延迟焦化工艺进展1

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1、,延迟焦化工艺进展,胡 德 铭,祝贺 上海石化公司100万t/a延迟焦化装置 荣获全国第十届优秀工程设计金质奖,延迟焦化工艺技术进展,概况 延迟焦化工艺技术进展 延迟焦化工艺设计的改进 延迟焦化和相关渣油加工的经济效益 几点看法,概况,世界焦化装置加工的统计 近期建设和投产的延迟焦化装置 近期投产的延迟焦化装置 新近建设的延迟焦化装置,概况,全世界共有146个炼厂设有焦化装置 全世界焦化装置总加工能力为 2.28亿t/a 占原油蒸馏总加工能力的5.57% 美国居世界首位, 加工能力为1.23亿t/a 中国（不包括台湾省）居世界第二位,加工能为16.83Mt/a 其次依次为委内瑞拉、墨西哥和阿根

2、廷等,世界焦化装置加工能力，Mt/a,各种焦化型式的比较,世界焦化加工能力（1990年-2002年）,世界石油焦产量（1975年2002年）,美国焦化加工能力 ( 1946年-2002年 ),我国延迟焦化能力的增长,SINOPE C延迟焦化能力的增长,近期建设和投产的延迟焦化装置,委内瑞拉的Jose投产一座加工超重原油生产合成原油的装置，处理能力为4.90Mt/a，是目前世界上第二大的延迟焦化装置 美国德克菲斯州的斯威尼炼厂改造，新建一座3.20 Mt/a的延迟焦化装置 美国Garyvill炼厂投产了一套“一炉二塔”型式的延迟焦化装置，加工能力为1.90Mt/a 美国Exxon-Mobil公司

3、的加工玛耶原油贝汤炼厂投产了一套处理能力为2.20Mt/a的延迟焦化装置 估计2002年年底前，在加勒比海沿岸，至少有6座延迟焦化装置计划投产。这些装置将廉价残渣燃料油转化成高产值的轻质产品和石油焦,新近建设的延迟焦化装置,委内瑞拉PDV公司联合拥有的6.50Mt/a的Hovensa炼厂正在增建1套3.19Mt/a的延迟焦化装置 美国Coastal销售公司投资2.5亿美元在美国科珀斯克里斯蒂新建一套加工委内瑞拉原油的3.00 Mt/a的延迟焦化装置 Cerro Negro公司投资5亿美元在委内瑞拉新建一套3.30Mt/a的延迟焦化装置 美国Texco公司和美国能源部签订了一份合同。建设一座Ea

4、rly Entrance Corpoduction(EECP)工厂，主要将石油和煤转化成优质运输燃料、电、热能。这将意味着延迟焦化工艺将用于烃合成液体燃料、电、热能纪元的开始,延迟焦化工艺技术进展,大型化 装置规模大型化 焦炭塔的大型化 灵活性 原料 产品,操作性 美国Lummus公司的操作条件 美国URS公司的优化焦化技术 循环周期 安全性,装置规模大型化,80年代初期，世界上最大的延迟焦化装置是美国Chevron公司的Pascagoula炼厂的装置，加工能力为3.01 Mt/a，采用三炉六塔流程 90年代初期，加拿大Syncor公司的生产合成原油的油砂加工厂的延迟焦化处理能力为3.65 M

5、t/a，采用四炉八塔流程 1993年加拿大的Suncor公司的Fort Me Murray炼厂的延迟焦化装置经改造后处理能力达5.03 Mt/a 1998年印度Reliance公司建成目前世界上最大的延迟焦化装置，加工能力为6.73 Mt/a（没投产） 最近，Lummus公司承担设计的一项目，经第一阶段工作后装置处理能力为6.20 Mt/a，该装置可处理接近9.90 Mt/a的原料 美国Flour公司在70年代对建设单系列25.00 Mt/a炼厂的可行性研究报告，延迟焦化装置配套处理能力为4.50 Mt/a，届时需配置9,100mm的焦炭塔10台,我国延迟焦化装置,6070年代, 一般为30万

