延遲焦化技術(shù)培訓(xùn)講座煉油工藝技術(shù)培訓(xùn)講座課件

延遲焦化技術(shù)講座SEP.2009PreparedbyLizhuo延遲焦化技術(shù)講座SEP.2009PreparedbyL1目錄延遲焦化工藝的基本概念延遲焦化工藝流程國內(nèi)外延遲焦化發(fā)展現(xiàn)狀焦化工藝設(shè)備及特點主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)目錄延遲焦化工藝的基本概念2延遲焦化工藝的基本概念延遲焦化是重油加工的主要手段之一；是以重質(zhì)油為原料，通過加熱爐快速加熱到500℃左右后進(jìn)入焦炭塔，在焦炭塔內(nèi)一定的溫度、停留時間和壓力條件下發(fā)生裂解、縮合反應(yīng)，生成氣體、石腦油、輕瓦斯油、重瓦斯油和焦炭的工藝過程；其基本原理是利用重質(zhì)油在熱轉(zhuǎn)化深度較低時不易結(jié)焦的特點，讓重質(zhì)油快速通過加熱爐爐管并獲得重質(zhì)油輕質(zhì)化所需要的能量，使生焦反應(yīng)“延遲”到焦炭塔。

延遲焦化工藝延遲焦化工藝的基本概念延遲焦化是重油加工的主要手段之一；是以3渣油熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)視圖延遲焦化工藝的基本概念渣油熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)視圖延遲焦化工藝的基本概念4延遲焦化工藝的基本概念

處理煉油廠過剩而無出路的減壓渣油；減少重油催化裂化的摻煉比例，提高催化汽油、柴油的質(zhì)量；提高作為優(yōu)質(zhì)乙烯裂解原料-焦化石腦油的產(chǎn)量；增產(chǎn)高十六烷值柴油，提高煉油廠的柴汽比；增加中間餾分焦化蠟油，為催化裂化及加氫裂化提供原料；利用焦化干氣或石油焦作為制氫裝置的原料。提供冶金行業(yè)使用的石油焦。建設(shè)焦化裝置的目的延遲焦化工藝的基本概念處理煉油廠過剩而無出路的減壓渣油；建5延遲焦化工藝的基本概念延遲焦化工藝對所加工原料適應(yīng)性強，處理的原料性質(zhì)范圍廣。目前我國延遲焦化裝置單獨加工或摻煉過的原料有：減壓渣油、常壓渣油、重質(zhì)原油、重質(zhì)燃料油、減粘渣油、催化油漿、脫油瀝青、煤焦油、乙烯裂解焦油、煉油廠污油和污泥等。焦化原料的康氏殘?zhí)恳话銥?-30%（wt）,比重（d420）一般為0.9-1.05，硫含量一般為0.5-7%（wt）。

焦化裝置的原料延遲焦化工藝的基本概念延遲焦化工藝對所加工原料適應(yīng)性強，處理6延遲焦化工藝的基本概念

焦化熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)產(chǎn)品分布和四組分的含量有密切的關(guān)系，通常采用渣油的殘?zhí)恐岛退慕M分的含量來判斷原料的好壞及產(chǎn)品分布情況,瀝青質(zhì)含量高或渣油殘?zhí)恐蹈叩脑腿菀捉Y(jié)焦，生焦率較高，輕油收率較低。產(chǎn)品分布和渣油中的殘?zhí)康拇蟾抨P(guān)系為:

氣體,%=7.8+0.144X殘?zhí)恐灯?%=11.29+0.343X殘?zhí)恐到固?%=1.6X殘?zhí)恐挡裼?蠟油,%=100-氣體%-汽油%-焦炭%焦化裝置的產(chǎn)品延遲焦化工藝的基本概念焦化熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)產(chǎn)品分布和四組分7延遲焦化工藝的基本概念干氣經(jīng)過脫硫后作為燃料氣或制氫原料。液化氣經(jīng)過脫硫脫硫醇后作為民用液化氣或氣體分餾原料。石腦油和輕瓦斯油通?；旌辖?jīng)加氫精制，生產(chǎn)的汽油去催化重整或去做乙烯原料，柴油產(chǎn)品外銷。重瓦斯油送去催化裂化或加氫裂化作原料。石油焦分海綿焦、針狀焦和彈丸焦，國內(nèi)的石油焦主要用做冶金用料、工業(yè)燃料、化工輔料、造氣原料和碳素材料等，優(yōu)質(zhì)的石油焦還可用于航空航天和核工業(yè)。

焦化裝置的產(chǎn)品延遲焦化工藝的基本概念干氣經(jīng)過脫硫后作為燃料氣或制氫原料。焦8延遲焦化工藝的基本概念延遲焦化工藝流程通常采用一個加熱爐對應(yīng)兩個焦炭塔，加熱爐連續(xù)進(jìn)料，兩個焦炭塔并聯(lián)切換操作，一個在生焦，另一個則在除焦，一般18-24小時切換一次。通常把一爐兩塔稱為一個系列，目前我國單系列的規(guī)模通常在30-210萬噸/年。焦化裝置的操作延遲焦化工藝的基本概念延遲焦化工藝流程通常采用一個加熱爐對應(yīng)9延遲焦化工藝的基本概念循環(huán)比反應(yīng)壓力反應(yīng)溫度影響焦化反應(yīng)的主要參數(shù)

延遲焦化工藝的基本概念循環(huán)比影響焦化反應(yīng)的主要參數(shù)10延遲焦化工藝的基本概念循環(huán)比=循環(huán)油量/新鮮原料量。在新鮮原料中摻入焦化裝置反應(yīng)自產(chǎn)的反復(fù)循環(huán)的循環(huán)油,改變了原料的性質(zhì),聯(lián)合油的四組分比例結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,使熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)發(fā)生變化.循環(huán)油相當(dāng)于重蠟油或蠟油,在加熱爐和焦炭塔也產(chǎn)生部分熱裂化反應(yīng)。當(dāng)無循環(huán)油量時，循環(huán)比為零，有時叫單程操作。循環(huán)比延遲焦化工藝的基本概念循環(huán)比=循環(huán)油量/新鮮原料量。循環(huán)比11延遲焦化工藝的基本概念低循環(huán)比下液收高，焦炭收率低,蠟油收率高，但柴油收率低、汽油收率略低；低循環(huán)比下蠟油變重、變稠；低循環(huán)比下焦化爐進(jìn)料油性質(zhì)變差，特別是康殘和瀝青質(zhì)含量提高，必然會影響到焦化爐運行周期。循環(huán)比延遲焦化工藝的基本概念低循環(huán)比下液收高，焦炭收率低,蠟油收率12延遲焦化工藝的基本概念焦化原料用輕烴稀釋，輕烴可用汽油，柴油或蠟油等，稱為餾分油循環(huán)，餾分油循環(huán)可以提高產(chǎn)品的選擇性。當(dāng)要求提高汽柴油中汽油的比例時，除了采用大循環(huán)比操作條件外，還可進(jìn)行選擇性餾份油循環(huán)，稀釋輕烴比例提高，則氣體、汽油、柴油收率均增加，而蠟油收率明顯下降，總液收略有下降。餾分油循環(huán)延遲焦化工藝的基本概念焦化原料用輕烴稀釋，輕烴可用汽油，柴油13延遲焦化工藝的基本概念反應(yīng)壓力一般是指焦炭塔頂?shù)膲毫?。壓力升?反應(yīng)的深度增加,氣體和焦炭的收率增加,液體收率減少,焦炭的揮發(fā)份提高。反之壓力降低,反應(yīng)的深度減少,氣體和焦炭的收率減少,液體收率增加,焦炭的揮發(fā)份降低。為了提高裝置的經(jīng)濟效益,通常采用低壓設(shè)計和操作。國內(nèi)焦炭塔頂操作壓力一般為0.15～0.20Mpa，國外最低的達(dá)到0.1～0.15Mpa。反應(yīng)壓力延遲焦化工藝的基本概念反應(yīng)壓力一般是指焦炭塔頂?shù)膲毫Α７磻?yīng)壓14延遲焦化工藝的基本概念壓力降低一般可提高蠟油的收率，但是壓力太低焦炭塔內(nèi)泡沫層升高,焦粉易攜帶并易產(chǎn)生彈丸焦,另外增大了焦炭塔的氣體體積流量，勢必使焦炭塔的塔徑加大，使分餾塔的塔徑加大，使壓縮機和塔頂冷凝系統(tǒng)的負(fù)荷增加,裝置的投資增加。當(dāng)焦炭塔操作壓力降低，雖然石油焦收率下降，蠟油收率增加，但是蠟油變重，蠟油殘?zhí)亢椭亟饘俸烤黾?。因此，降壓操作時還應(yīng)考慮蠟油質(zhì)量。反應(yīng)壓力延遲焦化工藝的基本概念壓力降低一般可提高蠟油的收率，但是壓力15延遲焦化工藝的基本概念反應(yīng)溫度一般是指加熱爐輻射爐管的出口溫度。溫度低,焦化反應(yīng)深度不足，產(chǎn)品收率低，焦炭揮發(fā)份高。溫度太高反應(yīng)過深，使汽油和柴油繼續(xù)裂化，降低汽油和柴油的收率，增加氣體收率，焦炭變硬，使除焦困難。溫度過高會導(dǎo)致提前結(jié)焦，堵塞爐管、轉(zhuǎn)油線結(jié)焦，影響開工周期，同時易生成硬質(zhì)石油焦，使除焦困難；溫度過低導(dǎo)致熱量不足反應(yīng)深度不夠，輕油收率降低，焦炭揮發(fā)分增大或產(chǎn)生焦油。反應(yīng)溫度延遲焦化工藝的基本概念反應(yīng)溫度一般是指加熱爐輻射爐管的出口溫16延遲焦化工藝的基本概念焦炭塔頂溫度、壓力和循環(huán)比對產(chǎn)品收率的影響延遲焦化工藝的基本概念焦炭塔頂溫度、壓力和循環(huán)比對產(chǎn)品收率的17延遲焦化工藝的基本概念焦炭塔是間歇操作的設(shè)備，當(dāng)一個塔在進(jìn)料生焦時，另一個塔在冷焦、切焦和預(yù)熱處理。焦炭塔生產(chǎn)操作的順序通常有：①向焦炭塔內(nèi)少量吹汽；⑥拆卸塔頂、塔底出焦口法蘭；②向焦炭塔內(nèi)大量吹汽；⑦采用高壓水切焦；③向焦炭塔內(nèi)少量給水；⑧安裝塔頂、塔底法蘭；④向焦炭塔內(nèi)大量給水；⑨對焦炭塔進(jìn)行趕空氣和蒸汽試壓；⑤排放焦炭塔內(nèi)的水；⑩引另一個焦炭塔的油氣對該塔預(yù)熱；⑾切換四通閥，該塔正常進(jìn)料，另一個塔進(jìn)行上述過程的處理。焦炭塔的操作順序

