調(diào)研各廠高硫焦性質(zhì)及用途

1、 97年各煉廠焦化爐主要參數(shù)廠名對流量 t/h輻射量 t/h油速度 m/hq有效/g輻*t輻管平均熱強kc/m2輻射溫升 0c原料油穩(wěn)定因子循環(huán)比 r勝利49.8 64 1.45 0.14512.85*10411731.7160.285南京45.459.11.560.2352.50*10411523.7670.30廣州56761.7230.17172.56*10414239.770.357長嶺45.4671.530.1542.75*1041090.476荊門45.361.21.380.15112.30*1041260.351福建7594.52.140.1533.08*1041100.26茂名3

2、0.454.41.7710.1692.65*1041240.416石家莊43.761.21.3840.15973.0*1041350.40安慶40.650.51.1160.16352.28*10411415.560.268滄州65721.50.1553.03*10411623.7670.25三 調(diào)研各廠含硫焦性質(zhì)及用途1、 各廠含硫焦的性質(zhì)單位年產(chǎn)量（萬噸）硫含量（%）揮發(fā)分(%)灰分(%)堆密度(g/cm3)安慶石化251.679.720.260.89廣州石化211.48121.20.78茂名石化153.0-4.07.50.12福建煉化132.038.650.512、 含硫石油焦的用途1/.

3、調(diào)研企業(yè)含硫焦用途 由于各廠加工進口原油品種較多，致使焦化原料含硫不一，且變化較為頻繁，造成石油焦硫含量波動較大。各廠硫含量也存在較大的差異，目前含硫焦按含硫量分別出廠。下面把各廠含硫焦的銷售情況介紹如下： 廣州石化：該廠生產(chǎn)的大于3%的高硫焦于97年與江門水泥廠合作，成功地將高硫焦用于水泥廠機械立窯水泥生產(chǎn)線上，已經(jīng)應(yīng)用3。5萬噸。目前，該廠含硫焦主要銷售到水泥廠、熱電廠，小于3%的含硫焦用于出口和國內(nèi)碳素廠。 安慶石化：含硫焦銷售年出口5萬噸，本廠熱電廠摻燒發(fā)電，摻燒比10-20%，其它用于國內(nèi)各碳素廠。 茂名石化：含硫焦出口每年5萬噸，主要出口到日本和印度，由于硫含量大于3%，國內(nèi)銷售主

4、要用于金屬冶煉廠和熱電廠做燃料。 福建煉化：含硫焦大于2.5%：用于冶煉電石和生產(chǎn)結(jié)晶硅等，9萬噸/年； 含硫焦小于2.5%：用于煉鋁業(yè)，2萬噸/年； 出口日本和印尼1.5萬噸。2/.其他企業(yè)高硫焦用途開發(fā)目前，各企業(yè)都在積極探索高硫焦在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，有些企業(yè)已經(jīng)取得了可喜的成績，如鎮(zhèn)海煉化總廠和上海石化股份有限公司，將高硫焦用作cfb（循環(huán)流化床）燃料來發(fā)電，從而大大開拓了高硫石油焦的出路。3/.國外高硫焦的出路據(jù)美國烴加工有關(guān)重油加工途徑方面的報道，認為，在二十一世紀采用延遲焦化+石油焦汽化工藝是最有效的經(jīng)濟路線。（1） 石油焦汽化： 德士古汽化工藝是解決焦碳處理問題的好辦法，投資低又

5、符合環(huán)保的要求。該工藝主要產(chǎn)品方案是生產(chǎn)氫和氨。焦碳汽化是多種產(chǎn)品聯(lián)產(chǎn)的工藝過程，如產(chǎn)氫、產(chǎn)汽和發(fā)電。聯(lián)產(chǎn)裝置效率可超過75%。焦碳汽化的基準收益率為15%，獨立發(fā)電是汽化工藝另一種產(chǎn)品方案，適用于需要大量電力和缺乏天然氣的地方。一個日處理2200噸焦碳的聯(lián)產(chǎn)多種產(chǎn)品的汽化裝置中，在發(fā)電部分可提供內(nèi)部使用電力140兆瓦，外輸100兆瓦。每小時發(fā)汽40.8噸，同時還日產(chǎn)氫氣70.75萬立方米。該公司正在el dorado煉廠投產(chǎn)一套焦碳汽化聯(lián)產(chǎn)裝置，日處理石油焦166噸，向煉廠提供35兆瓦的電力和8.16噸/時的蒸汽。該裝置雖然不生產(chǎn)氫，但可提供氧，以解除硫回收裝置的瓶頸制約，提供壓縮風和氮氣并

