茂名石化實習報告 延遲焦化論文

1、專業(yè)： 班級： 姓名： 學號： 成 績：茂名石化實習報告作為一名化工型學子，我有幸親臨茂名石油化工有限公司，親自動手參與生產(chǎn)實踐，確實深有感觸。在學校里的理論學習或許比較深刻和透徹，但缺乏了動手實踐的機會，可能就會顯得有些枯燥乏味，這次的生產(chǎn)實習讓我們體會到，實踐出真知。唯有理論知識與生產(chǎn)實踐相互結(jié)合起來，才會讓我們意識到學以所用的巨大魅力。通過了解實習老師的講解，茂石化1999年原油加工能力由850萬噸/年擴大到1350萬噸/年，成為我國首座煉油能力超千萬噸的煉化基地。2004年以來，新建了100萬噸/年焦化裝置、120萬噸/年催化重整裝置、260萬噸/年柴油加氫裝置，并將1套60萬噸/年的

2、焦化裝置改造為100萬噸/年，使煉油加工手段更為完備，裝置結(jié)構(gòu)進一步合理。2004年12月15日，公司對乙烯實施改擴建，僅用21個月就于2006年9月16日建成投產(chǎn),創(chuàng)下了國內(nèi)同類乙烯工程建設工期短、投資省、開車好、設備和技術國產(chǎn)化程度高的新紀錄。至此，乙烯生產(chǎn)能力由36萬噸/年擴大到100萬噸/年，茂名分公司成為我國首座100萬噸/年乙烯生產(chǎn)基地。這樣，茂名分公司就擁有了千萬噸級的煉油和百萬噸級的乙烯，其煉化規(guī)模在國內(nèi)名列前茅，每年可為市場提供260多萬噸的化工產(chǎn)品和1000多萬噸的煉油產(chǎn)品，年均銷售收入將超過800億元，年均利稅將超過100億元，同時還可以帶動數(shù)百億元乃至上千億元的乙烯后加

3、工產(chǎn)值該在這近一個月的時間內(nèi)，我收獲了很多的東西，這些都是我在學校里和課本上找不到的，現(xiàn)在我們已經(jīng)是大四了，馬上就要踏入社會，這些實踐性的東西對我們來說是至關重要的，它讓我們脫離了書生的稚氣，增加了對社會的感性認識、對知識的更深入的了解。一下就是我在實習期間通過師傅的講授，老師的講解，同學的講解以及我的自學獲得的一些延遲焦化車間的知識。延遲焦化煉油工業(yè)中曾經(jīng)用過的焦化方法主要是釜式焦化、平爐焦化、接觸焦化、延遲焦化、流化焦化和靈活焦化等。延遲焦化應用最廣泛，是煉油廠提高輕質(zhì)油收率和生產(chǎn)石油焦的主要手段，在我國煉油工業(yè)中將繼續(xù)發(fā)揮重要作用。焦炭化(簡稱焦化)是深度熱裂化過程，也是處理渣油的手段之

4、一。原理：焦化過程是對重質(zhì)油進行無催化劑的熱破壞加工，減壓渣油加熱到490505的高溫，就發(fā)生一系列的熱裂解和縮合反應。熱裂解反應是吸熱反應，其產(chǎn)物是輕質(zhì)油；縮合反應是放熱反應，產(chǎn)物是焦炭。熱裂解反應在焦化過程中占主導地位，因此焦化過程表現(xiàn)為吸熱反應，加熱爐為反應提供熱源。即在焦炭塔結(jié)焦，而不在爐管和其它地方結(jié)焦。尤其是某些行業(yè)對優(yōu)質(zhì)石油焦的特殊需求，致使焦化過程在煉油工業(yè)中一直占據(jù)著重要地位。一、延遲焦化的原料延遲焦化以貧氫重質(zhì)殘油(如減壓渣油、裂化渣油以及瀝青等)為原料，在高溫(400500)下進行深度熱裂化反應，如原油、常壓重油、減壓渣油、瀝青等，以及硫含量較高、殘?zhí)恐蹈哌_50%的殘渣原

