延迟焦化装置操作规程.doc
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1、1 第一章 装置概况 第一节 概 述 本装置为新建装置,设计规模为100万吨/年,属于山东海化集团有限公司 新建100万吨/年重油综合利用工程中的主要生产装置。在重油(或渣油)深度 加工技术方面,延迟焦化是转化重油(或渣油)的基本手段,工艺流程简单, 技术成熟,投资和操作费用低。焦化装置相对于催化裂化对原料的要求较低, 且对原料的适应性较强,该装置以加工减压渣油等重质原料为主,也可以直接 加工常压重油、180燃料油。加工不同原料采用的工艺路线基本相同。 一、工艺原理 焦化是使重质油品加热裂解、聚合,变成轻质油、中间馏分油和焦炭的加 工过程。延迟焦化是将重质油在管式加热炉中加热,采用高的流速及高
2、的热强 度,使油品在加热炉中短时间达到焦化反应所需的温度,同时迅速离开加热炉 进入焦炭塔,从而使焦化反应不在加热炉中进行而延迟到焦炭塔中去进行。 整个延迟焦化过程可认为是分三步进行的,一是经过加热炉时,原料油部 分汽化并发生缓和裂化;二是经过焦炭塔时发生裂化;三是在焦炭塔内分出的 重质油继续裂解缩合,直至转化为油气和焦炭。 焦化过程进行的裂解为吸热反应,缩合为放热反应。总反应表现为吸热反 应。 二、延迟焦化的产品 延迟焦化装置共生产五种产品:即富气、汽油、柴油、蜡油及焦炭。富气中 的液化气和干气可作为燃料或化工原料;蜡油可作为催化裂化或加氢裂化原料; 汽油、柴油由于含硫较高,不饱和烃多,必须经
3、过加氢精制或化学精制。 2 1、产率预测:康氏残炭是原料成焦倾向的标志,是预测焦炭、气体及液体 产率的最重要参数。 焦炭产率(W%)=1.6康氏残炭 气体产率(W%)=7.8+0.144康氏残炭 汽油产率(W%)=11.29+0.343康氏残炭 瓦斯油(柴油十蜡油)(W%)=100-焦炭产率-气体产率-汽油产率 2、产品中杂质分布: 在延迟焦化产品中,硫和金属是两种主要杂质,它们的分布情况是:焦炭 的硫含量(W%)高于原料油,两者之比常在1:12:1之间,其它产品的硫含量随 某种特定的原料油不同而变化很大;原料油中的主要金属一般都集聚于焦炭中, 只有非常少的量留在蜡油、柴油中。 三、装置工艺特
4、点 1、通过设轻蜡油循环泵,把蜡油打回加热炉辐射段实现大循环比的操作 技术。 2、焦化炉采用了双面辐射、多点注汽技术。在技术有效可靠的前提下, 采用双面辐射卧管立式炉型。加热炉采用油气联合喷嘴,采用热管式空气预热 器来回收烟气热量,提高加热炉的热效率,使加热炉热效率达到90以上。 3、焦炭塔顶油气管线注急冷油,采用无堵焦阀,无单独开工线流程的焦 炭塔预热和开工流程,以加快开工及预热过程,缩短辅助生产时间,并可大大 改善由于采用堵焦阀流程而对焦炭塔筒体产生的局部热应力,以至于产生筒体 中下部严重变形现象。 4、采用密闭放空系统。采用全密闭塔式放空回收设施,消除了焦炭塔吹 汽及冷焦时产生的大量污染
5、油气对环境的污染。 5、单井架除焦。水力除焦采用有井架式技术,冷焦水和除焦水分成两个 独立的系统,均采用独立循环方式使用。 3 6、焦化炉对流段用于产生过热蒸汽,原料油经蜡油原料油换热器后直接 进分馏塔下部,降低了分馏塔底的温度,延缓了塔底结焦,这是与原40万吨 年延迟焦化装置不同的地方。 7、焦化加热炉采用独立烟囱,设有鼓风机和引风机,冷热风换热器设在 地面,便于生产操作和维修。 第二节 工艺流程说明 本装置采用成熟可靠的一炉两塔生产普通焦的延迟焦化工艺。 本装置的原料为温度约90的减压渣油或其它类似性质的重油,由罐区泵 送入装置原料油缓冲罐(D-1001),然后由原料泵(P-1001/A.
