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1、提高现有焦化装置加工负荷的操作指导意见中国石化炼油事业部2007年10月20日8、冷焦水的除臭技术选择及注意事项随着延迟焦化装置加工原料中硫含量的逐渐提高，焦化冷焦水中硫含量也逐步上升，冷焦水罐或冷焦水池排除气体的恶臭加剧，严重影响周边的环境。国内部分炼油厂延迟焦化装置的冷焦水水质如下： 单位：mg/l厂名石油类酚类硫化物氰化物CODPH氨氮悬浮物兰州炼厂50.62.540.1930.0171907.912.7226.0镇海石化32229.31850齐鲁石化2951.890.500.058257.967.4103九江石化18012.814.18978.8358.9192高桥石化16.81.71
2、1.441507.89.8九江石化对冷焦水罐排放废气进行了分析，分析结果为：烃 0.17%，氧气 1.47%，氮气 57.4%。从分析结果看废气中不含硫化氢和硫醇，实际上冷焦水罐上确实有恶臭存在，这可能和分析的时间有关。在冷焦溢流和放水前期，冷焦水罐的废气可能含硫醇和硫化氢较多，放水后期会大大减少。冷焦水的处理技术在国内发展较快，过去是冷焦水放水至水池，通过凉水塔循环冷却，污油通过刮油机刮油，由于冷焦水池是敞开的，油气挥发使周围环境非常恶劣。目前改为冷焦水放水至带顶封头的水罐，水罐内设刮油设施，冷焦水再通过过滤器除焦粉、通过旋流器除油、通过空气冷却器冷却后排放到冷焦水冷水罐以备下次冷焦使用。国
3、外的冷焦水系统设计和国内的有所不同，国外的大部分焦化装置是冷焦水系统和切焦水系统共用一个系统，即冷焦水至焦炭塔冷焦，焦炭塔内水达到一定高度后停止进水，采用泡焦冷却不采用塔顶溢流，泡焦时塔顶呼吸阀打开排放蒸汽，待焦炭冷却到一定温度后放水到焦炭池，和切焦水混合去过滤沉淀池，经过处理后的水中焦粉含量达到75100ppm，然后由泵提升到冷切焦水储罐，冷焦和切焦均利用此罐的水，该工艺技术流程简单，冷焦水靠自然冷却，核心是冷焦水的过滤，其缺点是放水时蒸汽蒸发严重。国内放水到冷焦水罐，废气排放集中，使局部区域恶臭明显，因此加工高硫渣油的焦化装置都应配套冷焦水罐尾气脱臭设施。冷焦水罐尾气脱臭技术目前有干法和湿
4、法两种。干法脱臭主要采用氧化铁、氧化锌及活性炭催化剂对尾气中的硫化氢、硫醇、硫醚进行吸附。该技术的优点是：精度高，H2S 0.1mg/m3；工艺简单，操作方便；生产过程清洁环保；运行成本低，无需专人操作及维护； 基本不消耗动力；无废液排放。缺点是：对原料气杂质要求较高；催化剂硫容限制，废气中硫含量高时消耗量大；不适于处理大气量废气； 压降比湿法大； 氧化铁类脱臭剂易自燃，安全性差； 固废量大，易造成污染物转移。干法脱臭技术的核心是脱臭催化剂，应采用：硫容最高的干法脱臭催化剂，寿命要高于普通脱硫剂，脱硫效率高，脱硫速度快，不会发生自燃爆炸，废剂处理过程要安全环保。冷焦水罐的液位波动较大，焦炭塔放
5、水时液位上升，向外排放废气，排气量大约300800立方米/时，主要是蒸汽、空气和少量烃类物质，冷焦水去冷却时液位下降，需要向罐内补充气体，补充气体量约为200400立方米/时，目前为防止罐内硫化亚铁自然，向罐内补充的气体大部分为氮气或蒸汽，如果冷焦水罐内壁进行了防腐处理，建议采用罐顶呼吸单向阀自然补充空气减少操作费用。补充氮气或蒸汽应采用压力控制措施保持罐内为微正压，设置水封罐，防止大量氮气通过脱臭塔跑掉。流程视图如下：单向阀净化气排放冷焦水罐顶气切水罐脱臭塔水封罐冷焦水罐顶挥发气体（恶臭气体）在微正压条件下经罐顶进入水封罐，再经切水罐进入脱臭塔，硫化氢及有机物等恶臭物质在催化剂的作用下发生催