5、料，甚至是芳香烴含量很高難以裂化的催化裂化澄清油和熱裂解渣油等。通過裂解反應，使渣油的一部分轉(zhuǎn)化為氣體烴和輕質(zhì)油品；由于縮合反應，使渣油的另一部分轉(zhuǎn)化為焦炭。一方面由于原料重，含相當數(shù)量的芳烴，另一方面焦化的反應條件更加苛刻，因此縮合反應占很大比重，生成焦炭多。二、延遲焦化的產(chǎn)品特性延遲焦化的產(chǎn)品包括氣體、汽油、柴油、蠟油和石油焦，其產(chǎn)率及性質(zhì)在很大程度上取決于原料性質(zhì)。 氣體。焦化氣體含有較多的甲烷、乙烷和少量烯烴。 汽油。焦化汽油含有較多的不飽和烴，并且含有較多的硫、氮等非烴化合物，其安定性較差。 柴油。焦化柴油的安定性差，殘?zhí)恐蹈?，以石蠟基原油的減壓渣油為原料時所得焦化柴油的十六烷值較高

6、。 蠟油。焦化蠟油的烴類組成和直餾蠟油基本相同，重金屬含量較低，硫、氮含量較高，可用作催化裂化和加氫裂化的原料。 石油焦。石油焦是焦炭化過程的特有產(chǎn)品。我國延遲焦化生產(chǎn)的石油焦屬于低硫石油焦，一般硫含量小于2%。從焦炭塔出來的生焦含有812%的揮發(fā)分，經(jīng)1300煅燒可變成熟焦，揮發(fā)分降至0.5%以下，可用于冶煉工業(yè)和化學工業(yè)。石油焦的用途不同，對石油焦產(chǎn)品質(zhì)量的要求也不同。一級焦用做冶煉鋼和鋁的工業(yè)電極焦，它的質(zhì)量要求最為嚴格；二級焦用做一般電極和絕緣材料，一些主要指標同于一級焦標準，但是不如一級焦那么嚴格；三級焦作為冶金工業(yè)的燃料，它的質(zhì)量要求不高，在一般的延遲焦化工藝條件下都能生產(chǎn)；等外焦

7、則多用于煅燒和民用燃料，無過高質(zhì)量要求，只控制揮發(fā)分不大于16(揮發(fā)分與原料的含鹽量有關)。三、延遲焦化工藝流程延遲焦化的工藝流程如下圖所示。原料油換熱后進入分餾塔下部，與來自焦炭塔的高溫油氣（430440）換熱，一方面加熱原料油，將原料油中的輕質(zhì)油蒸發(fā)出來，同時又將過熱的焦化油氣降至可進行分餾的溫度。原料油和循環(huán)油一起從分餾塔的塔底抽出，送至加熱爐加熱到500左右，然后經(jīng)過四通閥進入焦炭塔底部。熱的原料油在焦炭塔內(nèi)進行裂解、縮合等反應，最后生成焦炭。焦炭聚集在焦炭塔內(nèi)，反應油氣自焦炭塔頂部逸出，進入分餾塔，得到焦化氣、汽油、柴油、蠟油和循環(huán)油。延遲焦化工藝流程示意圖1、焦化反應化學原理 焦化

8、原料油所含烴類的分子很大，并有相當數(shù)量的芳烴。1.裂解反應：在高溫(400-550)條件下，大分子烴類裂解生成小分子烴類，使渣油轉(zhuǎn)化為氣體烴和輕質(zhì)油品；2.縮合反應：烴類又發(fā)生縮合反應，使渣油轉(zhuǎn)化成焦炭。 縮合反應：是指小分子烴類相互作用生成較大分子的化合物，同時還生成其它小分子的化合物。各種烴類在焦化過程中的反應是不相同的。烷烴在400-600下易裂解為小分子的烷烴與烯烴。環(huán)烷烴可裂解成烯烴或脫氫轉(zhuǎn)化為芳烴。裂解反應示例如下：1.斷鏈2.裂環(huán)3.脫氫縮合反應示例如下：芳香烴不易裂解，而易發(fā)生縮合反應，成為大分子的多環(huán)或稠環(huán)烴，并可與烯烴縮合生成石油焦。石油焦的組成和普通焦炭相似，所以也叫焦炭