6、B),输送至柴油原料 油换热器(E-1005/AD),加热到135左右进入蜡油原料油换热器(E- 1008/AB),加热至189左右进入焦化分馏塔(C-1002)脱过热段,在此与来自 焦炭塔 (C1001/A.B)顶的热油气(420)接触换热。原料油与来自焦炭塔油气 中被凝的循环油一起流入塔底,在315340温度下,用辐射泵(P-1002/A.B)抽 出打入焦化炉(F-1001)辐射段,快速升温至495500,经四通球阀进入焦炭 塔(C-l00l/A.B)底部。为了加快油品在炉管内的流速,防止结焦,在炉管内加注 3.7MPa蒸汽。 循环油和原料减压渣油中蜡油以上馏份在焦炭塔(C-l00l/A、
7、B)内由于高温 和长时间停留而发生裂解、缩合等一系列焦化反应,反应的高温油气(420)自 塔顶流出进入分馏塔(C-1002)下部与原料油直接换热后,冷凝出循环油馏份;其 余大量油气上升经五层分馏洗涤板,在控制蜡油集油箱下蒸发段温度的条件下, 上升进入集油箱以上分馏段,进行分馏。从下往上分馏出蜡油、柴油、汽油和 富气。 分馏塔蜡油集油箱的蜡油在 360温度下,由蜡油泵(P-l009/A、B)抽出, 去吸收稳定为稳定塔重沸器(E-1206)提供热源后降温至 325左右,再为解析塔 4 重沸器(E-1203)提供热源后降温至 307左右,进入蜡油原料油换热器(E- 1008/A、B)与原料油换热,至
8、蜡油蒸汽发生器(E1007)降温至 210后,分 三部分:一部分分两路作为蜡油回流返回分馏塔(C-1002),一路作为下回流控 制分馏塔(C-1002)蒸发段温度和循环比,一路作为上回流取中段热; 一部分定期 去接触冷却塔(C1004) ,置换接触冷却塔内污油;另一部分经蜡油软化水换 热器(E1010AD)换热和蜡油空冷器(A1004AD)降温至 80后, 一路去封油,一路作为急冷油控制焦炭塔(C-l00l/A、B)油气线温度,一路去燃 料油罐,少量蜡油作为产品出装置。 在蜡油集油箱以上设轻蜡油抽出段,将一定量的轻蜡油通过轻蜡油循环泵 (P-1006/A、B)循环回焦化炉(F-1001)辐射段
9、。 中段回流从分馏塔集油箱由中段回流泵(P-l005/A、B)抽出,经中段回流蒸 汽发生器(E-l003)发生 1.0MPa 饱和蒸汽后返回分馏塔。 柴油自分馏塔(C-1002)集油箱自流到柴油汽提塔(C1003) ,经过热蒸汽 汽提后,由柴油泵(P-1010/A、B)抽出,再经柴油原料油换热器(E-1005/AD)、 柴油富吸收油换热器(E-1006/A、B)后,一部分返回分馏塔作柴油回流,另一部 分去柴油空冷器(A-l003/AD)冷却至 55后,再去柴油水冷器(E-l004/A、B) 冷却至 40后分二路:一路出装置;另一路去吸收稳定单元的再吸收塔(C-1204)作 吸收剂。由吸收稳定单
10、元返回的富吸收油经柴油富吸收油换热器(E-1006/A、B) 换热后(121)也返回分馏塔。 分馏塔(C-1002)塔顶顶回流(141)由分馏塔顶循环回流泵(P-1004/A、B)抽 出经顶循环回流软化水换热器(E-1002)后,进入分馏塔回流空冷器(A- 1002/AH),冷却至 55返回分馏塔顶,以控制塔顶温度。 分馏塔(C-1002)塔顶油气(114)经分馏塔顶空冷器(A-1001/AJ),分馏塔 顶水冷器(E-l00l/AF)冷却到 40,流入分馏塔顶气液分离罐(D-1002),焦化 汽油由汽油泵(P-1007/A、B)抽出送往吸收稳定单元。含硫污水由含硫污水泵(P- l008/A、B
