焦化装置运行参数

延迟焦化运行参数1、延迟焦化工艺特点--通过调节温度、压力和循环比等参数增加操作弹性•炉出口温度增加5～6℃，瓦斯油收率增加1.0～1.2％•循环比降低到0.05～0.15，可较大提高液收，但务必注意加热炉管结焦和分馏塔蒸发段超温问题•馏份油循环，液收可增加2.0～2.5m％，焦炭收率下降2.5～3.5m％，并缓和炉管结焦•缩短焦化循环周期，提高焦化处理能力。但焦化周期从24小时缩短到18小时，焦炭塔寿命损失25％，而且焦炭VCM会增加约1.0m％2、延迟焦化工艺和工程设计考虑--工艺设计•适应当前和未来可能操作原料性质变化•当加工低硫原料生产优质电极焦时，要优化工艺条件，达到馏份油和焦炭收率之间最佳平衡和经济的操作点•加工重质劣质“四高”原料量，一般采用低压、高温和低循环比操作条件，以实现最大馏份油收率，但务必注意弹丸焦生成问题。•调整循环比，在达到最大馏份油收率和处理量时，应满足对蜡油（HCGO）质量要求•在采用低压操作时，务必考虑到焦炭塔内气速以及造成的设备、管线及系统压降，从而对气压机产生的影响•优化分馏与换热流程，选择合理的工艺方案，节省投资和能耗3、延迟焦化工艺和工程设计考虑--焦炭塔和框架结构•设计中要充分考虑焦炭塔的加热／冷却之周期，保证焦塔寿命。优化焦炭塔设计，依据原料性质（如残炭、沥青质、密度、粘度等）、处理量、循环比、温度、压力以及是否考虑注有效消泡剂来计算确定焦炭收率、焦炭塔允许气速，从而来决定焦炭塔数目和塔径、高度（显然要结合考虑到水力除焦设备的能力和投资•缩短生焦周期，要考虑到塔壳体／裙座连接处应力，采用有限元分析法，减少应力•焦炭塔框架设计便于操作、维修基础上优化高度，节省投资•焦炭塔框架高度主要取决于焦炭塔溜槽、焦池、塔自身高度和甩油罐高度等要求延迟焦化基本参数•影响延迟焦化过程的有关参数原料参数工艺参数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有：原料的特性因素减压蒸馏程度（DegreeofReduction）残碳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原料性质•高酸值高稠原油，可考虑用延迟焦化匹配原油予处理的联合工艺，作为轻质化加工手段•普通高稠原油可按照“稀释→换热→深度电脱盐脱水→加热→闪馏→或初馏→焦化”流程进行加工•塔河油常渣、辽河稠油渣油、沙轻减渣、伊朗油和科威特油减渣等高沥青质含量、高残炭、低热稳定性的焦化料，建议不要采用超低循环比操作条件，避免在加热炉管及主分馏塔底结焦；选用具有在线清焦技术的双面辐射炉型；在工艺设计中考虑选择性瓦斯油外循环流程，以增加产品方案灵活性和延长焦化炉运行周期，并且可以避免弹丸焦的生成操作温度•操作温度是指焦化加热炉出口温度或焦炭塔温度•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•焦炭塔温度过高，容易造成泡沫夹带和促进弹丸焦的生成•焦炭塔温度同时可以控制焦炭的可燃挥发物（VCM）•在操作中用加热炉出口温度来控制焦炭的挥发分含量我国的延迟焦化装置加热炉出口温度一般均控制在495～500℃范围之内操作压力•操作压力是指焦炭塔顶压力，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•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，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。焦炭的挥发分含量也会略有增加•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•我国焦化装置的操作压力在0.15～0.20MPa之间以前，典型焦化装置的设计压力为0.25MPa左右新设计的焦化装置操作压力为0.1Mpa，低压操作设计应注意焦化部份的系统压力平衡,在老装置改造时会受一定限制。