管徑；采用低壓力降閥門，如球形閥；注入冷油減少管線結(jié)焦；采用多管方式，以便不停工定期清理被污染的管線。foster wheeler公司推薦增加加熱爐注蒸汽量，以便降低焦化塔有效壓力和氣相裂解。該公司的幾個(gè)煉油廠使用了

16、這種技術(shù)并提高了液體產(chǎn)品收率。根據(jù)需要，為了把循環(huán)比有效地控制在5%以下，有幾個(gè)新建和改造的焦化裝置在分餾塔中設(shè)噴霧洗滌段。噴霧洗滌段的結(jié)構(gòu)是：用噴頭取代原來的洗滌塔盤；在噴霧室下方的塔壁上設(shè)棚式檔板；不安裝填料和內(nèi)部構(gòu)件。這種設(shè)計(jì)聯(lián)同焦化塔頂管線急冷措施一起，保持洗滌油下落率同設(shè)計(jì)的25%一樣。這種設(shè)計(jì)的另一個(gè)作用是抑制塔盤結(jié)焦和減少壓力降。焦化塔頂管線注急冷油能夠控制管線結(jié)焦，從而減少系統(tǒng)壓力降。有些煉油廠發(fā)現(xiàn)，除去管線的保溫層也能夠抑制管線結(jié)焦。低壓操作提高液體產(chǎn)品收率時(shí)，為了維持壓力平衡，要經(jīng)常檢查焦化塔頂管線，并及時(shí)清焦。尤其是維持焦化塔高液面操作時(shí)，每46星期清洗一次是常見的。fo

17、ster wheeler公司請(qǐng)外部公司，可以在不停工的條件下，用新的水力清洗技術(shù)完成清洗。m.w.kellogg公司1994年分布了一組數(shù)據(jù):一套操作壓力103 kpa(15 psig),加工能力為130104t/a的延遲焦化裝置,比操作壓力為172 kpa (25 psig)的裝置多投資66104美元(美國海灣1993年2季度現(xiàn)價(jià),材料費(fèi)和安裝費(fèi))。其中的大部分用于濕瓦斯壓縮機(jī)、分餾塔和塔頂冷凝器擴(kuò)大。除了投資增加之外，由于壓縮機(jī)的原因，操作費(fèi)用增加1000美元/d。2.3 降低循環(huán)比提高液體產(chǎn)品收率 “循環(huán)比”這一概念在國外的文獻(xiàn)上不統(tǒng)一。通常有兩種不同的表示方法：一種用tpr表示，實(shí)際上

18、是把進(jìn)入加熱爐的新鮮原料量定為100%，再加上循環(huán)油量占新鮮原料量的百分?jǐn)?shù)；另一種表示方法實(shí)際上就是循環(huán)油量占新鮮原料量的百分?jǐn)?shù)。老的焦化設(shè)計(jì)選擇循環(huán)比是以下游加工裝置需要為依據(jù)。當(dāng)hcgo不經(jīng)預(yù)處理直接進(jìn)fcc或加氫裂化裝置時(shí)，調(diào)整循環(huán)比的目的是控制hcgo質(zhì)量，如殘?zhí)俊⒉患兾锖徒K餾點(diǎn)。這時(shí)的循環(huán)比達(dá)25%是常見的?，F(xiàn)代焦化設(shè)計(jì)循環(huán)比通常不高于5%，以便多產(chǎn)餾分油。延遲焦化裝置的循環(huán)比對(duì)產(chǎn)品分布的影響同壓力的影響一樣。提高循環(huán)比，將增加石油焦和瓦斯產(chǎn)量，戊烷和重質(zhì)液體產(chǎn)品產(chǎn)量降低。降低循環(huán)比能夠提高液體產(chǎn)品的收率。當(dāng)生產(chǎn)燃料級(jí)石油焦時(shí)，如果產(chǎn)品質(zhì)量和裝置操作允許，通常都采用盡可能低的循環(huán)比。

19、隨著循環(huán)比的降低，hcgo的終餾點(diǎn)、殘?jiān)筒患兾镌黾?。?dāng)原料質(zhì)量比較差時(shí)，低循環(huán)比操作將促進(jìn)彈丸焦的形成。在原料中加入適量的常壓重油或fcc澄清油能夠抑制彈丸焦的形成。有些煉油廠為了維持超低循環(huán)比操作，停了分餾塔洗滌段的hcgo沖洗油。這將降低hcgo質(zhì)量。降低壓力和tpr雖然都能提高液體產(chǎn)品收率,但相對(duì)而言,降低tpr比較容易,投資也低。2.3.1 “零循環(huán)”操作美國有的焦化裝置采用“零循環(huán)”操作。實(shí)際上，“零循環(huán)”操作的循環(huán)油量在2%4%之間，其高低取決于焦化塔頂急冷油數(shù)量。圖2.3-1是foster wheeler公司焦化裝置“零循環(huán)”操作示意圖。hcgo中的污染物（ccr、金屬和硫）含