延遲焦化工藝的基本概念焦炭塔是間歇操作的設(shè)備，當(dāng)一個塔在進(jìn)料18焦炭塔的操作順序

時間單位

小時操作周期48444036進(jìn)料生焦24222018小量吹汽1.51.51.51.0大量吹汽2.01.51.51.5小量給水1.01.01.01.0大量給水6.05.04.54.0開閥放水2.52.52.02.0拆卸法蘭1.00.750.750.75水力除焦3.03.02.52.5安裝法蘭1.00.750.750.75蒸汽試壓0.50.50.50.5油氣預(yù)熱5.55.55.04.0延遲焦化工藝的基本概念焦炭塔的操作順序時間單位小時操作周期4844419延遲焦化工藝流程延遲焦化工藝流程20延遲焦化工藝流程延遲焦化工藝流程21國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比焦化原料方面

國外焦化裝置原料更廣泛，對原料的適應(yīng)性更強。目前已處理包括直餾常渣及減渣、減粘渣油、加氫裂化尾油、熱裂解焦油、油砂、煤的衍生物、催化裂化油漿、瀝青、乙烯裂化焦油、煉廠污油（泥）等60余種原料。原料油的康氏殘?zhí)繛?.8w%～>45w%，API重度2～20API[1]。目前較多的是處理減壓深拔后的減壓渣油等更重質(zhì)和更劣質(zhì)的渣油。國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比焦化原料方面國外焦化裝置原料更廣泛，22國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比焦化原料方面

國內(nèi)焦化裝置已加工的原料比較少，主要有減壓渣油、常壓渣油、超稠原油、減粘渣油、重質(zhì)燃料油等。瀝青、催化油漿和污油只能摻煉，摻煉比例一般在5-30%之間。乙烯裂化焦油摻煉后發(fā)現(xiàn)結(jié)焦嚴(yán)重，目前不推薦摻煉。深拔減渣只有部分煉廠加工。由于對生產(chǎn)彈丸焦的裝置從設(shè)計到操作研究不足，目前國內(nèi)還是通過原料調(diào)合及調(diào)整操作條件盡量避免產(chǎn)生彈丸焦。國內(nèi)常規(guī)焦化原料比重：0.95-1.05，殘?zhí)浚–CR）：16%-30%，硫含量2%-6%(wt)，高酸原油的酸值：0.5-13mgKOH/g。國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比焦化原料方面國內(nèi)焦化裝置已加工的原料23國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比焦化產(chǎn)品方面

由于國外的焦化裝置操作循環(huán)比較低，一般在0.05左右，為保證焦化蠟油的殘?zhí)?、氮含量和重金屬含量滿足加氫裂化或催化裂化裝置的要求，通常抽出重蠟油，該重蠟油可作為燃料油調(diào)和組分或者返回減壓塔重新蒸餾。國內(nèi)劣質(zhì)的焦化重蠟油沒有合適的去處，大部分裝置通過適當(dāng)提高循環(huán)比使重蠟油回?zé)拋肀ＷC輕蠟油的質(zhì)量。

國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比焦化產(chǎn)品方面由于國外的焦化裝置操作24國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比焦化產(chǎn)品方面

延遲焦化生產(chǎn)的石油焦為生焦，根據(jù)原料和操作條件的不同，生產(chǎn)的石油焦又有海綿焦、彈丸焦和針狀焦，國內(nèi)外普遍生產(chǎn)海綿焦。國內(nèi)盡量避免生產(chǎn)彈丸焦，而國外許多裝置按照生產(chǎn)彈丸焦設(shè)計。目前國內(nèi)生產(chǎn)石油針狀焦的只有錦州石化公司，約年產(chǎn)4萬噸針狀焦。針對焦化甩油和污油等，國內(nèi)外通常都在裝置內(nèi)回?zé)挕?/p>

國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比焦化產(chǎn)品方面延遲焦化生產(chǎn)的石油焦為25國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比工藝流程方面

（1）國外焦化在開工時沒有單獨的焦炭塔預(yù)熱線，而是利用加熱爐出口到大油氣管線的氣化油氣預(yù)熱，具體流程是高溫油氣自塔頂進(jìn)入并自上而下通過焦炭塔進(jìn)入甩油罐，甩油罐頂氣體去放空塔，液體由泵抽送去分餾塔。國內(nèi)焦化在開工時設(shè)有單獨的焦炭塔預(yù)熱線，具體流程是加熱爐出口油品全部沿開工線到焦炭塔頂，高溫油品自上而下通過焦炭塔進(jìn)入甩油罐，氣體在焦炭塔內(nèi)閃蒸去分餾塔，液體流到甩油罐再由泵抽送去水箱冷卻器。國內(nèi)流程和國外流程相比：焦炭塔預(yù)熱溫度高、預(yù)熱速度慢、甩油溫度高、甩油量大和分餾塔底升溫速度慢，開工時經(jīng)常由于甩油泵超負(fù)荷和溫度高而導(dǎo)致泵的損壞，另外甩油管線的振動也經(jīng)常發(fā)生。

國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比工藝流程方面（1）國外焦化在開工時26國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比工藝流程方面

（2）國外通常采用泡焦冷焦工藝，國內(nèi)一般采用溢流冷焦工藝。泡焦冷焦工藝是當(dāng)大量給水達(dá)到一定的高度時停止給水，打開塔頂帶有聯(lián)鎖和消音器的放空閥，通過水汽化冷焦。溢流冷焦工藝是大量給水到焦炭塔裝滿后再繼續(xù)給水一段時間，塔頂溢流水進(jìn)入冷焦水溢流水罐。國外的泡焦冷焦工藝流程簡單，但是存在塔頂汽化蒸汽的污染。國內(nèi)溢流冷焦工藝流程復(fù)雜，電耗較高、冷焦水溢流水罐頂部也存在蒸汽污染。

國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比工藝流程方面（2）國外通常采用泡焦27國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比工藝流程方面

（3）國外大部分焦化裝置的冷焦水和切焦水處理為一套系統(tǒng)，即冷焦放水和切焦水均先進(jìn)入焦池，經(jīng)過逐級沉降和過濾后由泵提升到儲水罐，冷焦水和切焦水均自該罐抽出，儲水罐的焦粉經(jīng)過攪拌可以自壓到焦池。國內(nèi)焦化裝置的切焦水處理流程和國外的基本一樣，但冷焦水通常采用罐式密閉處理，即冷焦放水和溢流水首先去熱儲水罐，再由泵抽出經(jīng)除油、除焦和冷卻后去冷儲水罐。國內(nèi)流程和國外的相比：流程復(fù)雜、占地面積大、操作費用和投資高，冷焦水罐帶油和焦粉多，但水的蒸發(fā)量少，放水時焦池污染少。國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比工藝流程方面（3）國外大部分焦化裝28國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比工藝流程方面

