石油焦用途及延迟焦化装置工艺路线的选择

石油焦用途及延迟焦化装置工艺路线的选择（2）2．2．3国内石油焦价格我国石油焦市场价格，自2001年初以来，价格逐步回升。从目前石油焦价格来看，1#焦价格在800元/t以上，2#和3#焦价格在500～700元/t。而在我国低硫焦中，含硫量较高的2#和3#焦占50％以上，因此，有必要采取措施使2#和3#焦产量降低，使1#石油焦产量增加。2．2．4国内石油焦消费及市场预测石油焦作为碳素厂和铝厂的原料，需求很大，可以说是供不应求，前提是硫含量要低。2000年9月，沧州炼油厂石油焦向北美四家铝厂出口了10kt石油焦。2000年底，锦州石化的低硫焦出厂要求现金交易。因此新建延迟焦化装置时，应考虑采用低硫原料或对原料进行脱硫处理，生产低硫石油焦，打开产品销路。3．石油焦加工工艺3．1生产煅后石油焦国外的石油焦煅烧过程全部在炼油厂完成,炼油厂生产出的石油焦直接进入煅烧装置进行煅烧。由于我国国内炼油厂没有煅烧装置，炼油厂生产的石油焦廉价出售。目前,我国的石油焦及煤炭的煅烧均在冶金行业进行,如碳素厂、铝厂等。唐山市石油焦化厂以重油及各类渣油为主要原料进行深加工，产品为焦化轻油、焦化蜡油、石油焦、煅后焦等。年产石油焦14kt，年产煅后焦15kt。焦化轻油用于发电及陶瓷行业，焦化蜡油作为炼油厂催化原料返销给炼油厂，煅后焦是碳素制品行业不可缺少的产品，市场前景非常广阔，自1999年6月份投产以来，产品迅速打开了国内外市场。镇江焦化煤气集团煅后石油焦年生产能力为180kt。生产原料主要来自大庆油田的低硫石油焦和胜利油田的中硫石油焦。用煅后石油焦生产石墨化焦3kt，生产增碳剂50kt。煅烧焦主要用于生产石墨电极、炭糊制品、金刚沙、食品级磷工业、冶金工业、制电石等。其中应用最广泛的是石墨电极。煅烧石油焦在国内的销售市场比较看好，它的最大用户是炼铝工业，锻烧石油焦在国外市场销售的前景也很乐观，例如，镇江碳素厂，一次就出口美国20kt煅后焦。普通石油焦与煅后焦的价格每吨相差数百元，煅烧石油焦将是炼油厂提高焦化装置经济效益的一项重要举措，石油焦的后加工可以使石油焦得到极大增值。3．2生产石墨电极镇江焦化煤气公司煅后焦出口到日本，日本再石墨化后，则价格约3500元/t。因此，有必要采取增大石油焦附加值的方法来增效创收，采取对石油焦进行煅烧来提高石油焦的销售价格。吉林炭素厂用大庆和抚顺二厂的针状焦为原料，研制了达到国外同类产品水平的超高功率石墨电极。兰州炭素厂选择国内某种优质石油焦,采用大颗粒配方,加以其它工艺上的措施，研制了高功率石墨电极。如果工艺控制得当，用胜利焦也可以生产石墨电极。高硫石油焦会导致石墨电极龟裂，不适宜做石墨电极。3．3生产活性炭活性炭是一种优良吸附剂，石油焦制备活性炭产率可达78%，石油焦按550元/t计，生产一吨活性炭仅需704元。以年生产规模1k计，粉末活性炭总产值394.6万元，税后利润92.7万元；以1kt计,颗粒活性炭总产值526.2万元，税后利润122.7万元。建1kt/a石油焦粉末或颗粒活性炭厂，一年可建成投产，其投资分别为172.5万元和230万元。4．石油焦生产工艺石油焦是炼油厂延迟焦化装置在生产轻质油品时的副产物。延迟焦化是最彻底的脱碳工艺，它的进料是100%的减压渣油，可以获得40%～50%的轻质石油产品和25%～30%的蜡油，重油轻质化程度最高。我国原油的沥青质和金属含量较低，多数原油含硫不高，渣油氢碳比较高，特别适于延迟焦化工艺。九江分公司2000年加工原油3300kt，按重油催化裂化装置加工减压蜡油和25%的减压渣油的二次加工工艺测算，商品渣油量达600kt。因此，该公司十五期间拟建设一套1000kt/a的延迟焦化装置。按以鲁宁管输渣油作原料，焦炭产率22.8%来测算，延迟焦化装置的石油焦产量约140kt。4.1重油催化裂化／延迟焦化双向组合工艺随着原油资源利用程度的不断加深和市场对轻质油品需求量的不断增长，重质油品轻质化成为当今炼油工业的重要加工工艺。