20、量是隨循環(huán)比的降低而增加的。生產(chǎn)燃料級(jí)石油焦時(shí),如果下游加工過程能夠接受終餾點(diǎn)、金屬和殘?zhí)己扛叩膆cgo，應(yīng)當(dāng)使延遲焦化在盡可能低的循環(huán)比條件下操作。2.3.2 sdecsm過程foster wheeler公司的sdecsm過程是一種可調(diào)整產(chǎn)品收率的延遲焦化過程。該過程以最大液體收率方案操作。在低壓103 kpa（15 psig）和超低循環(huán)比（1.05）條件下，幾種減壓渣油的典型產(chǎn)品收率見2.3.2-1。表2.3.2-1 幾種減壓渣油sdecsm過程典型產(chǎn)品收率項(xiàng)目orinoco重質(zhì)mrey調(diào)合maya混合阿拉伯氣體（lv,foe）,%5.365.525.585.20c3/c4(lv),%

21、7.047.667.086.64石腦油(lv),%14.0716.7113.5012.64lcgo(lv),%28.3831.6928.7727.09hcgo(lv),%28.4820.7920.8131.24石油焦(lv),%32.4435.7739.8030.91hcgo性質(zhì) api ni+v(wt)/10-6 康氏殘?zhí)?wt),%16.560.50.3116.550.70.5314.270.60.5513.860.40.41石油焦硫(wt),%4.653.966.026.39為了進(jìn)一步降低石油焦收率和增加液體產(chǎn)品產(chǎn)量，foster wheeler公司設(shè)計(jì)了幾套實(shí)際上是“零循環(huán)”的延遲焦化

22、裝置。在操作壓力為103 kpa (15 psig)條件下，超低循環(huán)比和零循環(huán)比延遲焦化產(chǎn)品收率比較見表2.3.2-2，hcgo性質(zhì)見表2.3.2-3。由表2.3.2-2和表2.3.2-3看出，循環(huán)比對(duì)產(chǎn)品分布和hcgo的性質(zhì)的影響是顯著的。表2.3.2-2 超低循環(huán)比和零循環(huán)比延遲焦化產(chǎn)品收率比較項(xiàng)目超低循環(huán)比零循環(huán)比氣體（lv,foe）,%5.085.78c3/c4(lv),%7.277.07石腦油(lv),%13.3412.41lcgo(lv),%32.5230.48hcgo(lv),%24.0227.83石油焦(lv),%32.7331.43表2.3.2-3 超低循環(huán)比和零循環(huán)比延遲焦

23、化hcgo性質(zhì)項(xiàng)目超低循環(huán)比零循環(huán)比api12.7811.55硫（wt）,%2.582.55氮（wt）/10-653035087康氏殘?zhí)?wt),%0.532.43c7不溶物(wt)/10-64322000ni+v(wt)/10-6103.8蒸餾/f 10%(lv) 50%(lv) 終餾點(diǎn)72986410727348951141waston k值11.1311.122.4 產(chǎn)生焦粉攜帶的條件及抑制焦粉副作用的對(duì)策延遲焦化過程中產(chǎn)生的焦粉數(shù)量和副作用是同操作參數(shù)有直接關(guān)系的。過量的焦粉不僅影響裝置的穩(wěn)定操作，還將大大地增加裝置維護(hù)費(fèi)用。焦粉雖然是延遲焦化過程中不可避免的，但只要控制得好，是能夠?qū)?/p>

24、現(xiàn)平穩(wěn)操作的。帶入分餾塔的焦粉多數(shù)進(jìn)入hcgo中。焦粉如果隨同hcgo進(jìn)入下游加工裝置，如fcc原料加氫處理裝置，將引起反應(yīng)器催化劑床層堵塞，壓力降提高，直到停工。含過量焦粉的hcog如果調(diào)入燃料油中，也是規(guī)格所不允許的。2.4.1 產(chǎn)生焦粉攜帶的條件在適宜條件下，延遲焦化過程中，液體里先出現(xiàn)瀝青質(zhì)顆粒。這些瀝青顆粒是形成石油焦的“種子”。最初這些顆粒比較小(焦粉)，很容易被帶入焦化塔高速油氣中或者焦化泡沫中。焦粉攜帶現(xiàn)象所有焦化裝置都有，僅僅是程度不同。攜帶程度主要取決于操作條件（壓力和溫度）、原料和焦化塔進(jìn)料速度。下列情況時(shí)，容易產(chǎn)生焦粉攜帶：l 當(dāng)焦化塔液面接近出口時(shí)或者吹汽和急冷過程中

25、進(jìn)料速度高于正常速度時(shí)，這種現(xiàn)象在一個(gè)焦化循環(huán)周期的最后階段尤為突出。l 當(dāng)焦化塔裝滿時(shí)，焦面距離出口管6.10 m(20 ft)。距離過近將加重焦粉攜帶現(xiàn)象。焦床上的泡沫對(duì)焦粉攜帶有促進(jìn)作用。l 縮短焦化循環(huán)周期或提高進(jìn)料速度時(shí)。l 當(dāng)裝置油氣速度高于某特定值時(shí)。焦化塔注入急冷水時(shí)，油氣速度可能達(dá)到0.61 m/s(2 fps)。急冷速度最高時(shí)，焦床油氣速度是焦化塔進(jìn)料速度的10倍。這時(shí)焦粉將進(jìn)入油氣中，帶入分餾塔或排放系統(tǒng)。壓力的突變是產(chǎn)生焦化塔焦粉攜帶的主要因素之一。壓力突變是由于操作失調(diào)引起的。2.4.2 抑制焦粉副作用的對(duì)策焦化過程中使用抗泡劑是減少焦粉攜帶和改善操作的主要方法之一。