6、t/a60万t/a 1989年, 锦州石化投产了一座“四炉二塔”的100万t/a装置 2000年1月, 上海金山投产了一座“一炉二塔”的100万t/a装置 2002年9月, 上海高桥投产了我国最大的140万t/a装置,焦炭塔的大型化,1930年, 焦炭塔直径 3000mm 80年代后, 一般 8200mm左右 目前，焦炭塔的标准直径为 8,200mm8,500mm 某些 9,20036,600mm的焦炭塔已在运转,焦炭塔的大型化,世界上最大的焦炭塔是加拿大的Syncor油砂加工厂的延迟焦化装置的焦炭塔 12,200mm30,000mm 印度信任公司的6.70 Mt/a 延迟焦化装置，有8个直径

7、为 8840mm的焦炭塔 美国FW公司将要设计 9,750mm42,980mm（总高）的焦炭塔 美国FW公司有可能设计 12，192mm 的焦炭塔,焦炭塔的直径和安装年份的关系,焦炭塔的塔高（TT）和安装年份的关系,灵活性,原料 产品 美国Lummus公司 美国Foster Wheeler 公司和Conoco公司 三种渣油加工工艺的产率,原料,能处理包括直馏（减粘、加氢裂化）渣油、裂解焦油和循环油、焦油砂、沥青、脱沥青焦油、澄清油、溶剂精制后的煤以及煤的衍生物、催化裂化油浆、炼厂污油（泥）等60余种原料 处理原料油的康氏残炭为3.8w%45w%，API重度220API 随着烃类合成液体燃料和合

8、成原油技术的开发，也多用延迟焦化工艺进行改质。最近委内瑞拉就利用延迟焦化工艺和加氢处理工艺对Orinoco的原油进行改质，生产 API 1632，S0.1m% 的合成油,延迟焦化装置典型的产率（以原料w% 计）,产品,产率中，中间馏分油产率占总产率的30w%65w%左右，在当今多产中间馏分油需求下显得尤为重要 美国Lummun公司对延迟焦化装置加工能力1.10 Mt/a时的高康氏残炭的减压渣油方案，在低压、低循环比、24小时操作周期的条件下，如果原料相同，设计合理，略提高操作压力，再将操作周期改为18小时，则该装置可以加工1.375 Mt/a的原料 美国Foster wheeler公司和Con

9、oco公司为了提高液收，降低焦炭产率，在新设计的装置上通常采用低压（0.103MPa表压）、低循环（而不是零循环）的工艺设计。因为真正的零循环虽然可进一步减少焦炭产率，稍微增加液收，但增收的HCGO质量价值不高。在考虑用哪种循环操作时应考虑下游接受HCGO的加工装置要求。特别对于加氢裂化型的炼厂，由于加氢裂化对原料有严格的要求，如CCR1m%，Ni+V2wppm，C7不溶物也有要求的情况下应慎重考虑采用哪种循环比的操作,操作性,操作目的是得到最大的液体产品，最少的焦炭，生产的焦化重蜡油的质量要符合下游加工装置的要求 美国Lummus公司的设计是通过控制位于焦化分馏塔塔顶分离器的压力控制器来控制

10、焦炭塔顶压力，从而达到低压操作。一般将压缩机入口处压力设定为0.0070.014MPa。焦炭塔典型低压操作的压力为0.105MPa 美国USR公司开发的“优化焦化（opticoking）”的专利技术。该技术就是将循环的焦化轻蜡油或焦化汽油从分馏塔返回到高温正在生焦的焦炭塔顶，额外加入的油气瞬时气化，使操作者能够稳定焦炭塔压力 缩短延迟焦化循环周期是提高延迟焦化加工能力的有效方法。但是，焦化循环周期由21小时缩短到18小时，焦炭塔寿命损失25 新设计的循环周期一般为1820小时，对于较老的装置，1214小时的循环周期也不少见。美国Lummus公司设计的操作周期是18小时,美国URS公司的优化焦化

11、技术,安全性,在工艺设计阶段，要准备工艺危险分析文档、确定装置布置、足够的维护和安全通道、工艺装置有关安全要求等。在完成工艺配管和设备简图后，应启动HAZ0P（危险的可操作性分析）分析，焦炭塔和加热炉区域必须进行HAZ0P分析 焦炭塔塔底（顶）法兰的自动卸盖系统 环境保护 在美国和世界各国的装置设计应符合美国EPA（环境保护署）和该国和该地区的环保法规、OSHA（职业安全和健康）及地方、客户等等的种种标准规范。,美国Lummus公司延迟焦化装置实施的环境保护设计,延迟焦化工艺设计的改进,延迟焦化工艺的主要（关键）设计特点: 双面辐射加热炉 在线清焦 现代化的焦炭塔机械设计 在线计算机控制 自动