石家庄炼油厂[2]采用了重油催化裂化／延迟焦化双向组合工艺，在合理匹配加工量的情况下，全厂可使原油全部转化，不出渣油产品。4.2减压渣油掺合油浆生产优质焦减压渣油中芳烃含量较低，因而在焦化过程中，热转化温度较低，中间相出现得较早，热裂化转化温度范围宽，不易形成各自向异性的中间相小球，且油品在炉管内易于结焦，对装置长周期运行不利。掺入催化裂化油浆后可以提高原料芳烃含量，改善成焦中间相结构，利于优质焦的生成。炼油厂于1991年12月进行了优质焦生产工业放大试验。试验采用克拉玛依管输原油的减压渣油，10%～20%的催化裂化油浆由催化裂化装置直接掺入减压渣油中，油浆中固体含量为2.4ｇ/Ｌ。产品的外层表面有明显的纤维结构，长宽比大，纹理清晰，已出现针状焦的雏形。产品为2#B，影响产品质量的主要指标是灰分。自1995年10月掺炼催化油浆，1998年8月全炼催化油浆。结果表明,焦化原料中掺入催化油浆能降低焦碳产率增加液体产率,而且有利于装置的安全生产及长周期运行。4.3同时生产两种规格焦炭的延迟焦化工艺石油化工科学研究院开发的这种在现有延迟焦化装置上可大量生产焦化汽油、柴油，优质石油焦（制造超高功率电极用的石油针状焦）和以提高液体产物收率、增加装置处理能力为目标的新工艺，使延迟焦化生产工艺在炼油中具有更大的适应性。当原料油性质、操作条件及加工流程不同时，烃类在高温下的反应也是不一样的，故可根据生产要求，改变其中的一项或二项就能实现在现有的延迟焦化装置上大量生产轻质油；生产针状焦；增加液体馏分的收率；扩大装置处理量；改善催化裂化原料及焦炭质量，达到提高炼油厂经济效益的目的。4.4延迟焦化石油焦的性能预测和生产工艺的选择减压渣油原料进入焦炭的硫分布率即与原料的生焦率有关，也与焦化原料的类型或原料硫的类型密切相关；延迟焦化过程的硫分布还与焦化反应的操作条件和循环比密切相关。主要加工的鲁宁管输原油属于低硫原油，其减压渣油的硫含量为1.46%～1.47%，密度为0.9817～0.9878g/cm3,残炭值为8.73%～8.85%,铁含量为15×10-6、镍含量为28×10-6、钒含量为7×10-6，若按正常的延迟焦化生产操作条件预测，延迟焦化装置生产的产品应为2#～3#石油焦。从管输油催化裂化油浆的一些重要性质来看（密度1.0025～1.0315g/cm3,硫含量为0.85%～1.27%，残炭值为10.25%～18.13%,重金属含量为镍21×10-6、钒4×10-6，固体含量4.0%），如果将固体含量降下来，则用此原料经延迟焦化装置生产针状石油焦是可行的。我们可以考虑用经过过滤的催化油浆来作延迟焦化的原料，采用变温操作，采取较大的循环比和较长的换塔周期，在延迟焦化装置上生产出针状焦。如果在减压渣油中掺合部分油浆则可生产优质石油焦；也可以考虑采用同时生产两种规格焦炭的延迟焦化工艺。除了鲁宁管输原油以外，还加工部分中东高含硫原油，以及一些南海、东南亚低硫原油。为了生产低硫石油焦，我们可以采取将中东高含硫原油的渣油单独存储加工的方式来控制延迟焦化装置进料的硫含量，由于延迟焦化装置是两釜切换操作，因此，可以将中东高含硫原油的渣油单独生产高硫石油焦，其余渣油均可以生产低硫石油焦。在延迟焦化装置满负荷生产（化肥原料煤代油后，替出的渣油进延迟焦化装置）时，预计可产出石油焦约200kt。在装置生产初期，可以考虑将石油焦就近提供给九江发电厂作锅炉燃料，或者提供作燃料，不必建以石油焦为原料的CFB锅炉。在努力打开产品销路的同时，可以进行石油焦的增值利用，如生产煅烧焦、石墨电极、活性炭等。这些产品都需要低硫石油焦为原料，延迟焦化装置产品方案应优先考虑生产低硫石油焦。5．结论目前我国的石油焦市场状况是，高硫石油焦产品过剩，主要是用作燃料；低硫石油焦产品主要是用于冶金和出口；高级石油焦产品则需要进口。因此，作为延迟焦化装置，其产品方案应优先考虑生产低硫石油焦，并且对低硫石油焦进行增值加工以生产高级石油焦产品