26、因?yàn)樵谝欢l件下，使用抗泡劑可以提高焦化塔油氣速度。使用抗泡劑時(shí)正常的設(shè)計(jì)油氣速度是0.120.21 m/s(0.40.7 fps),不用抗泡劑時(shí)是0.110.17 m/s(0.350.55 fps),其大小取決于原料性質(zhì)和操作壓力。圖2.4.2-1是兩種原料,在使用或不用抗泡劑條件下,焦化塔操作壓力和最大油氣速度的關(guān)系。正常情況下，總有一些焦粉被帶入分餾塔中。集聚到一定程度將嚴(yán)重影響正常操作?？刂平狗鄹弊饔玫年P(guān)鍵是盡可能地少讓焦粉進(jìn)入分餾塔和排放系統(tǒng)中。或者是一旦出現(xiàn)這種情況應(yīng)盡可能快地把焦粉從系統(tǒng)中清除出去。美國texas州 pace consultants公司為了穩(wěn)定焦化塔操作和確保hc

27、go質(zhì)量，同foster wheele公司一樣，也采用了類似的除焦粉方法，即在分餾塔入口上方設(shè)洗滌段和在分餾塔底設(shè)塔底油循環(huán)過濾系統(tǒng)。其目的是：冼掉油氣中或?yàn)V掉塔底油中的焦粉，確保無固體分餾和產(chǎn)生重質(zhì)油循環(huán)；把進(jìn)加熱爐的焦粉量降到最少，改善加熱爐操作。洗滌段的結(jié)構(gòu)是在洗滌噴頭的下方安裝隔板、塔盤或篩板，以便改善氣-液接觸和焦粉分離效率。在分餾塔洗滌段下方抽出不合格餾分做洗滌油，能夠使焦化裝置實(shí)現(xiàn)零循環(huán)操作，使餾分油收率最高，hcgo更干凈（7）。進(jìn)入分餾塔的焦粉最終都要落到塔底部。為了確保加熱爐操作，通常在分餾塔底安裝塔底油循環(huán)過濾系統(tǒng),除去粒徑大于3.18 mm(1/8 in.)的焦粒。過濾

28、器是反洗型的。塔底油被加熱爐進(jìn)料泵抽出前，先經(jīng)過一個(gè)高帽式過濾裝置，使通過的焦粉粒度低于6.35 mm(1/4 in.)。加熱爐進(jìn)料泵安裝有焦粉破碎葉輪，使進(jìn)到泵中的焦粉粒度小于3.18 mm(1/8 in.)。當(dāng)焦化塔有壓力時(shí)，在降壓和急冷的初期階段，焦粉將由油氣帶入排放系統(tǒng)。如果焦化塔正常操作壓力和排放系統(tǒng)之間的壓差較大時(shí)，焦粉攜帶現(xiàn)象尤其嚴(yán)重。降壓速度控制得好，也不能根除焦粉攜帶問題。如果發(fā)現(xiàn)排放塔焦粉攜帶嚴(yán)重，應(yīng)把降壓速度控制在7kpa /分(1 psi/minute)以下。急冷循環(huán)是另一個(gè)產(chǎn)生焦粉攜帶的原因。當(dāng)為了提高裝置加工能力縮短焦化循環(huán)周期而減少急冷循環(huán)時(shí)間時(shí)，必須加大冷水量。

29、其結(jié)果是在熱的焦化塔中產(chǎn)生更多的蒸汽，使油氣流速更高，焦粉攜帶更嚴(yán)重。抑制由油氣速度提高引起的焦粉攜帶的一個(gè)好方法是：在急冷操作過程中，保持焦化塔頂壓力在138 kpa(20 psi)。左右。這樣可把焦粉攜帶降到最小，以便縮短焦化循環(huán)周期。圖2.4.2-2顯示的是一個(gè)焦化排放循環(huán)過濾系統(tǒng)。該系統(tǒng)能使進(jìn)入分餾塔循環(huán)油中的焦粒直徑低于3.18 mm (1/8 in.)。排放塔液體保持在149c，確保無水。水對(duì)分餾塔塔盤是有害的。如果進(jìn)分餾塔的循環(huán)油不能確保無水，應(yīng)送含水污油脫水系統(tǒng)脫水。所有設(shè)備材料同含焦粉的油料接觸都將受到損害。這些設(shè)備包括：焦化循環(huán)使用的設(shè)備、儀器、管線和閥門；hcgo循環(huán)系統(tǒng)