9、。四、工藝流程延遲焦化裝置的生產(chǎn)工藝分為焦化和除焦兩部分，焦化為連續(xù)操作，除焦為間隙操作。由于工業(yè)裝置一般設有兩個或四個焦炭塔，所以整個生產(chǎn)過程仍為連續(xù)操作。延遲焦化裝置的工藝流程有不同的類型，就生產(chǎn)規(guī)模而言，有一爐兩塔（焦炭塔）流程、兩爐四塔流程等。1.原油預熱階段：焦化原料(減壓渣油)先進入原料緩沖罐，再用泵送入加熱爐對流段升溫至340350 左右。2.經(jīng)預熱后的原油進入分餾塔底，與焦炭塔產(chǎn)出的油氣在分餾塔內(nèi)（塔底溫度不超過400）換熱。作用：一方面把原料中的輕質(zhì)油蒸出來，同時又加熱了原料（至390395 左右）。 原油預熱階段：焦化原料(減壓渣油)先進入原料緩沖罐，再用泵送入加熱爐對流段

10、升溫至340-350左右。 經(jīng)預熱后的原油進入分餾塔底，與焦炭塔產(chǎn)出的油氣在分餾塔內(nèi)（塔底溫度不超過400）換熱。作用：一方面把原料中的輕質(zhì)油蒸出來，同時又加熱了原料（390-395左右）。 原料油和循環(huán)油一起從分餾塔底抽出，用熱油泵打進加熱爐輻射段，加熱到焦化反應所需的溫度（500 左右），再通過四通閥由下部進入焦炭塔，進行焦化反應。 為防止油在爐管內(nèi)反應結(jié)焦，需向爐管內(nèi)注水，以加大管內(nèi)流速（一般為2m/s以上），縮短油在管內(nèi)的停留時間，注水量約為原料油的2%左右。 進入焦炭塔的高壓渣油，需在塔內(nèi)停留足夠時間，以便進行充分反應。 原料在焦炭塔內(nèi)反應生成焦炭聚積在焦炭塔內(nèi)，油氣從焦炭塔頂出來進

11、入分餾塔，與原料油換熱后，經(jīng)過分餾得到氣體、汽油、柴油和蠟油。塔底循環(huán)油和原料一起再進行焦化反應。焦化生成的焦炭留在焦炭塔內(nèi)，通過水力除焦從塔內(nèi)排出。焦炭塔是兩臺一組，每套延遲焦化裝置中有的是一組(兩臺)，有的是兩組(四臺)焦炭塔。兩組塔既可單獨操作，又可并聯(lián)操作，在每組塔中，一臺塔在反應生焦時，另一臺則處于除焦階段。即當一臺塔內(nèi)焦炭積聚到一定高度時（一般為塔高的2/3左右高度時）進行切換，切換后通入蒸氣除去輕質(zhì)烴類并注水冷卻，然后除焦。每臺塔的切換周期一般為48小時，其中結(jié)焦24小時，除焦及其它輔助操作24小時。流程：我們實習的延遲焦化裝置由一個加熱爐與兩個焦炭塔構(gòu)成。一個焦炭塔在反應生焦時

12、，另一個焦炭塔做水力除焦，兩塔互為輪換，每個塔一般在20小時或24小時內(nèi)分別經(jīng)歷初始預熱、循環(huán)升溫、切換（小吹汽）、大吹汽、給水冷焦、水力除焦等過程。這些過程中給水冷焦前的幾個過程都會。對整個裝置的操作帶來明顯的影響，特別是會引起分餾塔各部分溫度的波動。其中初始預熱一般持續(xù)1-4小時，初期會使分餾塔溫度下降，隨后溫度緩慢回升。循環(huán)升溫一般持續(xù)4到6小時，初期會引起分餾塔溫度大幅度下降，隨后溫度也會回升，但過程很緩慢。換塔一般持續(xù)1到2個小時左右，初期溫度激劇下降，隨后溫度又會較快速的上升。大吹汽階段一般持續(xù)1到2個小時，初期主要是分餾塔上部溫度下降，隨后分餾塔溫度會整體上升。大吹汽后1到2個小

13、時內(nèi)分餾塔恢復正常操作。延遲焦化裝置所產(chǎn)氣體、汽油，分別用氣體壓縮機和泵送入吸收穩(wěn)定部分進行分離得到干氣及液化氣，并使汽油的蒸汽壓合格；柴油需要加氫精制；蠟油可作為催化裂化原料或燃料油。延遲焦化裝置的主要矛盾在于：使用的原料為重質(zhì)油，容易結(jié)焦，但希望它在焦炭塔中結(jié)焦，而不希望它在加熱爐、轉(zhuǎn)油線、焦炭塔餾出線和分餾塔底等處結(jié)焦。這個矛盾解決了，就可以操作平穩(wěn)，延長開工周期。為了解決這個矛盾，在流程設計上就要考慮采取措施。如：在原料油進加熱爐輻射管之前，注入蒸汽或軟化水，以加大原料油在爐管中的流速；在分餾塔底設循環(huán)油泵，并在泵入口加過濾器，濾掉焦炭塔油氣帶來的粉焦。五、延遲焦化過程的主要設備（一）