（4）為保證柴油和蠟油的閃點、提高產(chǎn)品分離度、降低分餾塔的高度，國外焦化分餾塔通常設(shè)置柴油汽提塔和蠟油汽提塔，而國內(nèi)流程很少設(shè)置兩個汽提塔，大部分裝置不設(shè)汽提塔，少部分裝置僅設(shè)置蠟油汽提塔。（5）國外的分餾塔通常不設(shè)置塔頂循環(huán)回流和中段回流，用汽油回流控制塔頂溫度，用柴油下回流控制柴油干點。其特點是：簡化了分餾系統(tǒng)的流程，減少了分餾系統(tǒng)設(shè)備臺數(shù)和占地，減少了分餾塔的塔板數(shù)量，降低了分餾塔頂部塔板結(jié)鹽的可能性。國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比工藝流程方面（4）為保證柴油和蠟油29國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比工藝流程方面

（6）國外延遲焦化的最新流程當(dāng)中，沒有發(fā)現(xiàn)采用蒸汽往復(fù)泵和水箱冷卻器。國內(nèi)采用蒸汽往復(fù)泵一是為了開工循環(huán)脫水，擔(dān)心離心泵抽空；二是為了停電時備用加熱爐進(jìn)料泵；三是為了停工外甩重油。國內(nèi)甩油和放空塔底油采用水箱冷卻器的主要目的是防止間斷操作的重質(zhì)油品冷凝，因為水箱能夠蓄熱，同時便于加熱和檢修。但是國外沒有蒸汽往復(fù)泵和水箱冷卻器的裝置也能夠開工和正常操作。國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比工藝流程方面（6）國外延遲焦化的最30國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比工藝流程方面

（7）國外的工藝流程考慮更加細(xì)致，在安全、環(huán)保等方面更加全面。流程中采用的安全聯(lián)鎖比國內(nèi)的多，焦炭塔高溫油氣管道的閥門大部分采用雙閥，輕重污油的排放全部密閉化，重污油在蒸汽吹掃前先用輕柴油沖洗，為減少水耗，最大可能的利用空冷器冷卻等。國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比工藝流程方面（7）國外的工藝流程考31主要操作條件方面

項目單位中國美國[2，3]加熱爐出口溫度℃495-500500-510循環(huán)比R/F0.15-0.60-0.15焦炭塔頂壓力MPa0.15-0.180.1-0.15焦炭塔頂出口管線溫度℃415-420430-440生焦時間hr18-2412-18壓縮機出口壓力MPa1.2-1.41.4-1.5燒焦或清焦周期

1-1.5年停工或分爐膛燒焦一次3個月在線清焦一次2-3年機械清焦一次國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比美國的延遲焦化以追求最大液體收率為目標(biāo)，中國的延遲焦化以平穩(wěn)運行和降低能耗為主要目的，所以國內(nèi)的操作條件相對緩和。主要操作條件方面項目單位中國美國[2，3]加熱爐出口溫32（1）裝置規(guī)模大型化國外的延遲焦化裝置加工能力一般為200-600萬噸/年，最大的達(dá)到800萬噸/年，單系列規(guī)模最大約為250萬噸/年。國內(nèi)的延遲焦化裝置加工能力一般為100-300萬噸/年，最大的達(dá)到420萬噸/年，單系列規(guī)模最大約為210萬噸/年。中國自己設(shè)計的最大的為青島煉化公司的250萬噸/年延遲焦化裝置，中海油惠州石化公司的4.20Mt/a延遲焦化裝置，由FW公司提供工藝包，國內(nèi)完成工程設(shè)計，該裝置采用“兩爐四塔”流程，目前屬于國內(nèi)規(guī)模最大。國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比大型化方面

（1）裝置規(guī)模大型化國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比大型化方面33（2）焦炭塔大型化

1998年FW公司為印度公司設(shè)計的延遲焦化裝置的八個焦炭塔直徑為8.84米。美國Bechtel公司承包，采用Conoco公司技術(shù)建設(shè)的Sweeny煉廠的延遲焦化裝置為‘兩爐四塔’，每個焦炭塔為

9.0米。2000年后FW公司設(shè)計了多個直徑為9.75米的焦炭塔[5]。

2000年，SEI為上海石化公司設(shè)計的焦炭塔直徑為8.4米。2002年，SEI為高橋石化公司設(shè)計的焦炭塔直徑為8.8米。2005年，LPEC為楊子石化公司設(shè)計的焦炭塔直徑為9.4米。2008年，SEI為惠州設(shè)計的焦炭塔直徑為9.8米，目前屬于國內(nèi)最大。

國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比大型化方面

（2）焦炭塔大型化國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比大型化方面34（3）加熱爐的單爐加工規(guī)模

2000年在引進(jìn)國外雙面輻射加熱爐型后，國內(nèi)單爐加工規(guī)模提高到100萬噸/年，隨著焦化裝置建設(shè)規(guī)模的不斷增大，單爐加工規(guī)模又逐步提高到120萬噸/年、140萬噸/年和160萬噸/年。國內(nèi)單爐最大加工規(guī)模是210萬噸/年，采用了六管程六爐膛雙面輻射爐型。單爐加工規(guī)模的提高一般是通過增加輻射爐膛數(shù)量和管程數(shù)量來實現(xiàn)，100-140萬噸/年一般采用雙輻射室四管程，160萬噸/年采用三輻射室六管程，國內(nèi)一個管程的加工規(guī)模達(dá)到25-35萬噸/年，國外一個管程的加工規(guī)模最高達(dá)到40萬噸/年，即六管程的加熱爐加工能力達(dá)到240萬噸/年。

國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比大型化方面

（3）加熱爐的單爐加工規(guī)模國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比大型化方面35（1）加熱爐國內(nèi)應(yīng)用較多的是單面輻射單室立式爐和雙面輻射多室箱式爐爐型，國外應(yīng)用較多的是雙面輻射多室箱式爐和雙面輻射多室階梯爐爐型。國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比主要設(shè)備方面

（1）加熱爐國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比主要設(shè)備方面36（1）加熱爐火嘴的形式有附墻燃燒器和不附墻燃燒器兩種，現(xiàn)在國內(nèi)采用的大部分為不附墻燃燒器，由于附墻燃燒器使輻射室沿管排高度的熱強度分布更均勻，目前開始在部分焦化加熱爐上采用。國內(nèi)外都采用熱管式、列管式或板式空氣預(yù)熱器，提高換熱效率，目前國內(nèi)主要采用熱管式空氣預(yù)熱器，加熱爐熱效率可達(dá)到91%。為保證加熱爐的安全操作，加熱爐的順序控制和安全聯(lián)鎖在國外已經(jīng)大量采用，國內(nèi)只采用了安全聯(lián)鎖系統(tǒng)，開工點火的順序控制采用的很少。

國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比主要設(shè)備方面

（1）加熱爐國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比主要設(shè)備方面37（1）加熱爐在線清焦技術(shù)是在不停爐情況下對爐管內(nèi)結(jié)焦進(jìn)行清除的過程，采用該技術(shù)后焦化爐操作周期可延長至2年以上，在線清焦技術(shù)國外普遍采用，國內(nèi)應(yīng)用較少。多個輻射室的焦化加熱爐可以分離出其中一個輻射室進(jìn)行蒸汽、空氣燒焦，國內(nèi)部分裝置經(jīng)常采用，國外沒有此項技術(shù)。機械清焦方法是一種與爐管規(guī)格匹配的專用清焦器，該清焦器放入爐管內(nèi)，以水為動力使清焦器沿爐管向出口方向進(jìn)行螺旋運動，可以最大程度清除管內(nèi)結(jié)焦并且對爐管的損傷較小，國內(nèi)采用燒焦的較多，國外采用機械清焦的較多。國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比主要設(shè)備方面

（1）加熱爐國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比主要設(shè)備方面38（2）焦炭塔國內(nèi)通常焦炭塔是用碳鋼、1Cr-1/2Mo、11/4Cr-1/2Mo鋼制造,因為11/4Cr-1/2Mo鋼和1Cr-1/2Mo鋼相比，許用應(yīng)力高，對缺口敏感性小，耐熱性更好，11/4Cr-1/2Mo鋼更適合焦炭塔的操作工況，國外普遍采用11/4Cr-1/2Mo，個別還采用21/4Cr-1/2Mo。為減少高溫油氣和泡沫層腐蝕，國內(nèi)焦炭塔上部通常采用復(fù)合板，復(fù)合層一般采用0Cr13（即410S），而國外全塔采用0Cr13復(fù)合板。國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比主要設(shè)備方面

