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延迟焦化技术发展简介荆门分公司张传义2006年6月延迟焦化技术发展一、世界焦化的发展二、我国焦化的发展状况三、焦化操作参数四、延迟焦化产品五、焦化环保六、流程比较一、世界焦化发展简介一、世界延迟焦化发展全世界焦化装置总加工能力为2.44亿t/a占原油蒸馏总加工能力的5.93%美国居世界首位，加工能力为1.29亿t/a，占世界52.7%中国（不包括台湾省）居世界第二位,加工能为14.63Mt/a其次依次为印度、墨西哥、委内瑞拉和阿根廷等全世界共有674个炼厂，其中147个炼厂设有焦化装置2004年世界焦化装置排名前十位的国家,Mt/a国名炼厂数蒸馏能力焦化能力焦化占蒸馏％焦化占世界焦化能力％美国132838.74128.7015.3452.70中国＊56232.4814.636.295.99印度17112.739.338.283.82墨西哥684.208.5310.133.49委内瑞拉564.117.9712.433.26阿根廷1031.255.8618.752.40德国16116.165.414.662.22日本32235.355.142.182.10巴西1396.014.744.941.94俄罗斯41271.644.671.721.91世界合计6744120.45244.215.93100.00世界焦化种类•延迟焦化•流化焦化•灵活焦化•釜式焦化世界焦化种类•延迟焦化是发展最快的重油加工装置•流化焦化和灵活焦化世界上只有几套•釜式焦化因其工艺落后，已不采用延迟焦化在美国的发展•1929年第1套延迟焦化装置由印地安那标准油公司建于Whiting。1930年壳牌公司发展了水力除焦技术。•1955年前美国焦化装置建得很少。•1955-1975美国的焦化装置以每年6%速度建设。•1965-1970增长速度11%。•54年建第1套流化焦化。•20世纪末，延迟焦化技术已成熟，现美国有49套延迟焦化装置在运行，流化焦化/灵活焦化只有6套。二、我国焦化的发展现状我国延迟焦化的发展全国石化集团石油集团地方企业装置套数能力,Mt/a装置套数能力,Mt/a装置套数能力,Mt/a装置套数能力,Mt/a1990年157.911995年2313.481711.5351.7510.201999年2920.631812.45118.182003年3329.302118.901010.8020.602005年后(预计)4847.002830.001415.0062.00我国延迟焦化的发展■以焦炭塔发展为代表的我国焦化的发展▲2000年以前，我国延迟焦化焦炭塔最大直径仅为6.1m▲2000年我国第1套直径为8.4m的焦炭塔在上海石化投产▲2004年后，我国有24台直径在8.4m以上的焦炭塔投产▲2004年底，扬子石化1.60Mt/a延迟焦化装置投产，焦炭塔直径为9.4m▲焦炭塔虽大型化，但加热炉-焦炭塔-分馏塔主流程没有变化中国石化延迟焦化技术交流暨第二届焦化年会•延迟焦化技术交流暨第二届年会”于2005年10月19日至21日在长岭分公司举行•中国石化集团公司科技委副主任张德义作了题为“提高延迟焦化装置工艺技术水平、进一步发挥在重油加工中的作用”的大会报告•中国工程院院士侯芙生作了题为“发挥延迟焦化深度加工中的重要作用”的总结讲话•中国石化股份有限公司炼油事业部副主任王树德和科技开发部副主任徐惠主持了会议•会议主题：原料劣质化、装置高负荷、长周期年会形成的纪要一、延迟焦化已经成为重油加工的主要装置二、延迟焦化技术发展取得了长足进步三、延迟焦化装置存在的问题和不足四、进一步提高延迟焦化生产技术水平的意见五、下一年度的工作安排一、延迟焦化已经成为重油加工的主要装置装置2004年全国中国石化万吨/年套加工能力万吨/年套加工能力(万吨/年)实际加工(万吨/年)占原油加工能力%占重油加工能力%延迟焦化383725242245187213.6646催化裂化1324(折减渣)33重油加氢248(扣馏分油)6溶剂脱沥青42510减粘裂化2025二、延迟焦化技术发展取得了长足进步1、掌握了装置大型化成套设计技术继上海石化一炉两塔100万吨/年延迟焦化装置顺利投产后，由两大设计院设计的一炉两塔160万吨/年（扬子、金陵）和140万吨/年（高桥、齐鲁）的大型焦化装置顺利建成投产，标志着我们已经掌握了延迟焦化大型化成套设计技术。