14、焦炭塔焦炭塔是用厚鍋爐鋼板制成的空筒，是進行焦化反應的場所。一般焦炭塔的高度在30米以下為宜。太高則操作時易產(chǎn)生振動或損壞塔壁，又浪費鋼材。塔的頂部設有除焦口、油氣出口；塔側(cè)設有料面指示計口。延遲焦化的化學反應主要是在焦炭塔內(nèi)進行，生成的焦炭也都積存在此塔內(nèi)。隨著油料的不斷引入，焦層逐漸升高；為了防止泡沫層沖出塔頂而引起油氣管線及分餾塔的結(jié)焦，在焦炭塔的不同高度位置，裝有能監(jiān)測焦炭高度的料位計。塔底部為錐形，錐體底端為排焦口，正常生產(chǎn)時用法蘭蓋封死，排焦時打開。在運轉(zhuǎn)中，分餾塔有時也會出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象，為此需控制塔底溫度不超過400，并采用塔底油循環(huán)過濾的方法濾去焦粉和加強液體的流動來加以防止。焦

15、炭塔的塔體變形、開裂及可能產(chǎn)生的腐蝕（二）水力除焦設備 焦炭塔是輪換使用的，即當一個塔內(nèi)焦炭聚結(jié)到一定高度時，通過四通閥將原料切換到另一個焦炭塔聚結(jié)焦炭的焦炭塔先用蒸汽冷卻，然后進行水力除焦。目前的除焦設備都已采用高壓水力除焦法。除焦用水力除焦法，即采用118mpa高壓水除焦。余下的焦炭落入焦池，同時用橋式起重抓斗送到別處存放或裝車外運。（三）除焦原理由高壓水泵輸送的高壓水，經(jīng)過水龍帶、鉆桿到水力切焦器的噴嘴，從水力切焦器噴嘴噴出的高壓水形成高壓射流，借高壓射流的強大沖擊力將石油焦切割下來，使之與水一起由塔底流出。鉆桿不斷地升降和轉(zhuǎn)動，直到把焦炭塔內(nèi)石油焦全部除凈為止。水力除焦裝置有兩種形式：

16、有井架除焦裝置和無井架除焦裝置。清潔水從進水管進入高位貯水罐，由高壓水泵輸送的高壓水經(jīng)泵出口管到焦炭塔的頂部，用水龍帶送到水龍頭，進入空心的鉆桿和切焦器。高壓水經(jīng)切焦器上的噴嘴噴到焦炭塔里，約11.8mpa的高壓水將塔中焦炭切割破碎，水和切割下來的焦炭一同落到焦炭塔底，經(jīng)28溜槽進入貯焦場。焦場的水經(jīng)過幾道柵欄流入吸水井，而落入焦場的石油焦用橋氏吊車抓走分開堆放。（四）無焰燃燒爐焦化加熱爐是本裝置的核心設備，其作用是將爐內(nèi)迅速流動的渣油加熱至500左右的高溫。無焰燃燒爐，由內(nèi)燃機、發(fā)電機、預熱器和電加熱鍋爐組成。在預熱器的一側(cè)有一內(nèi)燃機。在預熱器內(nèi)的上部帶有冷卻系統(tǒng)換熱器。在預熱器內(nèi)的下部帶有

17、一消聲換熱器。在預熱器內(nèi)的右部有一水凈化換熱器?？捎糜谏鐓^(qū)和小型單位供暖系統(tǒng)。既可燃氣又可燃油，還可燃燒具有燃燒條件的一定比例的水蒸汽。廢氣經(jīng)排氣管進入各換熱器，由換熱器對預熱器內(nèi)的水加熱，再進入電熱鍋爐再加熱，然后進入供暖系統(tǒng)。由內(nèi)燃機帶動發(fā)電機發(fā)電，可對電熱鍋爐內(nèi)的水進行加熱。它的優(yōu)點在于體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單。又具有燃料利用率高，熱效率高的特點，把內(nèi)燃機燃燒燃料所產(chǎn)生的熱量絕大部分都能夠回收利用。是一種較為理想的產(chǎn)品。因此，要求爐內(nèi)有較高的傳熱速率以保證在短時間內(nèi)給油提供足夠的熱量，同時要求提供均勻的熱場，防止局部過熱引起爐管結(jié)焦。為此，延遲焦化通常采用無焰爐。六、焦化裝置結(jié)焦的原因及