延迟焦化装置操作压力对产品收率的影响焦化原料焦化产品原油：威尔明顿原油焦化汽油,%(质)12.012.4实沸点（TBP）切割温度,℃：552相对密度d15.61.05360.79360.7923相对密度,d15.6：1.0536硫含量,%(质)1.41.3康氏残炭值,%(质)：20.6焦化瓦斯油,%(质)373333硫,%(质)：2.4相对密度d15.60.94020.9352焦炭塔操作压力,MPa0.10550.2461硫含量,%(质)1.81.8产品收率焦炭,%34.637.8干气和LPG,%(质)16.116.5焦炭硫含量,%(质)2.42.4循环比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延迟焦化工艺总的趋向是降低循环比，尤其是新建装置循环比由过去常规的1.2%降低到0.3%•下述场合，也需要增加循环比：减少焦化蜡油（HCGO）产量改善焦炭质量保护下游较老或超负荷的加氢精制（或加氢裂化装置）避免弹丸焦（Shot-coke）生成减少加热炉结焦循环比降低后对蜡油和加热炉辐射段进料性质影响循环比项目名称0.00.10.20.4产品收率,m%富气7.938.228.539.01汽油12.6013.8614.3115.70柴油24.0824.3125.6727.51蜡油28.3426.5522.5317.68焦炭26.5027.0628.9630.10蜡油性质密度,d20g/cm30.96120.95950.95930.9571粘度,V100mm2/s5.974.9074.9033.358康氏残炭,m%1.901.280.860.78干点,℃510484479465炉进料性质密度,d20g/cm31.00000.99940.9963粘度,V100mm2/s273.6191.582.39康氏残炭,m%17.115.613.4沥青质,m%5.705.304.10超重焦化蜡油（XHCGO）的出路假如炼厂下游加工工艺装置能够很经济地解决质量变差的问题，XHCGO就可以和HCGO重新混合起来，这种情况时，不用关心这二种产品之间的分馏问题。所增加的焦粉可以用焦化装置的过滤系统或改进加氢精制装置的过滤器来解决XHCGO也可以作为单独的产品加以回收，用作为催化裂化和加氢精制装置原料假如焦化装置扩能改造后操作压力有了提高，其质量问题可得到缓和XHCGO能用作为重燃料油的调和料，如能代替馏分油如煤油等则是非常有吸引力的影响加热炉长周期运行的因素焦化原料性质的影响•焦化原料如渣油中含盐会诱发成焦先兆体的快速增加导致炉管结垢，为之要求控制钠盐含量≯50ppm。一般在25ppm时就会发现炉管结焦。这就要求上游常减压装置有良好电脱盐设施，使脱盐率在95%以上。•原料中含有非溶解性固体杂质，如催化剂粉末同样会诱发、加速高温介质在炉管内产生结焦现象，在考虑回炼催化澄清油，生产优质石油焦时，务需注意这一点，否则不仅增加石油焦中灰分含量，而且会加速炉管内结焦现象•要对焦化原料进行予处理如对澄清油进行静电除尘或自动反冲洗的机械过滤除去催化剂粉末。希望催化剂粉末≤100ppm。在线清焦技术设计•根据FW设计的LaondellCitgo炼厂焦化介绍，在线清焦的效果是：炉管表面温度降低125°F（51.7℃）炉管压降基本回复正常（开工前压降）清焦后燃料节省约10-15%单炉可连续运行三年以上（即二年以上才用蒸汽和空气烧焦1次）上海石化的100万吨/年焦化装置，首次在国内采用双面辐射的焦化加热炉，并具有在线清焦技术。大大地提高了我国延迟焦化工艺水平良好的加热炉设计应该是:•高管内流速（1.83～2m/sec）短停留时间，特别是介质426℃以上段的停留时间稳定的温升梯度炉内合理对称布置和配管较合理的平均热强度及炉管热强度周向不均匀系数小每管程多点注汽，但小的注汽（或水）量正确的对流转辐射处介质设计温度中、小型能量的低NO火嘴及扁长形炉膛尺寸适宜的炉膛体积热强度。焦化产品收率和质量预测康氏残炭对焦化产品收率的影响JamesH·Gary提出焦化产品分布和原料康残的关联式。