6、可解決煉廠廢棄物的處理。正在開發(fā)的項目還有：koch公司設(shè)計中汽化項目，該裝置納入聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)，將高硫焦轉(zhuǎn)化為高純氫、不同等級的蒸汽和電力。（2） 石油焦代煤制氨 日本宇部工業(yè)公司過去以石腦油和lgp為原料生產(chǎn)氨，后改為廉價且資源豐富的煤。自1984年建成并沿用至今的唯一煤氣化法合成氨裝置，在美國德士古技術(shù)的基礎(chǔ)上經(jīng)宇部興產(chǎn)改良，年產(chǎn)能力達到38萬噸。該公司已解決了原料轉(zhuǎn)換，以石油焦代替煤。石油焦比煤更便宜且生產(chǎn)效率高，可降低氨的制造成本。生產(chǎn)一噸氨需耗煤1300千克，而石油焦的耗量比煤少200千克。 四 環(huán)境保護我國焦化裝置的焦碳塔吹汽、冷焦水空系統(tǒng)已采用了全密封塔式接觸冷卻密閉放空系統(tǒng)，達

7、到了國外現(xiàn)有水平。在冷焦水處理方面仍采用露天逐級沉降方法，不僅占地面積大，而且焦油揮發(fā)和焦粉飛揚，污染較嚴重。美國阿慧港煉廠330萬噸/年焦化裝置，采用封閉式冷切焦水沉降、隔油，并注入適量破乳劑加速油水分層，石油焦的破碎、篩分、封閉式管道輸送、自動計量裝入小火車，并設(shè)噴霧裝置，周圍環(huán)境很干凈。當然，建這些設(shè)備和設(shè)施投資較高。下面將調(diào)研企業(yè)環(huán)保情況介紹如下：1 放空系統(tǒng)：調(diào)查四家企業(yè)放空系統(tǒng)存在著不同的差異，其中個別企業(yè)放空系統(tǒng)為老式放空系統(tǒng)，對環(huán)境造成一定的影響；安慶石化沒有設(shè)置密閉放空塔，水槽冷卻器位置偏低，造成放空系統(tǒng)憋壓，該廠正在著手改造。下面將新舊放空系統(tǒng)比較如下：、 冷焦水和切焦水處

8、理：目前大部分企業(yè)都能做到切焦水和冷焦水的循環(huán)回用。但茂名石化冷焦水和切焦水合并使用，使切焦水含油較多，影響切焦設(shè)備正常運行。另外，有些企業(yè)冷焦水隔油處理運行不好，造成污水大量外排，影響污水處理裝置。茂名石化由于該系統(tǒng)存在問題，切焦水和冷焦水未做到循環(huán)使用。從環(huán)保和節(jié)能角度考慮，應(yīng)該進行技術(shù)改造。3、 煉廠污油回煉及國外廢油回煉情況 1）.國內(nèi)情況:各廠對焦化裝置焦炭塔預(yù)熱甩油基本做到回煉，效果較好。放空系統(tǒng)污油除廣石化采用與甩油混合多級加溫脫水作為焦炭塔急冷油全部回煉外，其他煉廠將該油送出裝置。福建煉化將污水廠“三泥”進行了成功的回煉，具體方法是：將“三泥”用汽車注入焦化三泥罐，用泥漿泵打入

9、焦炭塔底，時間為焦炭塔大吹汽后，一般注入1-1.5小時注入量為8-10噸，此設(shè)施運行一年，效果很好。解決了污水廠三泥處理的難題，值得推廣。 2）.國外情況：再美國，焦化裝置已日趨名副其實地扮演了煉廠垃圾桶的角色。除了在原料中混對半瀝青、油漿以外，還在開發(fā)不同的污油和污泥進入焦化裝置回煉技術(shù)，如美國f.w、lummus、kellogg、scaltech公司，利用特殊設(shè)計的離心分離器，脫除污油和污泥中的水分，進焦碳塔回煉，這樣，可以免除水對操作產(chǎn)生的影響。二4能耗和節(jié)能措施 近年來，延遲焦化裝置的節(jié)能措施日趨深入和完善，各廠在節(jié)能方面也做了很多的探索和實踐，取得了一些成果。焦化裝置的工藝特點決定了

