石化公司120萬(wàn)／年延遲焦化裝置工藝手冊(cè)

120萬(wàn)噸/年延遲焦化裝置技術(shù)資料之一

工藝手冊(cè)

中石油股份公司XX石化公司

煉油廠延遲焦化車間

20XX年7月

目錄

第一章延遲焦化裝置簡(jiǎn)介..................1

一.裝置概況..................................................1

二.工藝技術(shù)特點(diǎn).............................................3

1.加熱爐..................................................3

2..........................................................................................................焦炭塔4.

3..........................................................................................................分儲(chǔ)塔4.

4..................................................................................焦炭塔密閉放空技術(shù).5

5..................................................................................冷焦水旋流分離技術(shù).5

6..................................................................................全井架水力除焦技術(shù).5

7.............................................................................焦化富氣壓縮吸收技術(shù).5

第二章工藝原理及工藝流程說明............6

一.延遲焦化工藝原理..........................................8

1.延遲焦化工藝過程..........................錯(cuò)誤!未定義書簽。

2.....................................................................................延遲焦化反應(yīng)機(jī)埋.1.8

3.............................................................................................炫類的熱反應(yīng)..20

4.....................................................................................渣油熱反應(yīng)的特征..28

二.延遲焦化工藝流程.........................................30

L工藝流程說明.............................................30

2.原則流程圖...............................................38

第三章自動(dòng)化控制及安全設(shè)施.............42

一.裝置對(duì)自動(dòng)化控制的要求..................................42

二.主要控制方案............................................42

三.裝置聯(lián)鎖方案............................................43

四.控制儀表明細(xì)............................................50

五.裝置盲板明細(xì)表..........................................41

六.主要安全設(shè)施............................................59

1.自動(dòng)化安全設(shè)施.........................................................................................59

2.................................................安全閥明細(xì)6.1

1

第四章原料與產(chǎn)品的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)..........63

一.原料來源及性質(zhì)..........................................63

二.產(chǎn)品性質(zhì).................................................65

1.焦化汽油、柴油、蠟油、重蠟油、富吸收汽油的性質(zhì)……?…65

2......................................................................................................焦炭性質(zhì).6.7

3.焦化富氣、液態(tài)燒、焦化干氣性質(zhì).....................67

三.物料平衡.................................................68

1.焦化部分........................................................................................................62

2.............................................................................................壓縮吸收部分..62

四.主要控制條件............................................68

1.焦化部分................................................68

2.............................................................................................壓縮吸收部分..69

五.主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)........................................70

L公用工程消耗量.............................................................................................70

2.輔助材料消耗量..........................................61

3,裝置能耗...........................................................................................................62

4.節(jié)能措施...........................................................................................................79

第五章影響產(chǎn)品質(zhì)量及收率的因素..........81

一.原料油的性質(zhì)............................................81

二.循環(huán)比...................................................82

三.反應(yīng)壓力.................................................82

四.反應(yīng)溫度.................................................83

五.對(duì)產(chǎn)品收率或質(zhì)量的要求..................................84

第六章常用化工原材料性質(zhì)及作用..........85

一.常用化工原材料的規(guī)格及物化性質(zhì).........................85

二.常用化工原材料的作用....................................86

1.消泡齊心.................................................86

2.........................................................................................................破乳劑.8.6