18、對策：1、焦化裝置結(jié)焦的原因渣油是膠體分散體系，其中瀝青質(zhì)構(gòu)成分散相膠束的核心，膠質(zhì)、芳烴以及飽和分構(gòu)成分散介質(zhì)。膠質(zhì)、瀝青質(zhì)分子的基本結(jié)構(gòu)是以多個芳香環(huán)組成的稠合芳香環(huán)系為核心，周圍連接若干個環(huán)烷環(huán)，芳香環(huán)和環(huán)烷環(huán)上都有若干個長度不一的烷基側(cè)鏈，分子中還雜有各種含硫、氮、氧基團及絡合的鎳、釩、鐵等金屬，圖1是這種單元結(jié)構(gòu)的示意圖。而膠質(zhì)、瀝青質(zhì)是由若干個單元薄片重疊組成。薄片間依靠分子間作用力形成個半有序的類石墨晶胞結(jié)構(gòu)度達到某一值后，膠質(zhì)的溶解能力降低，使渣油的膠體體系受到破壞。在加熱過程中縮合反應使原有膠質(zhì)結(jié)構(gòu)改變，并生成新的瀝青質(zhì)，增加了瀝青質(zhì)的含量，同時膠質(zhì)也發(fā)生裂解反應，使膠質(zhì)的芳

19、香性減弱，裂解反應所產(chǎn)生的輕質(zhì)烴類降低了分散介質(zhì)的分散性能，使得膠溶組分膠溶能力下降，破壞膠粒與周圍油相之間物理平衡，導致瀝青質(zhì)析出。在這些因素的共同作用下，瀝青質(zhì)濃度迅速增高到分散體系的最低濃度以上，超過了分散介質(zhì)與其相溶的程度，從而使瀝青質(zhì)發(fā)生聚沉，形成有明顯界限的第二相；另一方面相對分子質(zhì)量高的短側(cè)鏈縮聚芳烴的瀝青質(zhì)受熱易發(fā)生側(cè)鏈斷裂反應，致使瀝青質(zhì)在進行裂化反應的同時進行縮合、聚合、脫氫和脫烷基反應，形成焦炭狀瀝青質(zhì)。這些焦炭狀瀝青質(zhì)在延遲焦化加熱爐管中沉積在爐管內(nèi)壁上，受熱后進一步縮合脫氫，最終導致加熱爐管結(jié)焦。2、解決焦化裝置結(jié)焦的有效技術措施 增設環(huán)形分配器焦炭塔頂部急冷油由直接

20、三點式注入改為在大油氣線內(nèi)增設環(huán)形分配器注入。根據(jù)實際焦粉顆粒情況，經(jīng)過計算分析，增設環(huán)形分配器后，焦炭塔頂部大油氣線速能達到0.118m/s。延遲焦化裝置標定焦炭塔頂部大油氣線速為0.1237m/s，與裝置標定時的油氣線速接近。增設環(huán)形分配器后，急冷油與高溫油氣接觸可形成屏幕狀攔截面，攔截油氣所攜帶的焦粉，減少進入分餾塔底部的焦粉量。 改變阻焦劑的注入位置原設計焦化阻焦劑注入位置在加熱爐入口，目的是減緩高溫油品在爐管內(nèi)的結(jié)焦。實際操作中發(fā)現(xiàn)，由于焦化原料性質(zhì)的多變性和復雜性，加熱爐爐管內(nèi)注入3.5mpa 蒸汽后可加快高溫油品流速，使高溫油品在爐管內(nèi)的停留時間縮短，而高溫油品在分餾塔底的停留時間卻較長，兩者相比較，高溫油品在分餾塔底結(jié)焦的傾向更大。因此，將阻焦劑的注入位置移至分餾塔底部，可以有效減緩分餾塔底部、過濾器及其附屬管線結(jié)焦。七、實習心得：通過這第一次的茂石化實習之旅，我獲益匪淺。一個月的學習和收益，讓我懂得了不少，在此寫下心得體會，以表心中的感激與感動。首先，更好的理解和掌握書本的理論知識。用實踐方式與理論相結(jié)合，很好的切入了整個知識框架結(jié)構(gòu)，不再是幻想出的機器或僅僅是紙張上的