（2）焦炭塔國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比主要設(shè)備方面39（2）焦炭塔裙座與塔體的連接部位最容易產(chǎn)生焊縫開裂。此部位的結(jié)構(gòu)常用的二種型式：（一）堆焊結(jié)構(gòu)，焊縫內(nèi)外表面都必須打磨圓滑。（二）采用大型鍛件，裙座與殼體和封頭連接為鍛焊結(jié)構(gòu)。這兩種結(jié)構(gòu)都有成熟的經(jīng)驗。在同樣試驗條件下，堆焊結(jié)構(gòu)的疲勞壽命為5503次，整體鍛件的疲勞壽命為14508次，鍛焊結(jié)構(gòu)可提供焦炭塔無裂紋壽命。但是由于制造、運輸和投資的限制，目前國內(nèi)外只有部分煉廠的焦炭塔采用整體鍛件結(jié)構(gòu)。國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比主要設(shè)備方面

（2）焦炭塔國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比主要設(shè)備方面40（2）焦炭塔通常一臺加熱爐對應(yīng)兩臺焦炭塔，兩臺焦炭塔切換操作，一臺在生焦，另一臺則在除焦，間斷操作，設(shè)置焦炭塔操作的順序控和安全聯(lián)鎖對保證安全生產(chǎn)非常必要，美國焦化裝置基本都對整個焦炭塔系統(tǒng)的生焦、冷焦、除焦和預(yù)熱操作設(shè)安全聯(lián)鎖和順序控制，而國內(nèi)只是針對幾個高溫閥門設(shè)有安全聯(lián)鎖。國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比主要設(shè)備方面

（2）焦炭塔國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比主要設(shè)備方面41（2）焦炭塔斷面激光遙控系統(tǒng)能夠在很短時間內(nèi)從塔內(nèi)繪制出焦炭塔剖面圖，不用等到檢修期就能進(jìn)行內(nèi)部測量，檢查所得的常規(guī)激光剖面圖能幫助操作者做下列幾項工作：1）比較不同焦炭塔的變形程度，據(jù)此確定哪些焦炭塔需更多的檢查。2）把檢查工作集中到靠近變形區(qū)域的焊道。3）比較超時焦炭塔的變形程度，預(yù)測焦炭塔鼓脹何時才能達(dá)到臨界水平。國外已經(jīng)開始通過定期檢測給焦炭塔建立檔案，國內(nèi)還沒有采用該技術(shù)。國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比主要設(shè)備方面

（2）焦炭塔國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比主要設(shè)備方面423）水力除焦機械我國水力除焦有無井架和有井架兩種方式，有井架除焦又分為全井架和單井架兩種，單井架比全井架節(jié)省鋼材，目前被普遍采用。國內(nèi)在鉆孔和切焦過程中以水力馬達(dá)或水渦輪為主，風(fēng)動水龍頭為輔，這種設(shè)計結(jié)構(gòu)可減少噪音和保證鉆桿的平穩(wěn)性。水力除焦切焦器，從鉆孔狀態(tài)到切焦?fàn)顟B(tài)或從切焦?fàn)顟B(tài)到鉆孔狀態(tài)，實現(xiàn)在焦炭塔內(nèi)自動切換，不需要把焦切焦器提出塔口，保證了安全操作。采用塔頂/底自動卸蓋機進(jìn)行除焦是在密閉系統(tǒng)中進(jìn)行，作業(yè)更安全，而且可以減輕操作人員的勞動強度。國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比主要設(shè)備方面

3）水力除焦機械國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比主要設(shè)備方面43國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比安全環(huán)保方面

污染源

處理措施

國內(nèi)

國外污油裝置內(nèi)循環(huán)回?zé)捇蛩椭裂b置邊界線之外裝置內(nèi)循環(huán)回?zé)捇蛩椭裂b置邊界線之外烴類液體洗滌／排放半密閉排放，去裝置外密閉排放，分輕重污油，裝置內(nèi)回?zé)挿逐s酸性水送污水汽提裝置處理，部分裝置先過濾除焦粉再外送送污水汽提裝置處理放空酸性水送冷焦水處理系統(tǒng)處理，部分裝置經(jīng)大罐沉降除焦除油后去污水汽提。前期送污水汽提，后期去含油污水處理廠。裝置廢水去污水處理廠裝置內(nèi)循環(huán)利用含油污水去含油污水處理廠去含油污水處理廠國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比安全環(huán)保方面污染源44國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比安全環(huán)保方面

污染源

處理措施

國內(nèi)

國外冷切焦水分流密閉罐式處理（帶空冷器、除油器等）共用一套系統(tǒng)放空塔氣體送至火炬送至火炬或壓縮機入口處加熱爐廢氣高效率的加熱爐，低NOx噴嘴，加熱爐的蒸汽-空氣燒焦高效率的加熱爐，低NOx噴嘴，在線清焦，加熱爐的機械清焦，煙氣脫硫切焦時塔頂氣通風(fēng)通風(fēng)，冷卻。切焦時塔底氣通風(fēng)通風(fēng)，噴水冷卻。焦池?fù)]發(fā)氣通風(fēng)部分采用密閉除焦焦粉污染潤濕焦炭以防止焦粉飛揚盡量采用密閉式焦炭處理系統(tǒng)，潤濕焦炭以防止焦粉飛揚國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比安全環(huán)保方面污染源45國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比安全環(huán)保方面

項目

處理措施

國內(nèi)

國外加熱爐操作正常操作聯(lián)鎖正常操作聯(lián)鎖，開工點火順序控制四通閥操作焦炭塔系統(tǒng)操作四通閥及兩邊閥聯(lián)鎖整個系統(tǒng)有聯(lián)鎖，并且有順序控制操作聯(lián)鎖。吹汽、給水冷焦放空操作普通，沒有聯(lián)鎖給水和放空帶有壓力聯(lián)鎖切焦操作除焦操作控制單獨聯(lián)鎖系統(tǒng)參與整個焦炭塔操作聯(lián)鎖壓縮機獨立聯(lián)鎖參與全裝置聯(lián)鎖頂/底蓋機少部分裝置設(shè)置，有聯(lián)鎖。大部分裝置設(shè)置，參與整個焦炭塔操作聯(lián)鎖高溫泵進(jìn)出口閥沒有聯(lián)鎖帶有聯(lián)鎖國內(nèi)外延遲焦化技術(shù)對比安全環(huán)保方面項目46延遲焦化裝置的主要設(shè)備有：加熱爐、焦炭塔、分餾塔和水力除焦機械。加熱爐是關(guān)鍵設(shè)備，焦炭塔是核心設(shè)備，水力除焦機械是特殊設(shè)備。設(shè)備技術(shù)及特點延遲焦化裝置的主要設(shè)備有：加熱爐、焦炭塔、分餾塔和水力除焦機47

焦化加熱爐是焦化裝置的關(guān)鍵設(shè)備，是延遲焦化渣油熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)的主要能量來源，是利用重質(zhì)油在熱轉(zhuǎn)化深度較低時不易結(jié)焦的特點，讓重質(zhì)油快速通過加熱爐爐管并獲得重質(zhì)油輕質(zhì)化所需要的能量，使生焦反應(yīng)“延遲”到焦炭塔。渣油在加熱爐管內(nèi)被快速加熱升溫到500℃左右，不但使渣油中的輕組分在高溫和蒸汽的作用下汽化，而且渣油中的部分組分還會發(fā)生熱裂解和縮合反應(yīng)，因此焦化加熱爐一般認(rèn)為是一個加熱反應(yīng)爐。加熱爐

設(shè)備技術(shù)及特點焦化加熱爐是焦化裝置的關(guān)鍵設(shè)備，是延遲焦化渣油熱轉(zhuǎn)化48

焦化加熱爐運行的好壞直接影響裝置的“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”生產(chǎn)，對裝置的能耗也起關(guān)鍵作用。焦化加熱爐的出口溫度超過了渣油臨界結(jié)焦溫度，加熱爐爐管結(jié)焦是一個必然發(fā)生的現(xiàn)象，正常情況下，加熱爐連續(xù)運行2年左右需要停工燒焦，如果操作不當(dāng)或設(shè)計缺陷，加熱爐爐管會很快結(jié)焦，嚴(yán)重影響裝置的操作周期。加熱爐

設(shè)備技術(shù)及特點焦化加熱爐運行的好壞直接影響裝置的“安、穩(wěn)、長、滿、49加熱爐負(fù)荷計算表示例

設(shè)備技術(shù)及特點項目名稱入口出口流量熱負(fù)荷t℃PMpa(g）L/VKcal/kgt℃PMpa(g）L/VKcal/kgKg/h104Kcal/h對流蒸汽1901.18V6652601.0V7075910(15000)24.822(63.000)輻射焦化油3352.5L1905000.45V360833341416.75000.45L3201250001625.0注汽4402.5L7925000.45V828300010.8反應(yīng)熱350小計3402.5合計3427.3（39.86MW）<3465.5(40.303MW)>加熱爐負(fù)荷計算表示例設(shè)備技術(shù)及特點項目入口出口流量熱負(fù)荷50雙面輻射爐型