3,中和緩蝕劑...............................................86

第七章裝置界區(qū)條件及公用工程...........87

一.界區(qū)物料走向說明........................................87

二.裝置界區(qū)條件............................................88

2

三.公用工程................................................91

第八章主要設(shè)備簡(jiǎn)介......................92

一.加熱爐(F101).................................................92

二.焦炭塔(C101)................................................93

三.分屈塔(C102)................................................94

四.接觸冷卻塔(C103)............................................94

五.柴油吸收塔(C201)............................................94

六.加熱爐進(jìn)料泵(P102).........................................94

七.原料泵(P101)................................................95

八.機(jī)組.....................................................95

1..氣壓機(jī)(K201).............................................95

九.高壓水泵(P120)...............................................96

十.換熱器....................................................96

十一.特殊閥門...............................................96

十二.除焦系統(tǒng)的設(shè)備.........................................96

十三.全部設(shè)備一覽表.........................................99

十四.引進(jìn)設(shè)備一覽表.........................................110

第九章安全和環(huán)保.......................111

一.裝置的安全和環(huán)保特點(diǎn)....................................111

二.可燃?xì)怏w及有毒氣體檢測(cè)報(bào)警器分布情況..................112

三.裝置火災(zāi)報(bào)警設(shè)施分布情況...............................113

3

第章延遲焦化裝置簡(jiǎn)介

延遲焦化裝置簡(jiǎn)介

一.裝置概況

破壞加工常用的手段，其目的是從重質(zhì)渣油中獲得較多的輕質(zhì)油品和

石油焦。延遲焦化工藝是當(dāng)今世界最常見的渣油加工技術(shù)之一，與其它渣

油加工工藝相比，延遲焦化工藝不僅技術(shù)簡(jiǎn)單、操作方便、靈活性大、開

工率高、運(yùn)行周期長(zhǎng)，而且投資較低、回報(bào)較高，是目前煉油行業(yè)紛紛采

用的渣油加工技術(shù)。

XX石化公司120萬(wàn)噸/年延遲焦化裝置于20XX年5月破土動(dòng)工,2005

年3月建成投產(chǎn)。本裝置總體設(shè)計(jì)由中國(guó)石化工程公司（SEI）承擔(dān)，系

統(tǒng)配套由蘭煉設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，中油第二建設(shè)公司承擔(dān)施工任務(wù)。裝置區(qū)域南

北長(zhǎng)124米，東西寬136米，總占地面積為16864平方米。該裝置主要由

焦化、吸收兩部分組成，設(shè)計(jì)年開工時(shí)間為8400小時(shí)（連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)）。

本裝置以工藝流程順暢，方便生產(chǎn)操作、施工維修方便、力求經(jīng)濟(jì)合

理為準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)備平面布置。裝置利用原有兩條鐵路運(yùn)輸焦炭，裝置布置

以此先決條件作為出發(fā)點(diǎn)考慮，具體布置如下：儲(chǔ)焦池的北側(cè)布置冷焦水

系統(tǒng)和高壓水泵房；緊靠?jī)?chǔ)焦池的南邊由西向東布置脫硫部分、放空冷卻

部分、焦炭塔；再往南由西向東布置氣壓機(jī)廠房、柴油吸收部分、分偏部

分、加熱爐；裝置的東側(cè)布置高低壓聯(lián)合配電間及和控制室；裝置的機(jī)泵

主要布置在管廊下方，空冷布置在管廊和框架上方；框架地面及中間層布

置冷換設(shè)備和容器等。

該裝置采用一臺(tái)加熱爐、兩臺(tái)焦炭塔的工藝路線，裝置設(shè)計(jì)循環(huán)比為

0.5—0.6,以南疆渣油、催化油漿、乙烯裂解重油、脫油瀝青為原料，主

要產(chǎn)品為干氣、液態(tài)燒、汽油、柴油、蠟油和焦炭。焦化干氣經(jīng)脫硫后送

第一章延遲焦化裝置簡(jiǎn)介

往合成氨裝置作為原料，汽油、柴油、蠟油及液態(tài)燃由管線送出裝置至罐

區(qū)或后續(xù)裝置加工處理；焦炭通過汽車或鐵路運(yùn)輸外銷。

本裝置共有210臺(tái)（座）設(shè)備

表1T主要設(shè)備情況

序號(hào)內(nèi)容單位焦化部分吸收部分

1塔類價(jià)42

2容器介226

3冷換設(shè)備臺(tái)427

4空冷器價(jià)242

5機(jī)泵臺(tái)466

6壓縮機(jī)套/1

7電梯A1/

8加熱爐價(jià)1/

9小型設(shè)備A398

10全井架水力除焦設(shè)備套2/

小計(jì)17832

2

第章延遲焦化裝置簡(jiǎn)介

表1-2本裝置能耗情況

序號(hào)項(xiàng)目焦化部分吸收脫硫部分

1新鮮水,t/h5.0/

2循環(huán)水,t/h199.5292

3除鹽水，t/h15.5/

4電，KW22662425.6

5l.OMPa蒸汽（g）t/h-11.56-0.5

63.5MPa蒸汽（g）t/h1.8/

燃料氣,Nm3/h4736/

8凈化風(fēng)，Nm17h34040

9非凈化風(fēng),Nm7h4020

10氮?dú)?，Nm3/h42（正常值）/

11凝結(jié)水,t/h-1.20.5

12焦化部分能耗1.036GJ/t原料（24.73X104Kcal/t原料）

13吸收部分能耗0.22GJ/t原料（5.26X104Kcal/t原料）

14總能耗1.256GJ/t原料（29.99X104Kcal/t原料）

二.工藝技術(shù)特點(diǎn)