10、高溫位介質(zhì)能量過多，低溫位的介質(zhì)能量過少，從而制約了能量的換熱利用率。為此，各煉廠焦化裝置都在不斷尋找“冷源”，優(yōu)化裝置換熱流程，如采用分餾塔頂回流，柴油流出的熱量加熱水，供煉廠生活區(qū)居民的采暖和生活熱水；利用柴油和蠟油流出熱量來加熱軟化水、設(shè)置除氧器用于生產(chǎn)脫氧水供本裝置發(fā)汽和注水。安慶石化廠采用氣壓機凝結(jié)水經(jīng)換熱后給輻射管注汽等等。這都說明焦化裝置節(jié)能措施日趨多樣化。有些企業(yè)把焦化裝置工藝參數(shù)變化較大的機泵采用變頻調(diào)速新技術(shù)取得良好效果，廣州石化廠輻射進料泵采用變頻調(diào)速技術(shù)，使出口壓力由3.5mpa降到2.6mpa，給加熱爐流量調(diào)節(jié)帶來較好的條件，同時也保證了輻射泵長周期運行。另外，還有企

11、業(yè)將富氣壓縮機采用變頻調(diào)速技術(shù)，能適應(yīng)瓦斯流量變化，幅度變化較大的各種工況，單爐、雙爐該氣壓機都能平穩(wěn)運行，并且由于采用變頻調(diào)速技術(shù)，可以盡量不使用反飛動，從而減輕分餾塔頂冷卻器的冷卻負荷，同時也節(jié)約了大量的電力，初步估算，每小時可節(jié)電200千瓦左右。 加熱爐的燃料消耗占焦化總能耗的65%以上，所以提高加熱爐的熱效率是焦化裝置節(jié)能的關(guān)鍵所在。許多煉廠利用焦化煙氣余熱加熱空氣，為加熱爐提供熱空氣，有些煉廠積極探索加熱爐火咀的型式，以求得燃燒較少的瓦斯，另外，有些企業(yè)利用爐內(nèi)襯里，提高爐管的輻射熱，從而使加熱爐效率達到90%。5各廠加工成本及費用情況隨著石化企業(yè)管理水平的提高，各廠已經(jīng)開始著手降低

12、加工費用，取得了顯著的進步，下面將調(diào)研各企業(yè)加工費用情況對比如下；6焦化裝置主要設(shè)備（1） 加熱爐 加熱爐是焦化裝置的主要設(shè)備，我們這次調(diào)研安慶、廣州、茂名、福建四家企業(yè)，共八臺加熱爐，其規(guī)格見表6-1。 目前，各企業(yè)加熱爐運行工況良好，安慶石化廠三臺加熱爐爐管均采用刀刃式熱電偶，對輻射管溫度進行監(jiān)控，管壁溫度為540-600度,有效地防止了爐管超溫運行,該廠對爐202#安裝了閉路電視監(jiān)控系統(tǒng),并采取了聲波變頻吹灰技術(shù),排煙溫度控制在180度之內(nèi)。廣石化加熱爐風機入口蝶閥加了遙控，在入口風量不足的條件下，能報警提示，并能自動打開風道快開門，有效地保證了加熱爐的安全運行。但也有個別企業(yè)加熱爐爐膛

13、溫度偏高，爐管表面未設(shè)置熱電偶，對加熱爐的安全運行缺少有效的監(jiān)控手段。四家企業(yè)加熱爐均采用臥管單輻射立式爐，對流段由注水、過熱蒸汽、原料預(yù)熱和輻射渣油加溫組成，這樣對流、輻射段介質(zhì)布置，勢必導致對流段出口溫度以及分餾塔蒸發(fā)段溫度變化（循環(huán)比波動），分餾塔底溫度波動，對流量波動以及加熱爐過?？諝庀禂?shù)變化。另外四家企業(yè)加熱爐均未采用多點注汽和在線清焦技術(shù)。（2） 焦炭塔和分餾塔 調(diào)研四家企業(yè)共有焦炭塔16臺，分餾塔5臺，其規(guī)格型號見表6-2國內(nèi)設(shè)計焦炭塔,設(shè)計壓力偏低,塔徑偏小,在大負荷生產(chǎn)中,焦炭塔氣相流數(shù)較大,在原料殘?zhí)枯^高時，焦炭塔生焦高度較高，泡沫層夾帶焦粉明顯，各廠均采用注消泡劑設(shè)施，以