二、延迟焦化技术发展取得了长足进步2、原料范围扩大，加工原料趋于劣质化2004年，中国石化延迟焦化装置中加工原料的残炭最高的达到19%（镇海），硫含量最高的达到4.8%（茂名），密度最高达到998kg/m3（茂名)，沥青质最高含量达到13%（塔河），加工原料的性质趋于劣质化。二、延迟焦化技术发展取得了长足进步3、装置运行水平明显提高（1）装置平均负荷率已由1998年的86.07％提高到2004年的94.79%，有一半企业的延迟焦化装置加工量超过了设计值。（2）装置平均开工天数已由2002年的292天延长到2004年的326天，延长了34天。（3）装置能耗有所降低，2004年装置平均能耗达到27.76千克标油/吨，比1999年降低了7.9%。二、延迟焦化技术发展取得了长足进步4、装置清洁化生产水平有所提高近年来，中国石化延迟焦化的环境保护问题日益受到重视，各企业正逐步推行焦炭塔吹气密闭放空、冷焦水密闭循环处理等环境保护技术，改变了传统的延迟焦化形象。其中冷焦水密闭循环处理技术经过镇海炼化公司的成功应用，冷焦水除油效果和温度都达到了要求，空气中臭气浓度由原来的2000μg/m3降至20μg/m3。目前中国石化已有14套装置采用冷焦水密闭循环处理技术，生产过程清洁化水平明显提高。三、延迟焦化装置存在的问题和不足1、生焦循环周期长。国外多数焦化装置已采用16～18小时生焦循环周期，我们多数装置仍采用24小时生焦循环周期，同样的装置，处理量比国外低约25％。2、循环比偏高。国外延迟焦化装置循环比一般在0.1以下，而我们大部分企业焦化装置采用0.2-0.3的较高循环比操作，还有10套装置循环比超过了0.3，造成生焦量高，装置处理能力下降，能耗增加。3、焦炭塔容积利用率低。少数装置的焦碳塔尚未安装中子料位计，凭经验判断焦层和泡沫层高度，注入消泡剂的部位、时间也不规范，影响焦炭塔容积利用率的提高。三、延迟焦化装置存在的问题和不足4、装置能耗偏高，同类装置间能耗相差很大。2004年，中国石化焦化装置平均能耗为27.78千克标油/吨，最高为38.40千克标油/吨，最低为18.35千克标油/吨，相差20.05千克标油/吨，装置节能有较大潜力。5、设备与管线腐蚀问题仍然存在。由于延迟焦化原料不断劣质化，部分装置生产中出现了设备、管线的腐蚀问题，甚至因此导致非计划停工事故，应引起高度重视。6、部分装置设备和系统不配套。受建设时间和当时技术水平的限制，仍有一半以上的焦化装置加热炉采用单面辐射，表面热强度低，不均匀系数低，不能在线清焦或烧焦，加热炉热效率较低，影响长周期运转和降低能耗。还有近半数装置没有配套或完整的吸收稳定系统，影响液化气的收率；大直径焦炭塔的冷焦问题还需要进一步完善。还有保证安全配套降低劳动强度的头盖自动卸盖机等设备仅在个别装置上试用，绝大多数装置处于手动操作状态。三、延迟焦化装置存在的问题和不足7、装置运行及管理水平有待进一步提高。在原料及产品的化验分析方面，多数企业重视不够，这种情况不仅影响产品质量，严重时还带来安全隐患。在生产管理方面，部分企业存在着管理粗放、“三基”工作不扎实、缺乏严细化的管理等问题，操作记录数据不全、设备故障率高、仪表自控率低、计量误差大等问题；部分企业职工培训力度不够，技术素质有下滑的趋势。8、清洁化生产与国际先进水平相比仍有一定差距。虽然绝大多数延迟焦化装置的焦碳塔吹气、冷焦放空已采用了全密封塔式接触冷却系统，但仍有少数企业没有设置密闭放空塔，对周围环境造成一定影响；部分企业的冷焦水仍然采用露天逐级沉降方式，不仅占地面积大，而且造成油气挥发和焦粉飞扬，对周围环境形成污染；少数企业切焦水和冷焦水还未做到全部循环使用。