雙面輻射焦化爐爐型基本分為兩種，一種為多室箱式爐，一種為多室階梯爐，兩種爐型均在爐頂設(shè)置一個公用的對流室。與常規(guī)單面輻射加熱爐相比，雙面輻射焦化爐爐膛長度較大、爐膛高度較小，這與其燃燒器數(shù)量較多、燃燒器發(fā)熱量較小有著直接的關(guān)系。設(shè)備技術(shù)及特點雙面輻射爐型雙面輻射焦化爐爐型基本分為兩種，一種51雙面輻射焦化爐輻射管水平布置在爐膛中間，接受布置在其兩側(cè)燃燒器產(chǎn)生的火焰及爐墻的高溫輻射。管內(nèi)介質(zhì)一般采用自上向下流動方式。輻射管之間一般采用急彎彎管連接，并且布置在爐膛內(nèi)部而不設(shè)置彎頭箱，輻射管架可采用懸吊式結(jié)構(gòu)或下支撐式結(jié)構(gòu)。多室箱式爐采用垂直向上底燒式燃燒器，為保證爐膛溫度分布的均勻性，燃燒器火焰高度一般應(yīng)達(dá)到爐膛高度的1/3至1/2。處于同一輻射室的兩組盤管用中間火墻隔開，以避免操作中相互干擾。多室階梯爐采用附墻式底燒燃燒器，燃燒器產(chǎn)生的高溫火焰緊貼爐墻向上燃燒，將爐墻加熱成為高溫輻射體，再由爐墻將熱量輻射給爐管。該種爐型每組盤管均位于一個輻射室內(nèi)，可保證操作中不會出現(xiàn)相互干擾。該加熱爐的設(shè)計屬于福斯特惠勒公司的專有技術(shù)。雙面輻射爐型結(jié)構(gòu)特點

設(shè)備技術(shù)及特點雙面輻射焦化爐輻射管水平布置在爐膛中間，接受布置在其兩側(cè)燃燒52選取合適的輻射管平均熱強度、管內(nèi)質(zhì)量流速及管程數(shù)，從而確定輻射管規(guī)格及排管面積。

根據(jù)輻射傳熱理論可知，在管心距為爐管外徑兩倍情況下，單面輻射一面反射的爐管周向熱強度的不均勻系數(shù)（即周向最高熱強度與平均熱強度比值）約為1.78，而雙面輻射爐管約為1.2，這樣在周向最高熱強度相等的前提下，雙面輻射爐管的平均熱強度設(shè)計值可以取單面輻射爐管平均熱強度的1.5倍，因此雙面輻射焦化爐輻射管面積可以比單面輻射焦化爐減少1/3，即單程爐管總長度減少1/3。雙面輻射爐型設(shè)計參數(shù)選擇

設(shè)備技術(shù)及特點選取合適的輻射管平均熱強度、管內(nèi)質(zhì)量流速及管程數(shù)，從而確定輻53在相同的管內(nèi)流速條件下，雙面輻射排管不僅減小了管內(nèi)壓降，并且縮短了油品在管內(nèi)的停留時間，從而可達(dá)到延緩管內(nèi)結(jié)焦，延長加熱爐操作周期的目的。目前的工程經(jīng)驗數(shù)據(jù)是控制大于426°C的油品在爐內(nèi)的停留時間不大于45秒，而爐管規(guī)格多在Φ76~Φ127之間選擇。雙面輻射爐型設(shè)計參數(shù)選擇

設(shè)備技術(shù)及特點在相同的管內(nèi)流速條件下，雙面輻射排管不僅減小了管內(nèi)壓降，并且54

國內(nèi)目前絕大多數(shù)焦化爐爐管材料為Cr5Mo(A335P5)，但由于爐出口介質(zhì)溫度高達(dá)500℃，在管內(nèi)達(dá)到一定結(jié)焦厚度情況下，爐內(nèi)最高管壁溫度可達(dá)600℃以上。由于Cr5Mo材質(zhì)爐管的最高使用溫度為600℃，因此采用Cr5Mo材質(zhì)爐管的焦化爐多存在高溫區(qū)爐管嚴(yán)重氧化爆皮的現(xiàn)象，均須定期更換，從而影響了焦化爐的長周期操作。根據(jù)目前收集到的資料，國外延遲焦化爐均采用Cr9Mo爐管，國內(nèi)部分煉廠（如福建、上海金山、安慶等）也相繼采用Cr9Mo爐管。由于Cr5Mo材質(zhì)爐管的最高使用溫度可達(dá)650℃，因此幾乎沒有發(fā)生氧化爆皮現(xiàn)象的報導(dǎo)。目前新設(shè)計的雙面輻射焦化爐一般均采用Cr9Mo爐管。

雙面輻射爐型爐管選擇設(shè)備技術(shù)及特點國內(nèi)目前絕大多數(shù)焦化爐爐管材料為Cr5Mo(A33555

輻射管架可采用懸吊式或下支撐式結(jié)構(gòu)，通常懸吊式結(jié)構(gòu)管架從穩(wěn)定性、熱膨脹補償及經(jīng)濟性等方面具有較大的優(yōu)勢。由于焦化爐爐膛溫度可最高可達(dá)1000℃左右，因此，無論采用何種結(jié)構(gòu)形式的管架，管架材料均須采用Cr25Ni20。為減少散熱損失及減小爐襯的蓄熱量，采用在線清焦技術(shù)的焦化爐應(yīng)采用纖維結(jié)構(gòu)爐襯為好，如耐火纖維模塊、噴涂纖維、纖維可塑料等。雙面輻射爐型管架及爐襯材料選擇設(shè)備技術(shù)及特點輻射管架可采用懸吊式或下支撐式結(jié)構(gòu)，通常懸吊式結(jié)構(gòu)管56

對于雙面輻射焦化爐來說，要求爐膛內(nèi)沿爐管長度及高度方向上管壁熱強度及煙氣溫度有著更高的均勻性，因此采用能產(chǎn)生一定高度穩(wěn)定扁平火焰的氣體燃燒器是較為合適的。燃燒器的布置應(yīng)與爐管及爐墻保持一定的距離，以避免火焰直接沖擊爐管和爐墻。隨著國內(nèi)環(huán)保意識及有關(guān)法律法規(guī)的加強，對煙氣中氧化氮含量的限制也將更為嚴(yán)格，低氧化氮燃燒器將逐步占踞主導(dǎo)地位。雙面輻射爐型燃燒器選型設(shè)備技術(shù)及特點對于雙面輻射焦化爐來說，要求爐膛內(nèi)沿爐管長度及高度方57

余熱回收設(shè)備的類型較多，目前較為廣泛采用的有熱管式和列管式空氣預(yù)熱器。從傳熱效率上來說，板式空氣預(yù)熱器具有更大的優(yōu)勢，但由于其煙氣側(cè)容易積灰造成堵塞，因而應(yīng)用較少。由于熱管式空氣預(yù)熱器可以在煙氣側(cè)和空氣側(cè)均采用擴大表面，從而大大提高了換熱效率，其應(yīng)用也比列管式空氣預(yù)熱器更為普遍。雙面輻射爐型余熱回收設(shè)備選擇設(shè)備技術(shù)及特點余熱回收設(shè)備的類型較多，目前較為廣泛采用的有熱58

采用多點注汽技術(shù)可明顯減少注汽量及管線壓降。使得管內(nèi)流速達(dá)1.83~2m/s，焦化爐出口及爐管內(nèi)壓力的減小增加了管內(nèi)油品的汽化及油膜的破裂，從而對延緩管內(nèi)結(jié)焦有著積極的作用。多點注汽技術(shù)設(shè)備技術(shù)及特點采用多點注汽技術(shù)可明顯減少注汽量及管線壓降。使得管內(nèi)流59

在線清焦技術(shù)的焦化爐一般應(yīng)采用4管程，以避免對后續(xù)設(shè)備操作造成太大的影響。操作時對其中一管程通入蒸汽，其余三管程正常操作，在線清焦用蒸汽及清除的焦碳與其他三管程油品一同進(jìn)入焦碳塔。在線清焦的原理是利用爐管金屬與管內(nèi)焦垢層熱膨脹系數(shù)的不同，通過快速增加及降低爐管溫度，使得焦炭層與爐管剝離。根據(jù)國外資料報道，采用該技術(shù)后焦化爐操作周期可延長至兩年以上。在線清焦技術(shù)設(shè)備技術(shù)及特點在線清焦技術(shù)的焦化爐一般應(yīng)采用4管程，以避免對后續(xù)設(shè)60