14、降低泡沫層高度。福建采用了中子料位計對焦高及泡沫層的厚度進行控制，防止油氣夾帶焦粉進入分餾塔。國內(nèi)延遲焦化裝置焦炭塔材質(zhì)均按低硫原料設(shè)計，在加工高硫原料時，上表焦炭塔材料，一般為20g或20g與0cr13復(fù)合材料，能否耐高硫原料腐蝕，仍是今后工作中需要研究的課題。各廠重視對焦炭塔和分餾塔的操作，注意防止沖塔，延長裝置開工周期，廣石化取得了分餾塔連續(xù)運行1087天的好成績，但有的廠家目前焦炭塔未配料位計，焦炭塔地腳螺栓松動，且有縮頸現(xiàn)象。（3） 其它設(shè)備（氣壓機、輻射泵）各廠機組和輻射泵運行正常，但有些企業(yè)氣壓機成為制約裝置大負荷操作的瓶頸，安慶廠在120萬噸/年加工負荷中，正在實施富氣壓縮機擴

15、能工作，準備新增一臺1.8萬nm3/h富氣壓縮機，廣石化氣壓機流量過小，也是裝置超負荷運行的主要瓶頸。由于流量大時，轉(zhuǎn)速無法達到正常值，影響裝置處理量。福建煉化對原2mcl-406氣壓機進行改造，壓縮機改為2mcl-407，但氣輪機部分未動，壓縮機與氣輪不相匹配，影響裝置處理量。調(diào)研裝置輻射泵均為進口設(shè)備，其中德國ksb公司5臺，idp日本公司4臺，廣州石化廠對輻射泵進行了變頻調(diào)速技術(shù)改造，取得了降低爐入口壓力、節(jié)省電能的良好效果。但個別廠在大負荷處理量條件下，易造成輻射泵造負荷運行。五、管道和設(shè)備防腐隨著二次加工能力的不斷提高，加之各廠加工原料中硫含量不斷上升，焦化裝置原設(shè)計中設(shè)備和工業(yè)管道

16、防腐問題明顯力度不夠，各家企業(yè)對焦化裝置的設(shè)備和管線進行了防腐改造，尤其是在高溫部位，材質(zhì)進行了升級，各廠在這方面做了大量細致的工作，也取得了良好的效果，為保證高含硫原料的安全生產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。安慶石化總廠焦化裝置大部分高溫易腐蝕部位材質(zhì)已由20#鋼升級為cr5mo，對末升級的焦炭塔大油氣線，12.5米油氣結(jié)合管，在生產(chǎn)過程中強化了監(jiān)控手段，以保證其安全運行；廣州石化廠對加熱爐對流出口管線，由原來的20#鋼升級為cr5mo，蠟油抽出管線由273*8更換為273*10的厚壁管，中段抽出管線由219*7更換為219*8的厚壁管，穩(wěn)定塔重沸器做了鍍ni-p防腐處理，穩(wěn)定系統(tǒng)冷換設(shè)備管束由原來的10#鋼

17、升級為12alcr2mova新材料，有效地防止了硫?qū)鋼Q設(shè)備的腐蝕；福建煉化焦化裝置在選材上高起點，中段、蠟油、對流等抽出管線全部升級為cr5mo材質(zhì)；茂名石化吸取6-16事故教訓，對設(shè)計溫度250度以上的碳鋼管線、管件，提高了全部更換為cr5mo材質(zhì)，并對調(diào)研組提交了工程計劃和整改清單，共安排管線升級20項，由于材料等原因，仍有8項未升級。調(diào)研組認為，在目前加工原料腐蝕性越來越高的情況下，焦化裝置高溫、高硫、大處理量的工況，各企業(yè)應(yīng)對焦化裝置的選材及工業(yè)管道材料升級工作應(yīng)該引起高度的重視，切實落實好設(shè)備檢測、立項、費用安排、組織實施，真正吸取茂名6-16事故教訓，使延遲焦化裝置向本質(zhì)安全邁進