11、)送往污水处理场。焦化富气经压缩机入口分液罐(D-1205)分液后, 5 进入富气压缩机(K-1201)。 焦炭塔(C-l00l/A、B)吹汽、冷焦产生的大量蒸汽及少量油气,进入接触冷 却塔(C-1004)下部,塔顶部打入冷却后的重油,洗涤下来自焦炭塔顶大量油气 中的重质油,重质油进入塔底用接触冷却塔底泵(P-l015/A、B)抽出后经接触冷 却塔底油及甩油水冷器(E-l011/A、B)冷却后送往接触冷却塔顶或送出装置。塔 顶流出的大量水蒸气经接触冷却塔顶空冷器(A-l005/AH)、接触冷却塔顶水冷 器(E-1009/AD)冷却到 40进入接触冷却塔顶气液分离罐(D-1006),分出的轻 污
12、油由污油泵(P-1014)送出装置,污水由污水泵(P-1013)送至隔油罐,不凝气排 入放火炬凝缩油罐(D1020)放火炬烧掉,凝缩油经火炬凝缩油泵(P-1022)抽 出送污油线出装置。甩油从甩油罐(D-1005) 经泵 P-1012/A、B 送往甩油冷却器 (E-1011/A、B)冷却后出装置。 蜡油蒸汽发生器(E1007)和中段回流蒸汽发生器(E1003)产生的饱 和蒸气,由汽包(D1003)至加热炉对流室加热成过热蒸汽至 325后并入 蒸汽管网。 装置内还设有燃料气、脱氧水、安全阀等放空辅助设施。 切焦采用有井架水力除焦工艺,切焦水用高压水泵(P-1016)从切焦水储水 罐(D-1033
13、)抽水,经隔断阀、高压水龙带、高压水龙头、钻杆、切焦器打入焦 炭塔(C-l00l/A、B)内除焦。切焦水与焦炭一同落入焦池,然后切焦水流入沉淀 池。 第三节 工艺控制指标 主要操作控制指标 减压渣油进装置温度:90 原料油进分馏塔温度: 189 分馏塔操作压力:0.12MPa 6 分馏塔顶温度:108 分馏塔底温度: 315325 分馏塔蒸发段温度: 360370 焦化炉辐射段出口温度:4931 辐射进料泵出口流量(正常):200t/h 焦炭塔操作压力:0.19MPa 焦炭塔塔顶温度:420 焦炭塔塔底温度: 4853 轻蜡油循环泵流量(循环比1.0):50t/h 急冷油温度: 90 第四节
14、设计数据 1.原料及产品性质 1.1 原料油性质: 本装置焦化原料油为胜利原油的减压渣油或燃料油,其性质见表 燃料油 油 品 名 称 分 析 项 目 胜利减渣 M100180380CST280CST 密度(2O)g/m31.0307 0.9300. 945 0.958 11066(闭口) 91 91 酸值mgKOH/g0380.57 饱和烃m%241 芳烃m%358 胶质m%37.7 18.6 沥青质m%2.42.2 Cm%85.9384.30 Hm%11.2711.45 H/c1.5628 馏程(D1160-ATM) 初溜点373 5%482 10%500(8.3%) 2.产品质量表 2.1
15、 焦化富气性质见表 组 分H2SH2CH4C2=C20C3= 组成(V%)2.680.6329.652.4318.468.21 组 份C30C40C4=C4=C5+合计 组成(V%)16.0010.757.050.144.00100 2.2 焦化汽油性质见表(循环比:1.00) 密度(20)g/cm30.7382 硫含量m%0.48 氮含量m%205 8 腐蚀(铜片,50,3h)级3b 酸值mgKOH/1O0ml0.82 实际胶质mg/100ml28 诱导期min115 溴价gBr/lOOml52.8 恩式蒸馏(D-86) 初馏点(HK)49(30) 5%77(45) 10%86(60) 30