雙向燒焦是在加熱爐進(jìn)出口管線分別設(shè)置燒焦蒸汽及空氣接管，實際操作中可由入口至出口進(jìn)行正常燒焦。當(dāng)爐靠近爐入口部位管內(nèi)結(jié)焦嚴(yán)重時，采用正常方向燒焦不能有效清除時，還可由出口至入口進(jìn)行反向燒焦。雙向燒焦對具有在線清焦技術(shù)的雙面輻射焦化爐是十分必要的，這是因為在線清焦操作不當(dāng)時，有可能使大塊焦炭剝離而造成爐管堵塞，此時應(yīng)停爐，用蒸汽正向及反向交替吹掃加熱爐盤管，以清除管內(nèi)堵塞的焦炭。雙向燒焦技術(shù)設(shè)備技術(shù)及特點雙向燒焦是在加熱爐進(jìn)出口管線分別設(shè)置燒焦蒸汽及空61

目前國際上廣泛應(yīng)用的機械清焦方法是一種與爐管規(guī)格匹配的專用清焦器，該清焦器放入爐管內(nèi)，以蒸汽或高壓水為動力使清焦器沿爐管向出口方向進(jìn)行螺旋運動，可以最大程度清除管內(nèi)結(jié)焦。機械清焦設(shè)備技術(shù)及特點目前國際上廣泛應(yīng)用的機械清焦方法是一種與爐管規(guī)格匹62下列情況下緊急停工：煙氣出對流室溫度高于530℃(三取二)

聯(lián)鎖動作：主火嘴及長明燈的燃料氣切斷，煙道擋板打開，停鼓風(fēng)機和引風(fēng)機，切斷進(jìn)加熱爐兩路進(jìn)料，延時5秒打開蒸汽吹掃爐膛和工藝介質(zhì)盤管，延時3秒停加熱爐加熱爐進(jìn)料泵。由于意外事故需要裝置緊急停工（手動按鈕）聯(lián)鎖動作：主火嘴及長明燈的燃料氣切斷，煙道擋板打開，停鼓風(fēng)機和引風(fēng)機，切斷進(jìn)加熱爐兩路進(jìn)料，延時5秒打開蒸汽吹掃爐膛和工藝介質(zhì)盤管，延時3秒停加熱爐加熱爐進(jìn)料泵加熱爐的聯(lián)鎖設(shè)備技術(shù)及特點下列情況下緊急停工：加熱爐的聯(lián)鎖設(shè)備技術(shù)及特點63下列情況下單系列局部停工：主火嘴燃料氣壓力低低或工藝介質(zhì)流量低低對應(yīng)爐膛主火嘴切斷。長明燈壓力低低，對應(yīng)爐膛主火嘴切斷，延時60分鐘后長明燈切斷。熱管空氣預(yù)熱器入口溫度大于450℃或出口溫度大于250℃時聯(lián)鎖停煙氣引風(fēng)機，打開煙道密封擋板及爐底風(fēng)道自動快開門。報警及手動操作：空氣鼓風(fēng)機出口壓力小于1000Pa時報警，手動打開煙道密封擋板及爐底風(fēng)道自動快開門。在儀表室手動按鈕停煙氣引風(fēng)機和空氣鼓風(fēng)機。煙氣出預(yù)熱器壓力大于-1000Pa時報警，手動打開煙道密封擋板及爐底風(fēng)道自動快開門。在儀表室手動按鈕停煙氣引風(fēng)機。加熱爐的聯(lián)鎖設(shè)備技術(shù)及特點下列情況下單系列局部停工：加熱爐的聯(lián)鎖設(shè)備技術(shù)及特點64

焦炭塔是焦化裝置的反應(yīng)器，它是一個中空容器設(shè)備，工藝特點是操作溫度高，最高可達(dá)500℃，操作溫度變化頻繁，焦炭塔在生焦過程中，基本處于恒溫操作，在除焦過程中，要經(jīng)過降溫再升溫的變化過程，每個操作周期都要由常溫變化到最高操作溫度，并且生焦周期越短，溫度變化速度越快。焦炭塔還是一個裝焦炭的容器，操作不當(dāng)會使生焦的塔內(nèi)泡沫溢出，造成后部系統(tǒng)結(jié)焦。焦炭塔的直徑和高度主要取決于裝置的處理量、原料性質(zhì)、操作溫度、操作壓力和循環(huán)比。焦炭塔設(shè)備技術(shù)及特點焦炭塔是焦化裝置的反應(yīng)器，它是一個中空容器設(shè)備，工藝65焦炭塔設(shè)備技術(shù)及特點

隨著原料的不斷進(jìn)入，產(chǎn)生的焦炭量增加，焦炭層高度增加，泡沫層也隨之連續(xù)升高。

國外在焦炭塔內(nèi)不注入消泡劑時，允許氣速一般為0.11～0.15m/s。在使用消泡劑時，正常的設(shè)計油氣速度應(yīng)低于0.12～0.17m/s。焦炭塔設(shè)備技術(shù)及特點隨著原料的不斷進(jìn)入，產(chǎn)生的焦炭量增66

焦炭塔的單塔處理量越大，要求的焦炭塔直徑越大，這主要是由焦炭塔塔內(nèi)的允許氣速決定的。焦化原料渣油在加熱爐中被快速加熱到500℃左右進(jìn)入焦炭塔，為防止加熱爐管結(jié)焦，爐出口的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率一般不大，大部分的反應(yīng)延遲到焦炭塔內(nèi)進(jìn)行，裂解的熱量除了來自原料渣油本身外還有一部分由縮合反應(yīng)提供，縮合反應(yīng)生成的焦炭停留在塔內(nèi)，并由塔壁向中心擴展，中心形成進(jìn)料通道，在焦炭層以上為主要反應(yīng)區(qū)，即泡沫層。泡沫層分油相泡沫和氣相泡沫，氣相泡沫在上部，其密度約為30～100kg/m3，油相泡沫在焦層以上，其密度約為100～700kg/m3，焦化反應(yīng)主要在泡沫層，一般為460～480℃，并且生焦率越高，該反應(yīng)溫度越高。焦炭塔設(shè)備技術(shù)及特點焦炭塔的單塔處理量越大，要求的焦炭塔直徑越大，這主要67根據(jù)焦炭產(chǎn)率、生焦時間、泡沫層高度來確定焦炭塔的高度。大慶渣油為原料時，焦炭塔內(nèi)的泡沫層約為5～7米管輸渣油和勝利渣油的泡沫層約為3～5米遼河渣油和進(jìn)口重質(zhì)原油渣油的泡沫層約為3～4米當(dāng)在焦炭塔內(nèi)注入消泡劑后，泡沫層的高度一般減少30～50％。焦炭塔的高度設(shè)備技術(shù)及特點根據(jù)焦炭產(chǎn)率、生焦時間、泡沫層高度來確定焦炭塔的高度。焦炭塔68焦炭塔的高度設(shè)備技術(shù)及特點

在確定焦炭塔高度時應(yīng)留有一定的安全空高，安全空高一般為塔頂切線離泡沫層頂部的距離國內(nèi)設(shè)計的焦炭塔一般安全空高大于等于5米國外焦炭塔的安全空高一般為2～3米空高越大，焦炭塔的利用率越低，但油氣在塔內(nèi)的停留時間延長，對減少油氣線和分餾塔內(nèi)結(jié)焦有利。

目前國內(nèi)焦化裝置設(shè)計的生焦時間均為24小時，國外焦化生焦時間一般為16～20小時，采用18小時的占大多數(shù)，采用短的生焦時間，可以提高焦炭塔的利用率，或者同等規(guī)模的焦炭塔的高度減少。焦炭塔的高度設(shè)備技術(shù)及特點在確定焦炭塔高度時應(yīng)留有一69焦炭塔的材質(zhì)設(shè)備技術(shù)及特點

過去國內(nèi)焦炭塔材質(zhì)都采用碳鋼，大多數(shù)是20g，在高溫條件下容易變形，視圖如下：焦炭塔的材質(zhì)設(shè)備技術(shù)及特點過去國內(nèi)焦炭塔材質(zhì)都采用碳70焦炭塔的材質(zhì)設(shè)備技術(shù)及特點1950～1959年，美國焦炭塔采用碳鋼和C-Mo鋼，1980年～1997年大量使用Cr-Mo鋼。Cr-Mo鋼中經(jīng)常使用的是1Cr-0.5Mo、1.25Cr0.5Mo和2.25Cr-1.0Mo鋼。1.25Cr-0.5Mo鋼與1Cr-0.5Mo鋼相比，許用應(yīng)力高，對缺口敏感性小，耐熱性更好，見下表：焦炭塔的材質(zhì)設(shè)備技術(shù)及特點1950～1959年，美71焦炭塔的材質(zhì)設(shè)備技術(shù)及特點