6、化反应，将硫化氢氧化为单质硫，有机硫被氧化为无味的硫化物，完成脱臭反应；同时废气中的挥发性有机物也被脱臭剂吸附。净化尾气通过排气筒高位放空。 在有较好脱臭剂的条件下建议采用干法脱臭技术。湿法脱臭技术主要是采用由碱液、氧化剂、催化剂组成的混合溶剂或甲基二乙醇胺溶剂等作为吸收剂，对尾气中的硫化氢、硫醇、硫醚进行吸收。目前应用最多的是有机醇胺类溶剂。湿法脱臭技术的优点是：溶剂在吸收塔中循环吸收，适合处理大流量及高含硫气体的脱硫，脱硫溶剂可再生循环使用，总体运行成本较低，含有气体及液化气脱硫及液化气脱硫醇的焦化装置甲基二乙醇胺溶剂和碱液在装置内容易获得，不存在废催化剂的处理问题，不存在催化剂自然问题。
7、但湿法也存在着如下缺点：废脱硫溶剂或碱渣难处理，存在二次污染；动设备较多，装置投资高，设备维护工作量大；工艺较复杂，操作费用高；由于压力低脱硫率较低。湿法脱硫工艺流程简图如下：冷焦水罐顶挥发气体（恶臭气体）在微正压条件下经罐顶进入水封罐，再经切水罐进入脱硫塔，硫化氢及有机物等恶臭物质用溶剂洗涤吸收，在放水时用循环泵打循环，不放水时可以停止循环，当尾气不合格时补充新鲜溶剂，减渣和废溶剂外排。净化尾气通过排气筒经过阻火器高位放空。 冷焦水系统操作注意事项及建议：（1） 焦炭塔顶大油气管线阀门和吹汽放空阀门应选用高密封等级阀门，放空塔改冷焦水罐时及时关闭放空阀，防止油气串入冷焦水罐。（2） 冷焦放水
8、至冷焦水罐前建议增加过滤脱气设施，减少冷焦水罐的焦粉量及瓦斯含量。（3） 冷焦冷水罐和切焦水储罐不建议设置脱臭设施，只对冷焦热水罐的尾气进行脱臭。（4） 为防止冷焦热水罐顶部有大量蒸汽，建议冷焦放水时混对冷焦冷水。（5） 湿法脱臭可以间断操作，减少电耗。（6） 为减少冷焦热水罐的焦粉，开始溢流和开始放水可以考虑先去焦池。（7） 冷焦热水罐设计为外浮顶罐可以减少氮气消耗。（8） 采用干法脱硫工艺必须对所采用的脱硫剂进行实验，确定不存在自然问题方可采用。（9） 为防止脱臭系统憋压，造成冷焦热水罐超压，冷焦热水罐上应设置爆破片。（10） 脱臭后的废气排大气前应设置阻火器，避免雷击着火。9、焦化节能指
9、导性意见炼油厂的能量主要来自石油和煤炭， 石油和煤炭均为不可再生能源，而我国又是一个缺油国家， 炼油厂节能并减少原油加工无用消耗是非常重要的。焦化装置的节能和其他装置的节能一样，是以投资为代价的，必须考虑投入的资本和回收的能量之间的经济合理性。其节能措施可从如下几个方面考虑： （1）减少燃料气消耗；（2）减少蒸汽消耗；（3）减少电力消耗；（4）减少水的消耗；（5）优化流程提高热量回收率；（6）采用先进控制；（7）加强保温减少热损失；（8）延长开工周期降低装置能耗；（9）采用夹点技术对装置能耗进行分析，找出节能措施。9.1减少燃料气消耗优化加热炉炉管设计，采用合适的流速和停留时间，控制介质在辐射
10、室的停留时间和炉出口温度，防止过度裂化和结焦，控制炉出口汽化率，减少介质吸热负荷。但是若介质吸热负荷不足，会导致焦炭塔内吸热的裂化反应深度不够，使轻油收率降低，不能有意降低加热炉出口温度，应建立焦化原料评价制度，根据原料性质和焦炭的挥发份及硬度及时调整到最佳炉出口温度。在发现加热炉管结焦时，应及时在线清焦、分炉膛烧焦或停炉烧焦，保持炉管较好的传热效果。优化加热炉设计提高炉效率，当被加热介质的吸热确定后，如何消耗最少的燃料气满足其要求，就要提高加热效率。炉效率=加热介质的吸热/燃料气放热。炉效率提高1%，燃料气节省约1.1%。采用高效空气预热器，回收烟气余热加热燃烧用空气，降低排烟温度，提高炉效