四、延迟焦化今后发展方向与会代表通过讨论认为，延迟焦化工艺在技术、管理水平方面还有较大的发展和提高的空间，需要认真研究落实提高延迟焦化生产技术和管理水平的措施，以进一步发挥延迟焦化在我国重油加工中的作用。三、延迟焦化操作参数延迟焦化操作参数•影响延迟焦化过程的有关参数包括原料参数，工艺参数和工程参数•原料参数是影响装置设计和操作条件的主要参数，主要包括有原料的特性因素，减压蒸馏程度、残炭、含硫量、酸值和金属含量等。原料因素往往是事先确定的客观先决条件，但对焦化过程有很大的影响。延迟焦化操作参数延迟焦化作为一种重要的重油加工工艺，其原料主要是各种重质油。重质油是石油中相对分子质量最大、组成和结构最为复杂的部分，要充分地、合理地利用它，必须对它的化学组成与结构有清楚的认识。对于重质油族组成的研究，目前最广泛采用的是四组分分离法。重油的四组分是饱和分、芳香分、胶质及沥青质。重质油四组分的比例决定了重质油在热转化过程中裂解和缩合反应的程度。减压渣油的生焦过程延迟焦化操作参数延迟焦化三个主要工艺参数为操作温度，操作压力和循环比，对产品分布、产率和产品性质有重要影响。操作温度1、操作温度：一般是指焦化加热炉出口温度或焦炭塔温度。2、当操作压力和循环比固定后，提高焦炭塔温度将使气体和石脑油收率增加，瓦斯油收率降低，焦炭产率将下降，并将使焦炭中挥发分下降。3、在压力和循环比一定时，焦化温度每增加5.5℃，瓦斯油收率增加1.1％，适当增加反应温度对焦化是有利的。4、焦炭塔温度过高，容易造成泡沫夹带和促进弹丸焦的生成。5、焦炭塔温度过高，焦炭硬度增大，造成除焦困难。6、温度过高还会使加热炉炉管和转油线的结焦倾向增大，影响操作周期。7、在操作中用加热炉出口温度来控制焦炭的挥发分含量。8、延迟焦化装置加热炉出口温度一般均控制在490～500℃范围之内。操作压力1、操作压力是指焦炭塔顶压力。2、焦炭塔顶压力下限值是为克服焦化主分馏塔及后继系统压降所需的压力。3、装置的操作压力对产品的分布有一定的影响。操作温度和循环比固定之后，提高操作压力将使塔内焦炭中滞留的重质烃类增多，气体产物在塔内停留时间延长，增加了二次裂化反应的机会、从而使焦炭的产率增加，气体产率也略有增加，C5以上的液体产品产率下降。4、焦炭的挥发分含量略有增加。5、延迟焦化工艺的发展趋势是降低操作压力，以提高液体产品的收率。6、我国焦化装置的操作压力在0.15～0.20MPa之间。操作压力焦炭塔压力对焦化馏出油产率的影响循环比◆循环比定义（1）循环比＝循环油量/新鲜原料油量。（2）联合循环比（CFR）=（新鲜原料油量+循环油量）/新鲜原料油量=（1+循环比）。（3）通量循环比（TPR），和联合循环比（CFR）相同。（4）通量循环比（TPR）=辐射油量/新鲜原料油量。◆循环比是对装置处理能力、产品性质及其分布都有影响的重要操作参数。焦化装置循环油来源■注入的急冷油（通常是焦化蜡油），可减少焦炭塔顶大油气管线内结焦。■焦炭塔顶大油气管线热量损失产生的冷凝液。■分馏塔下部内回流，最好是焦化蜡油返塔的洗涤油。■辐射泵注入的冲洗油（蜡油或柴油）。循环比对装置处理能力、产品性质及其分布的影响•循环比大小直接影响焦化蜡油的干点•循环比降低后，焦化加热炉辐射段进料性质将发生变化，表现为密度增加，残炭（CCR）增加，沥青质增加，更接近焦化新鲜原料的性质•实践证明，当循环比0.25时,主分馏塔底温度可能升至400℃以上。此时将有裂化、缩合反应发生,严重时会造成塔底结焦，进而可能影响装置的操作周期•循环比降低后，可以降低焦炭产率，增加液体产品收率，减少气体产量•降低循环比，可以提高装置处理能力联合循环比（TPR）对焦化液体产品收率的影响（大庆减压渣油）联合循环比对大庆减压渣油焦化产品收率的影响四、延迟焦化产品延迟焦化产品★延迟焦化工艺生产五种产品：•焦化气体[干气和液化石油