焦炭收率m%=1.6×CCR气体（C4）收率m%＝7.8+0.144×CCR石脑油收率m%＝11.29+0.343×CCR柴油收率m%＝0.648×瓦斯油收率蜡油收率m%=0.35×瓦斯油收率该关联式条件为d≤0.9465的直馏减渣；焦炭塔顶压力＝0.15～0.20MPa(g)，汽油干点＝200℃，蜡油干点＝475～495提高焦化液体产品收率•延迟焦化装置应在保证产品质量、开工周期等前提下，尽量提高液体产品收率，降低焦炭的产率•为实现这一目标可采取的措施有：降低循环比，降低操作压力，提高操作温度和减压蒸馏采取渣油深拔操作等措施•采用馏分油循环流程也可以降低焦炭收率、提高液体产品收率•提高馏分油收率，尤其是提高焦化蜡油收率（HCGO）可提供更多的裂化（催化裂化或加氢裂化）原料油，也是提高炼厂轻油产量的有效措施要注意的是，提高焦化蜡油产率可能带来焦化蜡油质量下降的结果提高焦化液体产品收率--降低循环比••为了提高液体产品收率，生产燃料焦的焦化装置以采用低循环比为好•合理的低循环比应以主分馏塔洗涤段能否有效洗涤来自焦炭塔的油气为极限，还应考虑焦化重瓦斯油的质量•随着循环比的降低，焦化重瓦斯油的（HCGO）干点、残•RIPP开发了单程操作延迟焦化，进行了循环比为0的试验。在进料流程上采取了主分馏塔底重油在塔内循环，渣油直接进加热炉，实现了单程操作•单程操作的液体收率可提高5%～6％，气体和焦炭收率均可下降2%～4％提高焦化液体产品收率--提高操作温度•提高焦碳塔顶温度可增加焦化石脑油收率、降低焦炭产率，但是这样都会带来一些操作方面的困难•当焦化原料性质固定以后，为改善焦化产品收率需要提高焦化反应温度时要综合考虑多方面因数，焦化加热炉的运转周期、焦炭塔清焦和焦炭质量等，所以可调节幅度很小提高焦化液体产品收率-降低压力•延迟焦化工艺的发展趋势之一是降低操作压力以达到提高液体收率和降低焦炭产率的目的•高硫石油焦是一种低值产品，降低焦炭收率有利于改善焦化装置的经济效益•20世纪90年代初以来，新延迟焦化的设计和操作均朝着降低压力和降低循环比方向发展•焦炭塔压力为0.105～0.141MPa（或更低），循环比降至0.05；使液体产品收率提高了约3％左右；焦炭收率则约可降低2％。•Lummus公司典型的低压操作焦炭塔压力为1.05kg/cm2左右•无论新建延迟焦化装置或改建旧焦化装置，操作压力均应该根据实际情况确定•尽管0.1MPa的操作压力是适宜的，但是影响装置经济性的因素甚多，必需综合考虑后再做决定•应指出，焦化操作压力低于0.1MPa，在工业上是不适宜的提高焦化液体产品收率--馏分油循环•与常规循环流程相比，馏分油循环可以降低焦炭收率、提高液体产品收率•随着所采用馏分油馏程的不同，各类液体产品收率的变化也不同•例如：用343～427℃馏分作循环油时，重瓦斯油收率比用168～343℃的循环油要少；而柴油收率则多于后者•所以，应按照炼厂实际需要的产品结构和炼油厂现有的后继加工装置能力来选择循环油的品种•可见，采用馏分油循环技术对于新建或改建的焦化装置有很大的吸引力•调整、改变循环油馏程就可以改变产品的种类结构，更好地利用已有的加工能力实现最佳的效益。馏分油循环既适用于新建焦化装置也适用于旧装置的改、扩•采用馏分油循环技术不仅改善了产品收率，并且提供了加大装置处理量的机会•对于旧装置改造、消除瓶颈有实际意义•当旧装置由于焦炭塔限制了处理量时，采用馏分油循环使焦炭产率降低8％或更多，也就是可以相应提高处理量8％。若因下游配套装置能力制约了焦化处理能力的提高，通过改变循环馏分油切割点来调整焦化产品产率将有助于缓解下游配套装置能力的瓶颈情况基准1234常规循环比0.1————馏分油循环比—0.10.20.10.2循环馏分油沸程,℃—168～343℃168～343℃343～427℃343～427℃产品收率,%(质)C4焦化气9.129.8510.409.5910.08C5～168℃焦化石脑油11.3111.3011.6411.2811