150万吨年延迟焦化装置改造和工程设计.pdf
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1、Y 8 9 7 3 2 15 0 万吨年延迟焦化装置改造和工程设计 R e f o r m a t i o na n d D e s i g no fU n i to f1 5 0 0 k t a D e l a y e dc o k i n g 领域 研究生 指导教师 企业导师 丝堂王狸 割窒蟹 竖里婆 萱瞳搀 天津大学化工学院 二零零五年一月 摘要 延迟焦化工艺由于有较高的转化深度和较好的经济性,并且其柴汽比 较高( 大约为2 ) ,已成为重要的重油加工手段。延迟焦化工艺到目前为止 已有了突飞猛进的发展,无论从流程上,还是设备的材质选择还是设备的 大型化卜都变得更加经济合理,节省了投资。
2、锦州石化公司原有焦化装置处理能力为1 0 0 万吨年,为了提高处理 能力,特对此装景进行了扩能改造,此次改造采用了“大炉大塔”先进的 生产工艺,单塔设计能力达到1 0 0 万吨年,此工艺在世界也是先进的技术。 本文研究了焦化装置各项操作条件埘产品性能,产品分布的影响,找到一 条提高柴汽比,提高液收,提高处理能力,提高经济效益的方法。 本文通过对锦州石化分公司延迟焦化装置扩能改造的分析,采用先进 的流程模拟软件P R O I I 对分馏塔及换热流程全流程进行模拟计算,找出了 延迟焦化装置扩能改造的“瓶颈”问题,确定合理的操作参数和工艺流程, 选择合适的设备型式,尽可能降低装置的能耗,生产出合格产
3、品。同时也 对装嚣工程设计中的自动控制水平、环保与安全问题以及该装置建没的可 行性进行了经济分析。 关键字:延迟焦化扩能改造工程设计分馏塔 A b s t r a c t D e l a y e dc o k i n gp r o c e s sh a sb e c o m eo n eo f t h ei m p o r t a n th e a v yo i lp r o c e s s e s b e c a u s eo f i t se x c e l l e n tp r o f i t ,h i g ac o n v e r s i o na n dh i 曲r a t i oo
4、 f d i e s e lt og a s o l i n e y i e l d S of a r ,t h ed e v e l o p m e n to f D e l a y e dc o k i n gp r o c e s sa l r e a d yh a sb e e na d v a n c e d b yl e a p sa n db o u n d s R e g a r d l e s sf r o mt h ep r o c e s s ,t h em a t e r i a lc h o i c eo f t h e e q u i p m e n t s s t
5、 i l le q u i p m e n t so fl a r g et u r nu p ,a 1 1b e c o m em o r ee c o n o m i cr e a s o n a b l e , a n dt h ei n v e s t m e n t I ss a v e d D e l a y e dc o k i n gu n i to fJ I N Z H O Up e t r o c h e m i c a lc o m p a n yh a d m m u a lc a p a c i t yo f1 0 0 0t h o u s a n dt o n sO
6、 r i g i n a l F o ri n c r e a s i n gt h ea b i l i t yo f h a n d l i n g I ti sn e c e s s a r yt or e f o r mt h eD e l a y e dc o k i n gu n i t T h i sr e f o r m a t i o na d o p t e dt h e p r o d u c t i o nc r a f to fab i gt o w e rf o r e r u n n e r , T h ea n n u a ld e s i g na b i l