30、；排放系統(tǒng)。聚集焦粉的地方將產(chǎn)生結(jié)焦。如果設(shè)備上的結(jié)焦沖洗不掉，該設(shè)備最終將被更換。國外正在使用的抑制焦粉副作用的方法和經(jīng)驗(yàn)有：l 最好的辦法是用沖洗系統(tǒng)連續(xù)或間斷地沖掉設(shè)備上的焦粉。l 提高焦化塔壓力，或者在焦化塔切換過程中和有可能出現(xiàn)焦粉攜帶時(shí)，應(yīng)執(zhí)行最佳操作程序，防止壓力失控。l 安裝可靠的焦化塔料位計(jì)。l 用泵把高傾點(diǎn)重油和含焦粉油從系統(tǒng)中抽出，除去其中的焦粉等不純物。l 用蒸汽介質(zhì)保護(hù)從加熱爐出口到分餾塔人口的高溫處的閥門，避免焦粒進(jìn)入閥桿密封套在其表面結(jié)焦。該處的保護(hù)蒸汽即便是在除焦階段也不能停。這個(gè)措施對(duì)楔形閥和閘閥尤其重要。因?yàn)榫奂诿芊馓滋幍氖徒箍赡軐?dǎo)致停工。l 常規(guī)加熱爐

31、流量計(jì)對(duì)焦粉敏感，使用過程中常產(chǎn)生堵塞、結(jié)焦或損傷。使用楔形流量計(jì)和venturi孔板，或者采用兩套流量計(jì)，能解決這個(gè)問題。l 用干凈的輕質(zhì)焦化瓦斯油保護(hù)泵壓蓋和儀器。l 用瓦斯保護(hù)暴露在油氣環(huán)境下的儀器頭。l 使用閥密封套不暴露在工藝流中的球閥。這種閥的另一個(gè)特點(diǎn)是泄露的可能性少。l 在操作失控產(chǎn)生大量泡沫時(shí)，泡沫和重質(zhì)油聚集在焦化塔頂管線和分餾塔底，形成焦炭。降低油氣相溫度，或者在焦化塔出口注入洗滌油，可以緩解這個(gè)問題。3 改進(jìn)產(chǎn)品分布和提高產(chǎn)品質(zhì)量的方法在現(xiàn)代延遲焦化操作過程中，人們更關(guān)注如何增加液體產(chǎn)品,如hcgo的產(chǎn)量；如何降低燃料級(jí)石油焦的產(chǎn)量。其原因是液體產(chǎn)品（如hcgo）能夠通

32、過加氫處理-fcc或者加氫裂化改質(zhì)成價(jià)值更高的運(yùn)輸用燃料。而燃料級(jí)石油焦由于有市場(chǎng)需求問題，通常是產(chǎn)量越低越好。電極焦，尤其是用于制造煉鋼用的大功率石墨電極的針狀焦，則需求量一直看好，希望多產(chǎn)。下面分述國外近年來出現(xiàn)的有關(guān)新技術(shù)。3.1 原料的預(yù)處理現(xiàn)代延遲焦化技術(shù)對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理主要有二個(gè)目的：一是延長裝置操作周期；二是改善產(chǎn)品分布和質(zhì)量。常用的幾種預(yù)處理技術(shù)如下：l 原油的深度脫鹽：抑制焦化加熱爐結(jié)焦，延長操作周期。l 原油減壓蒸餾深拔：原油減壓蒸餾深拔，即提高vgo和減壓渣油切割點(diǎn)（通常是566c(1050f)），能夠改善煉油廠的重油轉(zhuǎn)化深度。vgo是fcc和加氫裂化的好原料。經(jīng)過深拔的

33、減壓渣油雖然質(zhì)量更差了，但是，加工這樣的劣質(zhì)原料，才更能體現(xiàn)延遲焦化在渣油轉(zhuǎn)化過程中的優(yōu)勢(shì)。l 減壓渣油減粘裂化：減壓渣油進(jìn)延遲焦化前先減粘裂化的目的是,緩和延遲焦化裝置操作強(qiáng)度。l 減壓渣油加氫預(yù)處理：減壓渣油加氫預(yù)處理的主要目的是改善石油焦和其他產(chǎn)品的質(zhì)量。如果用高硫渣油生產(chǎn)電極焦，渣油加氫這一步是很重要的。3.2 用fcc澄清油降低石油焦產(chǎn)量當(dāng)加工的原料質(zhì)量比較差（瀝青質(zhì)、硫和氮含量高）時(shí)，將副產(chǎn)大量的燃料級(jí)石油焦。燃料級(jí)石油焦主要用作發(fā)電、汽電聯(lián)產(chǎn)和制造水泥用的燃料。燃料級(jí)石油焦的市場(chǎng)競爭能力主要取決于石油焦的質(zhì)量。含硫量5%6%的石油焦雖然也有市場(chǎng)，但價(jià)格低。彈丸焦的hardgrov