12、化的卸盖系统 革新的水管理焦炭回收系统,美国Lummus公司延迟焦化装置关键的设计特点,工艺设计,工艺设计 适应现在和未来操作原料性质的变化； 加工低硫轻质原料生产电极焦时，优化工艺条件以达到馏分油和焦炭产率之间的最佳平衡和经济操作点； 加工重质含硫原料，采用低压、高温和低循环比操作以达到最大馏分油产率；加工重质原料，调整循环周期抑制弹丸焦的生成； 改变（增加）装置压力越低焦炭塔内气相表观速度，提高处理量； 装置压力调整要考虑低压下最大馏分油产率和焦炭塔数量之间的平衡，焦炭塔塔内的气相表观速度、设备和管线以及系统压力降和压力； 调整装置循环比，在达到最大馏分油产率的同时，满足蜡油质量要。,焦炭

13、塔的设计和框架结构,焦炭塔的设计中要充分考虑焦炭塔的加热冷却的周期，保证焦炭塔的寿命。优化焦炭塔设计，考虑焦炭塔操作周期、操作条件、原料处理量、焦炭产率以及焦炭塔的数目的大小 美国Lummus公司综合考虑了降低焦炭塔的投资，采用当今焦炭塔在工业可利用的最大尺寸的技术以及未来装置加工能力的提高和更多劣质焦炭的产生等的因素下，设计的焦炭操作周期为18小时 缩短焦炭塔的生焦周期，要考虑到焦炭塔壳体裙座连接处的应力，采用有限元分析方法，将应力减至最小 焦炭塔的框架设计一是要方便操作和维修，其次要优化高度 焦炭塔框架高度主要取决于焦炭塔的基础（基础底面顶面）高度，焦化冷凝罐的高度和焦炭塔本身的高度。焦炭

14、塔基础高度取决于溜槽、焦池的设计要求.,加热炉设计,双面辐射加热炉: 炉管热量分布更均匀，降低峰值温度，降低最大热强度，提高平均热强度并可减少总的辐射面积，从而实现延长加热炉操作周期。 设计中采用的安全联锁，可以使加热炉因工艺操作紊乱或仪表故障而造成非计划停工时起到保护加热炉的作用。 在线清焦和在线剥焦（pigging）设计的应用可延长加热炉操作周期。 在实施在线清焦时应注入冷凝液以急冷加热炉对流管至设计温度。分馏系统设计应考虑在线清焦时额外蒸汽量。,焦炭处理系统,焦炭处理系统设计要考虑: 投资 设备维修 平面布置 装置输出焦炭的方法等因素 焦炭处理系统有： 将焦炭直接排放到设斗式合瓣吊车的焦

15、池以回收焦炭的铁路装载法 直接将焦炭排至有前部装车的焦池或焦台系统以及水力仓（Hydrobin）系统，即在铁路装载法的污水坑和澄清系统之间，增加一个水力仓系统进一步进行焦炭脱水,几种除焦系统,延迟焦化和相关渣油加工的经济效益,美国斯坦福研究所（SRI）的 3种渣油转化工艺的固定成本的比较,几点看法,当前延迟焦化工艺的主要特征： 延迟焦化装置的典型规模为：0.75M t/a2.75Mt/a 焦炭塔的标准直径为：8,200mm8,500mm 延迟焦化装置建设周期为：24个月（仅基础设计到正式投产） 延迟焦化装置设计特点为：在线计算机控制、自动化的卸盖系统、双面辐射加热炉、现代化的焦炭塔的设备设计和革新的水管理/焦炭回收系统 延迟焦化工艺目前仍是渣油加工的首选工艺之一 尽管渣油改质技术方案很多，但没有一种方案能够单独解决问题 优化设计，提高延迟焦化装置的灵活性、操作性和安全性,Thanks,