18、。另外，各企業(yè)要從設(shè)計、設(shè)備選型、工業(yè)管道選材、工程施工管理、技術(shù)驗收、安全監(jiān)查等環(huán)節(jié)嚴格把關(guān)。以必須降低循環(huán)比來降低油氣量。以達到一個新的最大交叉點。同時由于焦炭塔油氣線速提高，造成油氣夾帶泡沫和焦粉進入分餾塔底，然后進入加熱爐輻射管，易造成爐管結(jié)焦。為了降低泡沫層可采用注入阻泡劑，同時在焦炭塔上安裝料位計，以監(jiān)測焦炭塔物料液面。 由于受到最大允許氣速和最大允許焦碳積存量限制，要提高焦碳塔處理能力，只有采取：1）.改變操作條件針對國內(nèi)焦碳塔尺寸可分為兩類：一類d=5400mm的焦碳塔，加工生焦量小于16%原料時，主要受氣速控制，可以通過降低循環(huán)比，適當提高操作壓力及適當降低爐出口溫度（要注入

19、阻泡劑）來增加處理能力；但當加工生焦量大于20%原料時，在同時受到氣速和生焦量的控制，所以，只有降低循環(huán)比來增加處理能力。但應(yīng)考慮注入阻泡劑。另一類d=6100mm的焦炭塔，加工生焦量小于24%的原料時，主要受氣速控制，可通過降低循環(huán)比，適當提高操作壓力及適當降低爐出口溫度（注入阻泡劑）來增加處理能力，但當加工生焦量28%的原料時，只有通過降低循環(huán)比才能增加處理能力，但應(yīng)考慮注入阻泡劑。2）?？s短焦碳塔生產(chǎn)周期從常規(guī)24小時降到16-18小時，提高焦碳塔的充焦利用率，在同樣生焦率和爐出口溫度下，可提高處理量30%-40%。下表為國內(nèi)外焦炭塔生產(chǎn)周期對比表。 焦炭塔生產(chǎn)周期對比表（hr）公司名稱

20、冷 焦卸底蓋除 焦封底蓋氣密吹汽預(yù)熱準備合 計瓦爾丁廠30730706412洛杉磯廠31315-813-16櫻桃角廠51312-515中國煉廠6151156205 在縮短焦碳塔生產(chǎn)周期上，國外采取的主要手段有：1/ 采用自動卸頂、底蓋技術(shù)，縮短卸蓋時間，減輕勞動強度，如tack、system，可以自動遙控塔底蓋的裝卸。既安全又較快，但設(shè)備很貴。2/ 用冷焦步驟起代汽過程，增加冷焦水和放水流率，縮短冷焦時間。3/ 適當提高生焦塔預(yù)熱溫度和流量。4/ 提高高壓水泵流量和揚程，更換新型切焦器，提高切焦效率。5/ 采用質(zhì)量可靠的除焦設(shè)備如風動馬達和水龍頭。這一點，國內(nèi)做的不足。 縮短生焦周期后，由于焦

21、炭塔內(nèi)充焦量增加以及調(diào)整實際油氣線速提高，回加大油氣夾帶泡沫和焦粉，使分餾塔底聚結(jié)焦粉并增加加熱爐管內(nèi)結(jié)焦。因此，應(yīng)該注阻泡劑。焦炭塔增設(shè)注入阻泡劑系統(tǒng)，抑制泡沫層高度。另外也可采取提高操作壓力，但受到國內(nèi)焦炭塔設(shè)計壓力較低的限制。放空系統(tǒng)由于縮短焦炭塔生焦周期，必然要求壓縮吹汽、冷焦、除焦、裝卸頂?shù)咨w、冷塔預(yù)熱等步驟的時間。同時由于單塔除焦量增加，冷焦、吹汽的速率和次數(shù)也相應(yīng)增加，從而增加了放空系統(tǒng)的負荷，所以，有些焦化裝置的放空系統(tǒng)設(shè)備要做必要的改擴建，應(yīng)該采用密閉的塔式洗滌噴淋接觸冷卻工藝技術(shù)，回收排放的污油和污水，消除對環(huán)境的污染。水力除焦設(shè)備由于縮短了除焦時間，應(yīng)確保除焦設(shè)備的可靠性，如有井架水力除焦設(shè)備的風動馬達和五擋變速絞車應(yīng)改進，可采用變頻絞車。最好不用衛(wèi)星切焦器。國內(nèi)焦炭塔直徑分為兩種規(guī)模：5400和6100（或6000）