34、e可磨度指數(shù)（hgi）比較低，接近軟焦價(jià)格。日本是石油焦主要進(jìn)口國，主要用作鼓風(fēng)爐煉鋼的燃料，也有一些國家把高硫石油焦用作發(fā)生蒸汽或汽電聯(lián)產(chǎn)的燃料。amoco公司為了降低延遲焦化過程的石油焦產(chǎn)量，在渣油原料中加入5%20%（wt）的fcc澄清油。所用的渣油沸點(diǎn)在454c（850f）551c（1025f）之間。澄清油中芳烴碳原子超過60%（wt），硅含量約150010-6。加入澄清油還能夠改善石油焦質(zhì)量（如揮發(fā)分含量和密度）和抑制彈丸焦生成。圖3.2-1是amoco公司降低石油焦產(chǎn)量的延遲焦化流程。原料進(jìn)焦化塔溫度為 482c（900f）510c（950f），操作壓力1031034 kpa (1

35、5150 psig)，油氣在焦化塔中停留時(shí)間在2120s之間。過程中向原料中注入蒸汽，每45 kg(100 磅)原料注入0.092.25 kg(0.25 磅)蒸汽。amoco公司的一組中型廠數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)焦化塔轉(zhuǎn)油線溫度為499c（930f）時(shí)，加工100%渣油，石油焦收率36.2%（wt）；加工100%澄清油石油焦收率33.5%；如果渣油和澄清油各50%，石油焦收率降到31.1%（wt）。向原料中加澄清油降低石油焦產(chǎn)量時(shí)，有兩點(diǎn)應(yīng)注意：當(dāng)焦化溫度一定時(shí)，渣油和澄清油有一個(gè)最佳調(diào)合比例；當(dāng)渣油和澄清油的調(diào)合比例一定時(shí)，焦化溫度的作用比較大。圖3.2-2、圖3.2-3和圖3.2-4分別是澄清油加入

36、量和焦化溫度對(duì)石油焦產(chǎn)量的影響；澄清油加入量和焦化溫度對(duì)液體產(chǎn)品產(chǎn)量的影響；澄清油加入量和焦化溫度對(duì)c4-瓦斯產(chǎn)量的影響。3.3 焦化進(jìn)料爐前混氫改善產(chǎn)品分布和質(zhì)量美國houston的john和jams發(fā)明了一種改良過的延遲焦化技術(shù)。該技術(shù)同常規(guī)延遲焦化技術(shù)的主要區(qū)別是在焦化加熱爐前安裝一組具有一定長度的soaking管。在soaking管前注入富氫瓦斯，使焦化反應(yīng)在有氫氣的條件下進(jìn)行，其結(jié)果是改善了產(chǎn)品的分布和質(zhì)量。圖3.3-1是該技術(shù)流程。過程中使用澄清油的目的是降低焦化過程中彈丸焦數(shù)量。澄清油的調(diào)入量為新原料的0.5%4.4%(vol.)，高低取決于經(jīng)濟(jì)性。如果生焦質(zhì)量可以接受，可不加澄

37、清油。soaking管前引入氫氣的分壓為13794137 kpa(200600 psig)，其高低取決于后面設(shè)備的壓力降。加熱爐入口溫度為204c（400f）343c（650f）。流體在soaking管內(nèi)停留時(shí)間長有利于氫氣吸收和改善產(chǎn)品質(zhì)量，通?？刂圃?090分鐘之間，以44分鐘為宜。富氫瓦斯加入量同流體在soaking管內(nèi)停留時(shí)間長短有關(guān)，通?？刂圃?.2852.83 m3/m3(30300scf/barrel（原料）)。氫純度可低到50%，最好是70%99%。從公布的試驗(yàn)結(jié)果看，采用soaking管工藝后，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)明顯改善。石油焦質(zhì)量顯著提高。3.4 生產(chǎn)低揮發(fā)分石油焦的延遲焦化過程在延

38、遲焦化過程中，在焦床急冷階段通入蒸汽有兩個(gè)目的：降低焦床溫度和把石油焦中的揮發(fā)分帶出。實(shí)際上，用蒸汽做冷卻介質(zhì)和揮發(fā)分?jǐn)y帶劑并不理想，原因是蒸汽對(duì)揮發(fā)分的溶解性差，沒有抽提作用，而且大量蒸汽進(jìn)入分餾塔不利于分餾塔的穩(wěn)定操作。standard oil公司用沸點(diǎn)低于焦床溫度的輕質(zhì)烴取代或部分取代急冷蒸汽使上述問題大大緩解，并得到低揮發(fā)分石油焦。圖3.4-1是使用該技術(shù)的延遲焦化示意流程。3.5 彈丸焦及抑制生成彈丸焦的方法當(dāng)延遲焦化裝置用多產(chǎn)液體產(chǎn)品和少產(chǎn)石油焦方案操作時(shí)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生小圓球狀彈丸焦。即使是海棉焦也夾帶有彈丸焦。產(chǎn)生的彈丸焦超出一定數(shù)量時(shí)，將干擾焦炭塔急冷和操作。焦化過程產(chǎn)生彈丸焦也