7、 i t yo fs i n g l et o w e r a m o u n t st o l 0 0 0t h o u s a n dt o n sa n n u a l ,T h i sc r a f ti sa l s os o m e t h i n gt ol e a di nt h e w o r l d T h i st e x ts t u d i e st h ei n f l u e n c eo f v a r i o u so p e r a t i o nc o n d i t i o n sO f D e l a y e dc o k i n g u n i tt
8、 ot h ep r o d u c tf u n c t i o na n dp r o d u c td i s t r i b u t e ,f o u n do u tt h em e t h o do fi n c r e a s i n g r a t i oo fd i e s e lt og a s o l i n ey i e l d a n di n c r e a s i n gt h ey i e l do fg a s o l i n ea n dd i e s e l a n dt h e c a p a c i t yo f p r o c e s s i n g
9、 a n di n c r e a s i n gt h ee c o n o m i cp e r f o r m a n c e D e l a y e dc o k i n gp r o c e s so fJ 1 N Z H O Up e t r o c h e m i c a lc o m p a n yw a sm o d e l e d u s i n gP r o I Is i m u l a t i o ns o f t w a r et os i m u l a t et h ew h o l ep r o c e s sa n df i n do u tt h ef a
10、c t o r o fr e s t r i c t i n g A n do p e r a t i o np a r a m e t e r s ,e q u i p m e n ts i z em a dt e c h n i c a lf l o wa r e d e t e r m i n e db ys i m u l a t i o n M e a nw h i l et h ee x p e n d i n go ft h ee q u i p m e n t si sl o w e da s m u c ha sp o s s i b l ea n de l i g i b
11、l ep r o d u c t i o ni sp r o d u c e d I na d d i t i o n ,W Ca l s oi n v e s t i g a t e t h ed e s i g no ft h ee q u i p m e n t s ,a u t o c o n t t o ll e v e lt h ep r o t e c t i n go fe n v i r o n m e n t ,s a f e t y i s s u ea n de c o n o m i ce v a l u a t i n gi nm a g n i 哪n gt h e
12、p r o j e c t K e yW o r d s :D e l a y e dc o k i n ge x p a n d i n gc a p a c i t yr e f o r m e n g i n e e r i n gd e s i g n d i s t i l l a t i o nt o w e r 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果,电不包含获得云洼盔堂或其他教育机构的学位或证书而 使用过的材料。与我一同工作的同志所做的任何贡献均已在