11、率，针对焦化装置一般提高约510%。为防止烟气的低温露点腐蚀，空气预热器的低温侧采用耐腐蚀材料，燃料气加强脱硫。通常烧脱硫干气的烟气露点腐蚀为:100110 ,但目前实际排烟温度远高于烟气露点腐温度,可考虑采用高效板式换热器、水热媒或陶瓷管空气预热器来降低排烟温度。用烟气中的氧含量在线变频调速鼓风机控制空气量，用炉膛压力在线变频调速引风机，使加热炉的过剩空气系数在1.15以下，炉膛压力平稳，加热炉的热效率要达到91%以上。采用空气燃料气比例调节技术可最大程度降低过剩空气系数以达到提高热效率降低燃料消耗的目的。设计时可分别对燃料管线和空气管道设置流量计，根据燃料组成可计算出理论空气用量，从而可设
12、定实际的空气与燃料比例。减少散热损失及减小炉衬的蓄热量，采用导热系数低的纤维结构炉衬，如耐火纤维模块、喷涂纤维、纤维可塑料等，保证炉外壁的温度不大于70 ，对加热炉的内保温、看火孔、防爆门等部位进行改造并加强管理，使散热损失不大于3%。 选用高效强化加热炉的火嘴，使其在低过剩空气系数条件下有效燃烧。减少加热炉炉管内结焦和炉管外积灰，提高传热系数。当烟气排放温度超高时应启动声波或激波除灰，提高空气预热器的效率。9.2减少蒸汽消耗减少蒸汽消耗有两个方面，一是降低用汽量，二是增加产汽量。焦化装置的用汽点主要有加热炉注汽、焦炭塔吹汽、阀门汽封、蒸汽往复泵用汽、汽轮机用汽、设备管线伴热及设备管线吹扫用汽
13、。 在保证炉管流速的条件下，尽可能采用小的注汽量，一般为原料的11.5%。并注意同样管径条件下，油品流量大可采用小注水量。国外达到0.5%, 焦炭塔吹汽量和焦炭塔的大小有较大关系，应保证焦炭挥发份合格及冷焦水含油不太多的条件下，减少吹汽量和吹汽时间或采用0.45MPa的蒸汽。分别设置小吹汽和大吹汽流量调节阀，采用自动程序控制来实现吹汽量和吹汽时间的控制。推荐小吹汽降到0.51.0小时,大吹汽降到1.02.0小时,流量也减少,节约蒸汽明显,但是给水气化较多。 高温球阀和四通阀通过注入蒸汽来密封和防止结焦，连续注入.该处一般通过限流孔板来限制注入量以节省蒸汽，建议限流孔板前后设置隔断阀，及时调整孔
14、板孔径。采用旋塞隔断阀时，正常操作蒸汽不注入，可节省约0.8t/h蒸汽。甩油泵尽可能使用电动离心泵或螺杆泵不用往复泵用汽以节约蒸汽。合理的选择压缩机流量和出口压力，减少反飞动量，减少分馏系统压降提高气压机入口压力，减少压缩机轴功率，减少蒸汽耗量。设置0.45MPa蒸汽管网，设备及管线的伴热采用热水或0.45MPa蒸汽做热源，可节省约1.0t/h蒸汽。利用分馏塔的过剩热量产生蒸汽对焦化节能十分有利，多产1.0t/h蒸汽，对原料热进料并且没有低温热利用的装置 ，应考虑设置0.45MPa蒸汽发生器。 优化焦化分馏塔的操作，在保证产品质量的前提下，增加蜡油及中段回流高温位热量的取热比例，除加热渣油外用
15、于产生蒸汽。 来自甩油罐的焦炭塔冷凝油（甩油），应采用去分馏塔热回炼，或直接去原料缓冲罐，放空塔底油除回流去冷却外，产品可以热出料，不应再去水箱冷却，以增加分馏塔的热量。凝结水闪蒸蒸汽去除氧器回收。7.3 减少电力消耗焦化装置用电主要是工艺机泵、空冷器、除焦机械、照明和仪表等。一般为介质输送用电占5060%，冷却用电占515%，除焦用电占2030%，其他用电占2%。工艺油品的提升和输送需要克服设备、管道、管件和调节阀的阻力，准确计算确定设备、管道和管件的阻力以及流体的流量是选好机泵的基础。泵的轴功率=流量*流体密度*泵的扬程/（367*泵的效率） 应选择高效率的泵，泵的效率提高5%，装置节电约5%以上，装置能耗节省约0.7%。在正常操作中，泵的流量或扬程变化较大时，采用变频驱动，通过变供电的频率调节电机转速，再通过泵的转速调节流量或压力及温度，如塔顶循环泵、柴油泵、中段回流泵、蜡油泵、放空系统泵、甩油