39、不是一無是處。foster wheele公司認(rèn)為：在生產(chǎn)燃料級(jí)石油焦時(shí)，彈丸焦的出現(xiàn)意味著焦化操作處在最經(jīng)濟(jì)條件下。焦化原料性質(zhì)和操作條件影響彈丸焦的形成，但主要取決于原料性質(zhì)，如氮、氧、硫等雜原子化合物、瀝青質(zhì)和鎳釩含量高的有機(jī)金屬化合物。操作條件的變化能夠改變彈丸焦的性質(zhì)。例如，高溫不僅能夠降低vcm,同時(shí)也促進(jìn)彈丸焦的形成，增加彈丸焦硬度。焦化塔涌出速度和轉(zhuǎn)油線入口速度都能影響彈丸焦的形成。原料一定時(shí)，焦化時(shí)間和溫度影響石油焦的可磨性。在工業(yè)延遲焦化裝置中，原料中瀝青質(zhì)含量越高，越容易產(chǎn)生彈丸焦。提高焦化壓力和時(shí)間能夠抑制彈丸焦的生成。在焦化原料中加入fcc澄清油能夠抑制彈丸焦的生成，原

40、因是澄清油對(duì)瀝青質(zhì)的溶解能力較高。作用大小取決于澄清油的性質(zhì)和加入量。foster wheele公司使用參數(shù)（ccr、hi和金屬含量）儀能夠預(yù)測(cè)生成彈丸焦的趨勢(shì)。4 特種石油焦生產(chǎn)技術(shù)石油焦通常按用途分三個(gè)類別：燃料級(jí)、陽極級(jí)和針狀焦級(jí)。陽極級(jí)、針狀焦級(jí)或其他專用焦也稱“特種石油焦”。表4-1是三類石油焦的規(guī)格要求。表4-1 三類石油焦的主要規(guī)格要求項(xiàng)目燃料級(jí)陽極級(jí)針狀焦級(jí)用途燃料煉鋁煉鋼硫含量(wt),%170.52.50.11揮發(fā)分(vol.),%82071136灰分(wt),%0.120.050.30.0010.02cte/10-6/c0.55密度/gm/cc0.750.90硅含量(wt

41、)/10-6 200延遲焦化石油焦質(zhì)量主要取決于所加工的原料組成和操作條件。陽極焦和針狀焦通過煅燒和石墨化等工藝，可用于制造冶金工業(yè)用的大功率石墨電極。特種石油焦的生產(chǎn)由于對(duì)原料和操作條件有特殊要求，價(jià)格比燃料級(jí)石油焦高得多。4.1 用saok技術(shù)進(jìn)一步改善優(yōu)質(zhì)焦性質(zhì)conoco公司為了適應(yīng)鋼鐵工業(yè)對(duì)優(yōu)質(zhì)大功率石墨電極的質(zhì)量需求，開發(fā)了一種優(yōu)質(zhì)石油焦改質(zhì)技術(shù)。該技術(shù)工藝流程見圖4.1-1。conoco公司優(yōu)質(zhì)石油焦改質(zhì)技術(shù)實(shí)際上是一種改進(jìn)的延遲焦化技術(shù)。該技術(shù)用的原料主要是高芳香度礦油，如fcc澄清油、蒸汽裂解焦油、減壓渣油、vgo、hcgo和熱裂化焦油等或者它們的混合物。圖4.1-1中的非焦

42、化流體可以是液態(tài)烴（如輕瓦斯油）或氣體（如氮或蒸汽）等。有一個(gè)原則是不能影響石油焦質(zhì)量。過程的主要操作條件如下：l 焦化加熱爐出口溫度：454c（850f）510c（950f）。l 焦化塔操作溫度：427c（800f）496c（925f）。l 焦化塔操作壓力：1031379 kpa (15200 psig)。l 生焦煅燒溫度：1316c（2400f）1427c（2600f）。l 生焦煅燒時(shí)間：13小時(shí)。當(dāng)原料性質(zhì)確定以后，焦化塔溫度控制是能否生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)石油焦的主要因素。在工業(yè)裝置上，通常把焦化塔液相溫度控制到比油氣相溫度高8.3316.67 c（1530 f）。soak加熱爐的操作強(qiáng)度，主要指

43、的是爐出口溫度或者是進(jìn)焦化塔的溫度。conoco在它的專利說明書中公布了4個(gè)例子，詳細(xì)地說明了soak技術(shù)對(duì)改進(jìn)石油焦質(zhì)量的作用。4.2 用空氣氧化-延遲焦化過程生產(chǎn)特種石油焦conoco公司通過用空氣氧化一部分高芳香度延遲焦化原料的方法生產(chǎn)出均一的優(yōu)質(zhì)特種石油焦。這種石油焦用于生產(chǎn)大功率石墨電極。該過程加工流程見圖4.2-1。過程所用的原料有：fcc澄清油、hcgo、減壓重瓦斯油、熱加工過程得到的焦油、頁巖油、煤焦油等高芳香度油或其調(diào)合組分。過程各部位的操作條件為：焦化爐出口溫度 482c（900f）524c（975f）；焦化塔操作壓力1031379 kpa(15200 psi)；焦化塔操作