13、论文中作了明确的说 明并表示了谢意。 学位论文作者签名:刘受锴签字日期:2 。p 箨月眵日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解丞洼太堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权 丢洼盍堂可以将学位沦文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影 印、缩印或扫描等手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或 机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名:黄 1 文臀 签字同期:3 加玉详乡月汐R 导师签名 签字日期 天泮大学硕士学位论文前言 刖百 延迟焦化是石油深度加工的丰要工艺之,是最深度的脱碳、脱硫过程, 电是晟成熟、最廉价的
14、渣油轻质化过程。他对原料的适应性大、操作弹性大、 工程投资低,经济效益回报率较高,产品柴汽比高的特点。 随着炼厂加工原油的重质化、劣质化趋势和受市场对液体产品所需的刺 激,尤其是对柴油需求量的增加,迫使炼油厂必须提高加工深度,提高延迟焦 化装置的加工能力,增加柴汽比,据统计,1 9 9 9 年底全世界的焦化处理能力达 2 0 5 9 8 万吨年,美国的延迟焦化的加工能力l l1 2 4 万吨年,占世界总加工能 力的5 4 左右。我国延迟焦化的加工能力1 3 2 5 万吨年,与世界发达国家相比 还存在着很大的差距。 如何提高延迟焦化装置的加工能力,是摆在我们面前的一的主要问题。目 前存在着两条途
15、径。一条是新建装置,实现装置的规模化、设备的大型化,完 善适宜加工含硫渣油的深加工路线。另一种是对现有焦化装置进行技术改造, 通过提高技术含量,消除瓶颈的方法来提高加工能力。掘统计,全国有5 0 的 焦化装置没有达到设计或改扩后的能J ,一主要原因就是装置本身存在着瓶颈, 制约着整个焦化装置加工能力的提高。 延迟焦化的工艺路线是非常成熟的。自从1 9 5 8 年在抚顺建成国内第一套 1 0 万吨年工业试验装置,至今中国石化集团公司共有延迟焦化装置2 0 套,生 产技术因各厂的1 i 尉情况在不断的改进和提高。目前,我国延迟焦化装置的汽 油平均收率为1 3 2 4 ,柴油的平均收率为3 2 0
16、7 ,蜡油的平均收率为2 1 0 7 ,焦炭的平均收率为2 4 0 4 ! 柴汽比平均为2 4 2 2 。但与国外相比,影响装 置处理能力和产品分布的主要操作条件入循环比,焦炭塔的压力和温度还远没 有达到优化的程度。多数炼厂的延迟焦化装置的循环比在0 4 - 0 6 之间,最低 的到0 2 4 6 ,最高的到0 8 ,国外循环比最低的到0 0 5 ,循环比高,液收低, 焦炭产率较高,对提高经济效益是非常不利的。焦化装置的加热炉效率与国外 先进水平相比还有相当大的差距,国内最好水平8 8 ,差的还不到8 ( ) ,而国 外在9 0 以上。另外,设备的大型化与国外相比还存在着一定差距,所有这些 都
17、需要我们进行技术改进,不断的优化操作条件,消除瓶颈,提高装置的处理 能力。 天津大学硕士学位论文 第一章文献综述 第一章文献综述 1 1 国外延迟焦化技术的发展状况 11 1 目前国外技术状况归纳起来有如下特点 ( 1 )目前较多地倾向于低循环比,有的生产装置甚至接近“o ”循环比即单程操作 汽油、柴油收率降低蜡油收率提高、气体和焦炭收率降低,但液体总收率提高。 ( 2 )降低焦炭塔顶的操作压力。气体和焦炭产率降低,液体总收率增加,焦炭塔和 分馏塔直径变犬、压缩机压缩比增加功率变大。 ( 3 )缩短生焦时间,一般生焦时间出2 , 4 小时降至1 6 小时左右,最短达1 2 小时。 ( 4 )
18、某些公司宣布有所峭馏分油循环技术。采用小同沸点的馏分油替代全部或部分 普通循环油的循环。 ( 5 )设备大型化,焦炭塔一般采用m 8 0 0 0 姒上塔径。 ( 6 )消泡剂和中了料位计应用较普通。 ( 7 )新近某些工程除焦和焦炭输送系统有采用全封闭系统,以减少环境污染。 ( 8 )某此公司推荐在新设计中采用双面辐射新式炉型和多点注汽及再线清焦技术。 ( 9 ) 自动化水平高,最近推出采刚多参数的先进过程控制软什包,适用于不同操作 模式、可随原制性质变化而自动调节操作条件,从而保汪工艺过程随时处于最佳状 态,优化产率并确保产品质量。焦炭塔顶盖和底盖自动装卸,减轻劳动强度和节省 人员。 1 2