16、%111 50%129 70%145 90%162 95%168 100% (KK)179 注:括号内数据为石科院调整后推荐的设计数据 2.3 焦化柴油性质见表(循环比:1.00) 项 目数 值 密度(20)g/cm30.8482 粘度(20)mm2/S4.134 粘度(5O)mm2/S2.210 闪点(闭口)80 硫含量m%1.4 氮含量mg/kg1096 碱性氮含量mg/kg1091 腐蚀(铜片,50,3h)级 2c 凝点-5 9 项 目数 值 酸度 mgKOH/100ml0.93 实际胶质mg/100ml358 苯胺点64.5 100%残碳m%0.27 溴价gBr/lOOml15.9 十
17、六烷值指数50 恩氏蒸馏(D-86) 初馏点(HK)203 5%213 10%220 30%244 50%272 70%301 90%337 95%350 100%(KK)356 2.4 焦化蜡油性质见表(循环比:1.00): 密度(20)g/cm30.8768 粘度(80)mm2/S4.079 粘度(100)mm2/S2.832 硫含量m%0.71 氮含量m%0.45 Cm%86.40 Hm%12.55 凝点32 10 胶质m%8.7 沥青质m%0.0 饱和烃m%71.9 芳烃m%19.4 残碳m%0.10 馏程(D1160-ATM) 初馏点275 5%357 10%365 30%378 5
18、0%396 70%409 90%432 95%448 2.5 焦炭性质见表(循环比:1.00) 项 目数 值 真密度(生焦)g/cm3 2.082.13 挥发分m% 1220 硫含量m% 0.53.0 灰份m% 0.31.20 Ni/V/Namg/kg 182/72.8/177 Al/Fe/Cu/Camg/kg 41.6/250/0.7/161 2.6 化学药剂消耗量见表 名 称年用量(t)一天装入量(t) 消泡剂600.170 缓蚀剂600.170 11 2.7 公用物料和能量规格见表 名称规格状态压力(MPa)温度()备 注 循环冷水液 0.4 32 脱氧水液2.0104 除盐水液0.43
19、2 新鲜水液0.4常温 电-6000V、380V、220V 1.0MPa蒸汽汽 1.00.225030 3.7MPa汽3.7 41020 净化风气0.640 非净化风气0.740 氮气气0.7常温 燃料气气0.640 2.8 加热炉操作指标(循环比:1.00) 项 目数 值 联合油进对流管入口线速m/s1.8 辐射管入口线速m/s2.0 注汽流量(占焦化原料)m% 1.52.0 联合油进对流管温度 317 辐射出口温度 495500 辐射炉膛温度750 联合油进对流管温度及辐射炉管总压降 MPa 1.02.0 2.9 焦化加热炉有关设计数据 燃料类型循环比1.0 燃料低热值,Kcal/kg75