44、溫度 438c（820f）510c（950f）；焦化循環(huán)周期 2448 小時(shí)；石油焦煅燒溫度1316c（2400f）1427c（2600f）；石油焦煅燒時(shí)間13 小時(shí)；氧化爐出口溫度 260c（500f）371c（700f）；空氣吹入量（每t原料需要量）84420 m3(300015000 scf)；氧化時(shí)間612 小時(shí)；氧化原料進(jìn)料量（wt）5%25%。表4.2-1 conoco公司特種石油焦氧化-延遲焦化生產(chǎn)過程操作條件、原料和石墨柱性質(zhì)延遲焦化操作條件 溫度/c（f）449（840） 壓力/kpa(psig)413.69(60) 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間/h8原料空氣氧化渣油低硫焦油空氣氧化渣油：低硫焦

45、油（wt）=60：40生焦收率(wt),% 收率(wt),%28.945.8 硫含量(wt),%1.890.11*1.03石墨柱cte 軸向/10-7/c48.211.241.0 橫向/10-7/c50.133.250.5 橫和軸cte比1.03.01.2* 由煅燒焦測(cè)得,煅燒溫度 1316c（2400f）。生焦和煅燒焦硫含量稍有變化。圖4.2-2是conoco公司的另一種用氧化-延遲焦化法生產(chǎn)特種石油焦過程。過程使用的原料是石油熱裂解產(chǎn)生的焦油。這種焦油硫含量比較低，通常在(wt)0.1%2%之間。用這種焦油做原料可在常規(guī)延遲焦化裝置中生產(chǎn)更多的低硫和低cte特種石油焦。也可以用常壓渣油、減

46、壓渣油、fcc澄清油、溶劑精制塔底油或它們的調(diào)合組分做原料。過程中用的裂解焦油量取決于渣油的硫含量，通常在（wt）15%40%之間。渣油氧化方法同瀝青氧化一樣，其的目的是提高軟化點(diǎn)。氧化溫度稍低于原料的閃點(diǎn)，通常在204c（400f）315c（600f）。氧化空氣流量為0.572.83 m3/分(20100 scf/m)。渣油在氧化塔中停留的時(shí)間（224 小時(shí)）長短取決于軟化點(diǎn)。通常軟化點(diǎn)控制在60c（140f）93c（200f）。表4.2-1是該過程的操作條件、原料和石墨柱性質(zhì)。4.3 用無機(jī)添加生產(chǎn)特種石油焦低硫重質(zhì)高芳香度礦油同無機(jī)添加劑混合后，經(jīng)延遲焦化能夠生產(chǎn)特種石油焦。這種特種石油

47、焦可用于生產(chǎn)高溫氣冷核反應(yīng)堆減速劑的六角形石墨柱。如果只用礦油通常生產(chǎn)不出合格的特種石油焦。所用的添加劑能促進(jìn)熱裂解，在石油焦煅燒制石墨柱時(shí)能夠蒸發(fā)出來。該過程所用的原料有：石油、頁巖油、焦油砂和煤焦油等。石油類原料包括fcc澄清油、蒸汽裂解焦油、常壓渣油、減壓渣油、較重的vgo、熱裂化渣油、hcgo等或它們的調(diào)合組分。過程所用的無機(jī)添加劑是p、sn、as、pb、p4s3、p2s5、as2s5等。用量為礦油的0.5%1.0%(wt)。圖4.3-1是生產(chǎn)特種石油焦的conoco公司延遲焦化過程流程。表4.3-1是過程中各種添加劑用量對(duì)石油焦性的影響。過程所用的原料是低硫直餾渣油,api為13.8

48、,含硫量(wt)為1.0%,芳烴碳原子占24.9%。延遲焦化溫度為482c（900f），操作壓力414 kpa（60 psi），焦化時(shí)間8小時(shí)。得到的生焦經(jīng)兩段煅燒，第一段700c（1292f），4.5小時(shí)；第二段1427c（2600f），2.25小時(shí)。表4.3-1 conoco公司特種延遲焦化添加劑對(duì)石油焦性質(zhì)的影響添加劑煅燒焦類型加入量(wt),%cte含硫量(wt),%p4s302.151.72p4s30.11.581.58p4s30.51.121.43p2s502.151.72p2s50.11.301.46p2s50.51.201.46sn02.151.72sn0.11.541.60s

49、n0.51.231.48紅磷02.151.72紅磷0.11.681.58紅磷0.51.451.554.4 用澄清油或其它重質(zhì)油生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)針狀焦鋼鐵工業(yè)對(duì)用于生產(chǎn)煉鋼用石墨電極的針狀焦質(zhì)量（如純度和物理性質(zhì)）要求非常嚴(yán)格。尤其是熱膨脹系數(shù)（cte），是最重要的質(zhì)量參數(shù)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，cte值在0.00.310-6/c之間的針狀焦適于生產(chǎn)煉鋼用石墨電極。cte值在0.40.510-6/c的針狀焦不適于生產(chǎn)煉鋼用石墨電極。用焦化技術(shù)生產(chǎn)針狀焦過程中，除了原料之外，焦化溫度是最重要的。高溫雖然能夠加快反應(yīng)速度，縮短反應(yīng)時(shí)間，但不利于提高石油焦質(zhì)量。相反，低溫焦化能夠生產(chǎn)高質(zhì)量石油焦。對(duì)于生產(chǎn)低cte針狀焦來