19、 国内延迟焦化技术的发展状况 12 1 国内延迟焦化的发展 国内延迟焦化工岂的发展,经历了下列一些较大的事件口1 : ( 1 )1 9 ;5 7 年,在抚顺石油二厂开展了延迟焦化技术的攻关项目,并于1 9 5 8 年在抚 顺建成囤内第一套1 0 万吨年工、I k 试验装置。 ( 2 )1 9 6 3 年,3 0 万吨年延迟焦化工业装置在石油- - j 一建成投产,被誉为中幽炼 油行业的“五朵盒花”之一。 油行业的“五朵金花”之一。 天泮大学硕士学位论文第一章文献综述 第一章文献综述 1 1 国外延迟焦化技术的发展状况 1 1 1 目前国外技术状况归纳起来有如下特点“1 ( 1 )目前较多地倾向
20、于低循环比,有的生产装置甚至接近0 循环比即单程操作 汽油、柴油收率降低,蜡油收率提高、气体和焦炭收率降低,但液体总收率提高。 ( 2 )降低焦炭塔顶的操作压力。气体和焦炭产率降低,液体总收率增加,焦炭塔和 分馏塔直径变大、压缩机压缩比增加,功率变大。 ( 3 )缩短生焦时问,一般生焦时间由2 4 小时降至1 6 小时左右,最短达1 2 小时。 ( 4 )某些公司宣布有所谓馏分油循环技术。采用不同沸点的馏分油替代全部或部分 普通循环油的循环。 ( 5 )设备大型化,焦炭塔一般采用m8 0 0 0 以上塔径。 ( 6 )消泡剂和中子料位计应用较普通。 ( 7 )新近某些工程除焦和焦炭输送系统有采
21、用全封闭系统,以减少环境污染。 ( 8 )某些公司推荐在新设计中采用双面辐射新式炉型和多点注汽及再线清焦技术。 ( 9 )自动化水平高,最近推出采用多参数的先进过程控制软件包,适用于不同操作 模式、可随原料性质变化而自动调节操作条件,从而保证工艺过程随时处于最佳状 态,优化产率并确保产品质量。焦炭塔顶盖和底盖自动装卸,减轻劳动强度和节省 人员。 1 2 国内延迟焦化技术的发展状况 1 2 1 国内延迟焦化的发展 国内延迟焦化工艺的发展,经历了下列一些较大的事件【2 1 : ( 1 )i 9 5 7 年,在抚顺石油二厂丌展了延迟焦化技术的攻关项目,并于1 9 5 8 年在抚 顺建成国内第一套1
22、0 万, 4 年工业试验装置。 ( 2 )1 9 6 3 年,3 0 万吨年延迟焦化工业装置在石油二厂建成投产,被誉为中国炼 油行业的“五朵金花”之一。 天津大学硕士学位论文第一章文献综述 ( 3 )1 9 6 4 年,6 0 万吨年延迟焦化在大庆炼油厂投产建成。 ( 4 11 9 6 4 年,在胜利炼油厂开发并投用了无井架水力除焦技术。 ( 5 )1 9 8 9 年,锦州石化公司采用了无堵焦阀技术,放空系统采用了塔式全封闭放 空技术。 ( 6 )1 9 9 4 年,安庆石化总厂采用石科院的技术,建成2 0 万吨年针状焦装置。 ( 7 )1 9 9 9 年9 月镇海炼化股份公司建成了2 2 0
23、 吨叫循环流化床锅炉( c F B ) ,用高 硫石油焦作燃料,发生高压蒸汽同时发电。 ( 8 )2 0 0 0 年1 月在上海石化股份公司建成1 0 0 万吨年一炉二塔大型化的延迟焦化 装置,其核心设备加热炉采用了双面辐射炉等新技术,该装置的总体技术水平 已达到了一个新的水平。 截止1 9 9 9 年底,中石化共有1 9 套延迟焦化装置,分别在1 7 家( 不含上海石化) 炼油企业中,总能力1 2 2 5 万s T 年,1 9 9 9 年延迟焦化装置共) J u T 重油1 0 1 0 万吨, 平均生产负荷( 不含胜利石化厂) 达到8 1 1 2 ,占全年原油加工量9 1 3 6 万吨的1
24、0 5 生产焦化汽油l1 6 5 9 万吨,平均收率为1 2 1 5 ;生产焦化柴油3 1 3 7 5 万吨,平均 收率为3 2 6 8 ,柴汽比为2 6 9 ;生产焦化蜡油2 1 1 8 l 万吨,s F 均收率为2 2 0 6 ; 生产焦炭2 2 8 7 4 万吨,平均收率为2 3 8 3 延迟焦化装置为石化集团公司实现重油 转化、提高轻质油收率和柴汽比做出了贡献。1 9 9 9 年延迟焦化装置平均能耗为 1 2 6 2 2 M J T ( 3 0 1 5 k g o i1 T ) 。2 0 0 0 年初投产的上海石化焦化装置,是目前国内能耗 最低的装置,达8 0 7 5 M J T (
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- 150 万吨年 延迟 焦化 装置 改造 工程设计
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