為提高焦炭塔的耐熱腐蝕性，焦炭塔上部經(jīng)常采用不銹鋼復(fù)合板，復(fù)合層的厚度一般為3mm，復(fù)合層的材質(zhì)為0Cr13Al或0Cr13。國內(nèi)焦炭塔大部分采用0Cr13Al，據(jù)資料報導(dǎo)，0Cr13Al應(yīng)限制在343℃以下使用，長期處于371～538℃會使其變脆，焦炭塔上部的溫度為460℃左右，應(yīng)采用0Cr13為好。美國1980～1997年安裝的焦炭塔大部分采用0Cr13作為復(fù)合層。國內(nèi)新設(shè)計的焦炭塔材質(zhì)采用的是0Cr13復(fù)合層。復(fù)合層的高度為從頂部至泡沫層下200mm處。焦炭塔的材質(zhì)設(shè)備技術(shù)及特點為提高焦炭塔的耐熱腐蝕性72焦炭塔的結(jié)構(gòu)設(shè)備技術(shù)及特點焦炭塔是一個直立園柱殼壓力容器，頂部是球形或橢圓形封頭，下部是錐體。在頂部有直徑為φ600～φ1500的盲板法蘭（即鉆焦口），底部有φ1500～φ2000的盲板法蘭（即卸焦口），該盲板法蘭上有φ150～φ300的渣油入口接管。裙座位于連接殼體與錐體焊縫的區(qū)域，用來支撐塔體。通常焦炭塔的最大壁厚在14～42毫米之間。焦炭塔的結(jié)構(gòu)設(shè)備技術(shù)及特點焦炭塔是一個直立園柱殼壓力容器，73焦炭塔的結(jié)構(gòu)設(shè)備技術(shù)及特點

焦炭塔上封頭過去大多采用球形封頭，其優(yōu)點是受力條件好，耗材少；但近來大都采用橢圓封頭（2：1），其優(yōu)點在于在保證塔頂標(biāo)高不變的情況下（即鉆桿長度不變）的情況下，能增加焦炭塔泡沫層的體積。以φ8800焦炭塔為例，將球形封頭改為橢圓封頭，能增加體積44.6米3。焦炭塔下部進(jìn)料口的接管的結(jié)構(gòu)型式一般為原料油在中心軸向進(jìn)入，可以保證設(shè)備均勻加熱，焦炭塔操作的可靠性增大，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計使變形減少。焦炭塔的結(jié)構(gòu)設(shè)備技術(shù)及特點焦炭塔上封頭過去大多采用球形封74焦炭塔的裙座結(jié)構(gòu)設(shè)備技術(shù)及特點焦炭塔的裙座結(jié)構(gòu)設(shè)備技術(shù)及特點75焦炭塔的裙座結(jié)構(gòu)設(shè)備技術(shù)及特點焦炭塔的裙座結(jié)構(gòu)設(shè)備技術(shù)及特點76分餾塔設(shè)備技術(shù)及特點

焦化分餾塔和煉廠催化裂化、加氫裂化等的主分餾塔作用基本相同，差別是焦化原料油是從塔洗滌段的下部進(jìn)入塔內(nèi)，進(jìn)料在塔底和洗滌油混合，被預(yù)熱并將來自焦炭塔的油氣中的焦粉通過洗滌油洗滌出去，塔底通常作為焦化裝置的新鮮原料的緩沖罐，對于防止塔底結(jié)焦和焦粉攜帶有較高的要求。根據(jù)焦化的特點，焦化分餾塔的設(shè)計需要重點考慮以下問題：充分回收熱量為實現(xiàn)低壓操作而降低塔內(nèi)壓力降蠟油測線以下塔內(nèi)件的設(shè)計以滿足低循環(huán)比和防止焦粉的夾帶分餾塔設(shè)備技術(shù)及特點焦化分餾塔和煉廠催化裂化、加氫77分餾塔設(shè)備技術(shù)及特點

焦化產(chǎn)品不是最終產(chǎn)品,對其分餾精度要求不高,分餾塔板數(shù)不多,一般為20~35層。由于焦炭塔的操作是兩塔輪流間歇進(jìn)行，每焦炭塔都必須經(jīng)歷5~6小時的熱油氣預(yù)熱過程，此期間必然會對分餾塔的平穩(wěn)操作產(chǎn)生30%影響，要進(jìn)行必要的回流調(diào)整，而這種對分餾塔操作干擾的程度隨生產(chǎn)塔數(shù)增加則干擾減小。分餾塔設(shè)備技術(shù)及特點焦化產(chǎn)品不是最終產(chǎn)品,對其分餾精度要78分餾塔設(shè)備技術(shù)及特點分餾塔的洗滌段通常起到以下三種作用：控制焦化重蠟油餾分干點盡可能減輕主分餾塔產(chǎn)品（主要是焦化蠟油）中攜帶的焦粉量通過調(diào)整循環(huán)油切割點或循環(huán)比，優(yōu)化焦化產(chǎn)品分布分餾塔設(shè)備技術(shù)及特點分餾塔的洗滌段通常起到以下三種作用：79分餾塔下部循環(huán)流程和結(jié)構(gòu)的設(shè)計之一

設(shè)備技術(shù)及特點

采用原料上下進(jìn)料的比例來控制蠟油集油箱下的溫度，控制循環(huán)比，從而控制蠟油的質(zhì)量。優(yōu)點是流程簡單，其缺點是蠟油質(zhì)量不好控制，容易攜帶焦粉和渣油，塔底溫度高。渣油較重時易導(dǎo)致?lián)Q熱塔板結(jié)焦。

分餾塔下部循環(huán)流程和結(jié)構(gòu)的設(shè)計之一設(shè)備技術(shù)及特點采80分餾塔下部循環(huán)流程和結(jié)構(gòu)的設(shè)計之二

設(shè)備技術(shù)及特點

在蠟油抽出下增加了3層洗滌板，對減少蠟油中的焦粉含量有一定的作用。

分餾塔下部循環(huán)流程和結(jié)構(gòu)的設(shè)計之二設(shè)備技術(shù)及特點在蠟油81分餾塔下部循環(huán)流程和結(jié)構(gòu)的設(shè)計之三

設(shè)備技術(shù)及特點為提高蠟油質(zhì)量增加了重蠟油抽出，設(shè)重蠟油下回流，控制循環(huán)比，蠟油的質(zhì)量主要是用蠟油下回流量控制，重蠟油的質(zhì)量主要是用重蠟油下回流量控制。相對圖-2而言蠟油質(zhì)量更好控制，同時蠟油下回流洗滌和重蠟油下回流洗滌的作用，減少了蠟油焦粉。目前的問題是許多煉廠抽不產(chǎn)重蠟油，導(dǎo)致重蠟油集油箱積焦影響生產(chǎn)。分餾塔下部循環(huán)流程和結(jié)構(gòu)的設(shè)計之三設(shè)備技術(shù)及特點為提高蠟82分餾塔下部循環(huán)流程和結(jié)構(gòu)的設(shè)計之四

設(shè)備技術(shù)及特點針對不抽出重蠟油情況設(shè)計的，同時保留了循環(huán)油上、下回流洗滌。分餾塔下部循環(huán)流程和結(jié)構(gòu)的設(shè)計之四設(shè)備技術(shù)及特點針對不抽83分餾塔下部循環(huán)流程和結(jié)構(gòu)的設(shè)計之五

設(shè)備技術(shù)及特點為一種可靈活調(diào)節(jié)循環(huán)比流程，油氣的脫過熱是通過和換熱冷卻后的循環(huán)油直接換熱。循環(huán)比和蠟油質(zhì)量是通過循環(huán)油的流量來控制，循環(huán)油在流量控制下和原料在原料罐中混合。循環(huán)油的流量可以指示。該流程的優(yōu)點是：循環(huán)油的流量可直接讀出；渣油和油氣不換熱，防止換熱板結(jié)焦；

分餾塔下部循環(huán)流程和結(jié)構(gòu)的設(shè)計之五設(shè)備技術(shù)及特點為一種可84分餾塔下部循環(huán)流程和結(jié)構(gòu)的設(shè)計之六

設(shè)備技術(shù)及特點采用蠟油下回流、循環(huán)油上回流和循環(huán)油下回流噴淋三級洗滌，主要解決蠟油及以上產(chǎn)品的焦粉攜帶問題；循環(huán)油的熱回流和到塔底的冷回流相結(jié)合和調(diào)節(jié)塔底溫度；循環(huán)油下回流噴淋可把大部分焦粉洗滌到塔底，減少了循環(huán)油集油箱的焦粉含量；分餾塔和循環(huán)油集油箱設(shè)計有攪拌，防止底部焦粉沉積；蠟油下回流和循環(huán)油的上回流相結(jié)合可使循環(huán)油和蠟油的分離度提高。分餾塔下部循環(huán)流程和結(jié)構(gòu)的設(shè)計之六設(shè)備技術(shù)及特點采用蠟油85分餾塔下部循環(huán)流程和結(jié)構(gòu)的設(shè)計之七