50、說，每一種原料都有一個(gè)最適宜的焦化溫度范圍。低于或超過這個(gè)溫度范圍，針狀焦的cte都將升高。該溫度范圍通常在1020c之間。充足的反應(yīng)時(shí)間是確保焦化過程中生成針狀焦的必要條件。相比之下，壓力和循環(huán)比等因素的影響次要得多。許多原料適于生產(chǎn)針狀焦，如fcc澄清油、重循環(huán)油。其中澄清油最好。如果焦化原料是澄清油的話，最佳焦化溫度在460500c之間。standard oil公司在它的微型焦化裝置上，確定了6種原料（澄清油或其調(diào)合品）的最佳焦化溫度。通過15個(gè)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這6種原料的最佳焦化溫度都是480c。5 提高裝置加工能力的幾種方法提高現(xiàn)有延遲焦化裝置加工能力的方法主要有兩個(gè): 降低焦化循環(huán)周期和

51、增加焦化塔數(shù)量。5.1 短焦化循環(huán)周期通常，焦化循環(huán)周期為24小時(shí)的焦化過程分成7個(gè)步驟，各步驟時(shí)間分配見表5.1-1。表5.1-1 焦化循環(huán)周期為24小時(shí)的各步驟時(shí)間分配項(xiàng)目24小時(shí)焦化循環(huán)周期時(shí)間分配/h吹蒸汽2.0急冷6.0排放2.0拆卸頭蓋1.0除焦5.0安裝頭蓋和試壓2.0暖塔6.0由表5.1-1看出，24小時(shí)中僅急冷、除焦和加熱所用的時(shí)間就占了70%。因此縮短焦化循環(huán)周期的主要目標(biāo)應(yīng)首先集中在這三個(gè)步驟上?？s短焦化循環(huán)周期是提高焦化裝置加工能力的有效方法。通常，把焦化循環(huán)周期從24小時(shí)降低到20小時(shí)就能很容易地使裝置加工能力提高20%。工業(yè)上把焦化循環(huán)周期從24小時(shí)縮短到1820小

52、時(shí)比較容易完成，即便是一個(gè)中等的消除瓶徑工程項(xiàng)目，就能把焦化循環(huán)周期縮短到1618小時(shí)。16小時(shí)以下較困難，1214小時(shí)雖然可行，但沒有長期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。pace consultants公司認(rèn)為，把焦化循環(huán)周期從24小時(shí)縮短到12小時(shí)有4個(gè)較大的時(shí)間障礙，水冷、排水、水利除焦和暖塔。因此，在縮短焦化循環(huán)周期時(shí)應(yīng)多從這4個(gè)階段考慮。應(yīng)注意的是,大幅度地縮短操作時(shí)間將引發(fā)下列幾個(gè)副作用：l 冷卻不充分：焦化塔冷卻不充分將留下熱斑和烴袋，這些烴袋在除焦時(shí)放出烴，影響除焦操作。有些煉油廠為了縮短焦化循環(huán)周期加大水冷速率。冷卻速度過快將在塔壁斷面上產(chǎn)生溫差，在圓截面產(chǎn)生高壓。這將使塔壁開裂或鼓包。因此，有

53、時(shí)把冷卻水加熱，以便減少這種情況發(fā)生。l 排水不徹底：如果沒使用塔底頭蓋自動(dòng)拆卸系統(tǒng)，如果焦化塔排水不徹底，有熱水留在塔中，有可能傷害操作人員。l 切焦速度過快：切焦速度過快產(chǎn)生大塊焦，增加石油焦回收難度，尤其是用戶對(duì)石油焦尺寸有要求時(shí)。l 暖塔不充分：通常，焦化塔切換開關(guān)閥總是瞬間從a塔切換到b塔。暖塔不充分時(shí)，將影響去分餾塔的油氣負(fù)荷和焦化塔壽命。如果采用焦化塔開關(guān)慢切換（30120分鐘）技術(shù)，取代原來的瞬間開關(guān)，就能緩解這種副作用。切換時(shí)間的長短取決于預(yù)熱的焦化塔溫度。使用馬達(dá)控制的球形閥能夠大大地改善切換操作。實(shí)現(xiàn)12小時(shí)焦化循環(huán)周期操作還有一個(gè)前題是必須使用全自動(dòng)頭蓋拆卸系統(tǒng)，否則還要增加手工操作時(shí)間。為了確保這些大型新裝置能夠在短焦化循環(huán)周期條件下操作，在設(shè)計(jì)階段就采用了保安系統(tǒng)。今天，在一些老裝置上采用14小時(shí)焦化循環(huán)周期已經(jīng)不少見。有幾個(gè)煉油廠為了加工重質(zhì)原料，改擴(kuò)建時(shí)增加了第三焦化塔，采用12小時(shí)焦化循環(huán)周期。表5.1-2是14和12小時(shí)焦化循環(huán)周期的時(shí)間安排。表5.1-2 14和12小時(shí)焦化循環(huán)周期的時(shí)間分布項(xiàng)目焦化循環(huán)周期14小時(shí)操作/h焦化循環(huán)周期12小時(shí)操作/h向分餾塔吹汽05025放空吹汽105急冷和裝料5.55.5排水10.75除頭蓋0.50.