20、00 12 燃料用量,kg/h8000 剩余空气系数1.151.20 烟气流量,kg/h150000 环境温度,20 空气入炉温度,210250 烟气出辐射室温度,750 加热炉平均表面热强度,W/m2 3300038000 设计热效率8890 烟气入预热器温度,350400 烟气出预热器温度,160200 . 焦炭塔设计操作条件 项目操作条件 循环比. 焦炭塔顶压力 (). 焦炭塔顶温度(急冷油前) 焦炭塔顶温度(急冷油后前) 焦炭塔入口温度 操作周期 焦炭塔空高 急冷油流量 急冷油温度 暖塔时间 焦炭塔油气线速. . 焦化分馏塔设计操作条件 项 目操作条件备注 13 项 目操作条件备注 分
21、馏塔顶压力(). 分馏塔顶温度 分馏塔底温度 分馏塔蒸发段温度 分馏塔底液相停留时间 蒸发段最大气相空塔气速 . 包括气封及小吹气蒸汽 3. 加热炉说明 、本焦化加热炉采用双面辐射、三辐射式结构形式、对流室采用与辐射室 对应的三对流室结构形式。双面辐射的辐射室结构使得炉管表面受热均 匀,热强度高,炉膛温度低。三辐射室结构形式有利于控制辐射路管内 线速,保证高温段(大于420)油气的停留时间处于合适范围(2030s) 。 、焦化加热炉辐射路管加热联合油的对流炉管材质采用Cr9Mo,过热水蒸气 的对流炉管的材质建议采用20G; 、焦化加热炉辐射炉管管壁及弯头设多点热偶(每管程6支) ,检测其表面
22、温度; 、考虑到现有的工程习惯,本设计仍采用多点注汽,其中第一点注水蒸汽 点设在联合油进对流段入口处,注汽量为总量的50,其他两点可参考 现有的工程习惯。 、焦化加热炉辐射路管出口转油线设可方便清焦结构; 、焦化加热炉燃烧器采用多烧嘴,小火焰设计。 14 第二章 岗位操作法 第一节 司炉岗位 一、焦化炉简介 本装置设有一台三箱式延迟焦化炉及一套烟气余热回收系统。包括余热回 收系统在内的加热总体热效率可达90%,延迟焦化炉采用双室箱式炉炉型,每 箱炉底设有52台低氧化氮扁平焰油气联合燃烧器。工艺介质先经对流室再进入 辐射室,加热至所需温度,每管程分别设置3个注汽点。每个辐射室布置一管 程辐射盘管
23、,为单排水平管双面辐射受热方式,其目的在于保证管内两相流动 能达到理想的流型,并且使得管外热强度和管壁温度较为均匀,减缓管内结焦。 为减少散热损失,该炉辐射室侧墙、端墙及炉顶均采用双层耐火纤维炉衬。 炉底衬里采用耐火砖及轻质浇注料背衬结构;对流室、烟道及烟囱的衬里全部 采用轻质耐热浇注料。 余热回收系统采用下置式热管空气预热器回收烟气余热,并设有空气鼓风 机和烟气引风机,来自对流室的热烟气经热烟道进入热管式空气预热器与空气 换热后由烟气引风机排入冷烟道,冷烟气经冷烟道返回炉顶烟囱排入大气。冷 空气由空气鼓风机送入热管式空气预热器与烟气换热后经热风道供炉底燃烧器 燃烧使用,余热回收系统中所有烟道
24、均采用轻质耐热浇注料作为衬里,而热风 道则采用岩棉板外包镀锌铁皮进行保温。 由于加热炉采用的燃烧器和鼓引风机,其嗓音均控制在85dBA以下(距离燃 烧器或风机1米处),烟气排放符合国家和地方环境保护的有关规定。 15 二、操作要点 按工艺指标控制好炉辐射出口温度,防止炉管结焦,搞好加热炉的平稳操 作,努力提高加热炉热效率。 基本原则: 1、点火前,燃料气系统要进行蒸汽吹扫和瓦斯置换,确保系统内瓦斯氧 含量1%(V%),炉膛要用蒸汽赶空气。 2、调节好烟道挡板开度,控制合适的负压值。 3、严格执行工艺操作指标,经常检查火嘴燃烧情况,炉管受热情况,检 查炉管是否弯曲脱皮、起泡、发红发暗。一般情况下
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