設(shè)備技術(shù)及特點為全蠟油下回流調(diào)節(jié)循環(huán)比的流程，油氣的脫過熱全部通過蠟油下回流直接換熱完成。循環(huán)比和蠟油質(zhì)量是通過蠟油的下回流量來控制，被蠟油下回流冷凝的循環(huán)油在分餾塔內(nèi)直接和原料混合。渣油和油氣不換熱，防止換熱板結(jié)焦；蠟油和循環(huán)油的分餾塔板較多，蠟油和循環(huán)油能充分分離；如果循環(huán)比合適，蠟油的質(zhì)量比較好控制；如果能抽出部分重蠟油，可在超低循環(huán)比操作條件下，保證蠟油的產(chǎn)品質(zhì)量。焦粉被大量的蠟油洗滌，蠟油產(chǎn)品中焦粉含量較少。

分餾塔下部循環(huán)流程和結(jié)構(gòu)的設(shè)計之七設(shè)備技術(shù)及特點為全蠟油86富氣壓縮機

設(shè)備技術(shù)及特點①操作參數(shù)：入口：溫度T=40℃，壓力P入=0.14~0.160MPa(A)；出口溫度:溫度T=~127℃,出口壓力P出=1.45~1.55MPa(A)②介質(zhì)條件：焦化富氣(每100萬噸/年焦化處理量，焦化富氣壓縮機處理能力約為12000nm3/h)③驅(qū)動方式:背壓透平驅(qū)動、電機驅(qū)動及凝汽式透平驅(qū)動采用背壓透平驅(qū)動，能耗較低。若采用電機驅(qū)動，需增加0.7~1.5萬千卡/噸原料的能耗，若采用凝汽式透平驅(qū)動，需增加1.5~2.0萬千卡/噸原料能耗。④一般供貨范圍a)離心壓縮機組1套含壓縮機，蒸汽透平，級間分液罐及其罐底泵（2臺）、級間冷卻器及反飛動冷卻器。b）潤滑油系統(tǒng)c）控制聯(lián)鎖系統(tǒng)d）含DCS接口富氣壓縮機設(shè)備技術(shù)及特點①操作參數(shù)：87換熱設(shè)備

設(shè)備技術(shù)及特點焦化裝置的換熱設(shè)備主要包括以下幾類：原料油換熱器

由于溫度較高，且存在高溫硫腐蝕，換熱器管箱、殼程殼體材質(zhì)一般選用16MnR+405，管束材質(zhì)一般選用選用碳鋼滲鋁或0Cr18Ni10Ti。為提高傳熱效果，降低投資，延長裝置操作周期，原料換熱器通常采用螺旋折流板、螺旋管管束或波紋管管束等高效換熱器。塔頂冷凝冷卻器塔頂油氣中富含H2S，有濕H2S腐蝕，管束材質(zhì)一般選用選用09Cr2AlMoRe或08Cr2AlMo。為降低操作壓力而盡可能降低換熱器壓降以節(jié)省裝置能耗，塔頂冷凝器通常選用這流桿式換熱器。換熱設(shè)備設(shè)備技術(shù)及特點焦化裝置的換熱設(shè)備主要包括以下幾類88換熱設(shè)備

設(shè)備技術(shù)及特點焦化裝置的換熱設(shè)備主要包括以下幾類：吸收穩(wěn)定重沸器蒸汽發(fā)生器重沸器和蒸汽發(fā)生器一般采用U型管管殼式換熱器。重沸器和蒸汽發(fā)生器的熱流介質(zhì)通常溫度高于250℃，且存在高溫硫腐蝕，換熱器管箱、殼程殼體材質(zhì)一般選用16MnR+405，管束材質(zhì)一般選用選用碳鋼滲鋁或0Cr18Ni10Ti。普通管殼式換熱器換熱設(shè)備設(shè)備技術(shù)及特點焦化裝置的換熱設(shè)備主要包括以下幾類89空冷器

設(shè)備技術(shù)及特點焦化裝置的空冷器主要包括：分餾塔頂空冷器頂循環(huán)空冷器柴油空冷器蠟油空冷器放空塔頂空冷器富氣空冷器穩(wěn)定汽油空冷器冷焦水空冷器甩油空冷器（國外較為普遍、國內(nèi)應(yīng)用較少，甩油仍通過水箱冷卻）分餾塔頂空冷器和放空塔頂空冷器的電機應(yīng)采用變頻驅(qū)動

空冷器設(shè)備技術(shù)及特點焦化裝置的空冷器主要包括：90過濾器

設(shè)備技術(shù)及特點焦化裝置的過濾器主要分籃式過濾器、產(chǎn)品粗過濾器及自動反沖洗過濾器、旋流分離器等?；@式過濾器：加熱爐進(jìn)料過濾器分餾塔底循環(huán)過濾器甩油過濾器放空塔底過濾器封油過濾器高壓水過濾器產(chǎn)品過濾器：汽油產(chǎn)品過濾器柴油產(chǎn)品過濾器自動反沖洗過濾器：含硫污水過濾器蠟油產(chǎn)品過濾器旋流分離器：冷焦水切焦水過濾器設(shè)備技術(shù)及特點焦化裝置的過濾器主要分籃式過濾器、產(chǎn)91籃式過濾器

設(shè)備技術(shù)及特點殼體材料：C.S或0Cr18Ni10Ti內(nèi)件材質(zhì)：0Cr18Ni10Ti濾網(wǎng)流通面積/管道截面積≧5~10籃式過濾器設(shè)備技術(shù)及特點殼體材料：C.S或0Cr18Ni92加熱爐泵入口過濾器

設(shè)備技術(shù)及特點殼體材料：0Cr18Ni10Ti內(nèi)件材質(zhì)：0Cr18Ni10Ti濾網(wǎng)流通面積/管道截面積≧10加熱爐泵入口過濾器設(shè)備技術(shù)及特點殼體材料：0Cr18Ni93產(chǎn)品粗過濾器

設(shè)備技術(shù)及特點殼體材料：C.S內(nèi)件材質(zhì)：0Cr18Ni10Ti濾芯40~60目流通面積/管道截面積≧10產(chǎn)品粗過濾器設(shè)備技術(shù)及特點殼體材料：C.S94列式反沖洗過濾器

設(shè)備技術(shù)及特點列式反沖洗過濾器設(shè)備技術(shù)及特點95筒式反沖洗過濾器

（氣體輔助）設(shè)備技術(shù)及特點筒式反沖洗過濾器（氣體輔助）設(shè)備技術(shù)及特點96旋流分離器濾芯原理設(shè)備技術(shù)及特點三錐體細(xì)長(長徑比60)結(jié)構(gòu)旋流芯管旋流分離器濾芯原理設(shè)備技術(shù)及特點三錐體細(xì)長(長徑比60)結(jié)構(gòu)97焦炭塔頂油氣線防焦器

設(shè)備技術(shù)及特點霧化噴頭最佳的防堵塞設(shè)計，同時保證最大的通道的實心錐形噴霧兩個S形葉片可允許通過顆粒物質(zhì)噴霧角度為120°流量：2.75到3400L/min材質(zhì)為：0Cr18Ni10Ti焦炭塔頂油氣線防焦器設(shè)備技術(shù)及特點霧化噴頭98中子料位計

設(shè)備技術(shù)及特點中子料位計能監(jiān)測出焦炭塔內(nèi)不同物料密度及各物料界面（泡沫層、焦碳層上沿及冷焦水）的變化規(guī)律，精細(xì)化地指導(dǎo)焦化生產(chǎn)。用中子料位計作為上限泡沫報警監(jiān)測是比較靈敏和直觀。

中子料位計設(shè)備技術(shù)及特點中子料位計能監(jiān)測出焦炭塔內(nèi)不同物99γ射線料位計

設(shè)備技術(shù)及特點γ射線連續(xù)料位測量是基于一窄條扇形射線穿過容器而被檢測器感應(yīng)的工作原理。當(dāng)料位升高，會阻擋照向檢測器的射線。檢測器感應(yīng)到的射線越多，說明料位越低；反之，料位越高，檢測器感應(yīng)的射線越少。γ射線料位計設(shè)備技術(shù)及特點γ射線連續(xù)料位測量是基于一窄條100水力除焦機械設(shè)備技術(shù)及特點

水力除焦就是把高壓水的壓力通過噴嘴轉(zhuǎn)化為高速射流，壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?，?dāng)具有動的的水射流碰到焦炭時發(fā)生動量轉(zhuǎn)化，由于水射流單位面積的動壓力大于焦炭的破碎強度，所以焦炭被切割破碎。國內(nèi)典型的水力除焦系統(tǒng)主要包括：高壓水泵、高壓水管道、高壓隔斷閥、除焦控制閥、高壓膠管、鉆桿、風(fēng)動水龍頭/水力馬達(dá)、自動切焦器、鉆機轎車、滑輪組、除焦井架和除焦控制系統(tǒng)、焦炭塔頂蓋機以及焦炭塔底蓋機等。水力除焦機械設(shè)備技術(shù)及特點水力除焦就是把高壓水的壓力101設(shè)備技術(shù)及特點程序控制系統(tǒng)高壓水泵除焦控制閥高