1.加熱爐

采用雙輻射室四管程雙面輻射立式爐型，采用多點(diǎn)注汽、在線清焦技

術(shù)。加熱爐的熱效率可達(dá)92%。加熱爐火嘴采用扁平焰、低NOx火嘴，以

減少環(huán)境污染。

加熱爐采用熱管空氣預(yù)熱器預(yù)熱空氣，提高爐子的熱效率。

第一章延遲焦化裝置簡(jiǎn)介

2.焦炭塔

（1）焦炭塔采用頂部為橢圓封頭的設(shè)計(jì)，在不增加焦炭塔法蘭面高

度的條件下盡量增加切線高度，提高焦炭塔容積。焦炭塔錐體段采用整體

鍛件結(jié)構(gòu)，為縮短生焦周期創(chuàng)造良好條件。

（2）焦炭塔頂?shù)椒謨?chǔ)塔的大油氣管線采用注急冷油技術(shù)，防止管線

結(jié)焦。

（3）焦炭塔采用無(wú)堵焦閥暖塔工藝流程，可縮短焦炭塔的預(yù)熱時(shí)

間。

（4）焦炭塔必要時(shí)注消泡劑，以提高焦炭塔的利用率。

（5）焦炭塔設(shè)有中子料位計(jì)，可以方便地觀察到塔內(nèi)料位的情

況。

3.分福塔

（1）分母塔底部油部分循環(huán)，并加強(qiáng)過濾除去住粉，防止?fàn)t管和塔

底結(jié)焦。

（2）增加分儲(chǔ)塔的塔板數(shù)量，設(shè)置柴油集油箱，加強(qiáng)柴油、蠟油分

離效果。

（3）增設(shè)了循環(huán)油集油箱，可靈活調(diào)節(jié)循環(huán)比，同時(shí)減少蠟油中攜

帶焦粉量和分儲(chǔ)塔板的結(jié)焦。

（4）在分儲(chǔ)塔的分館段，采用SEI的BI塔板專利技術(shù)，提高產(chǎn)品

分離精度；在分儲(chǔ)塔的洗滌段，采用人字形洗滌板，可以有效地將油氣中

的焦粉洗滌下來。

（5）優(yōu)化分儲(chǔ)塔取熱比例，充分利用分儲(chǔ)塔過剩熱量，多余熱量用

于發(fā)生蒸汽。

4

第一章延遲焦化裝置簡(jiǎn)介

4.焦炭塔密閉放空技術(shù)

采用塔式密閉放空技術(shù)，采用蠟油吸收放空氣體中的煌類，減少焦炭

塔吹汽對(duì)環(huán)境的污染。

5.冷焦水旋流分離技術(shù)

冷焦水處理采用罐式隔油分離、過濾、水力旋流分離和密閉冷卻工藝

技術(shù)，冷焦后熱水采用空冷器冷卻，可有效減少占地和環(huán)境污染。

6.全井架水力除焦技術(shù)

(1)焦炭塔采用雙塔單井架水力除焦技術(shù)，可節(jié)省約20%的鋼材。

(2)焦炭塔水力除焦系統(tǒng)采用先進(jìn)的PLC安全自保系統(tǒng)。該技術(shù)

可以保障水力除焦工作的順利進(jìn)行和安全操作。

7.焦化富氣壓縮吸收技術(shù)

焦化富氣采用壓縮柴油吸收的工藝方案，為提高吸收效果減少干氣中

的C3以上的組分，增設(shè)了柴油吸收塔中段回流。

5

第二章工藝原理及工藝流程說明

第二章工藝原理及工藝流程說明

一.工藝原理概述

焦化過程是一種分解和縮合的綜合過程。原料油一般加熱到350C后

開始熱解，分子中最弱的C—C鏈或C-H鏈?zhǔn)紫葦嗔眩头肿赢a(chǎn)品以氣相逸

出，而液相中的各自由基則反應(yīng)成更穩(wěn)定的芳%仝或縮合成稠環(huán)芳姓，隨著

溫度的升高反應(yīng)加劇，而分子量大的縮合產(chǎn)物則繼續(xù)脫氫縮合，最后成為

焦炭。

分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，而縮合反應(yīng)是放熱反應(yīng)。當(dāng)原料性質(zhì)不同、操

作條件及加工方法不同時(shí)，燒類在高溫下的反應(yīng)是不一樣的。焦化反應(yīng)的

機(jī)理較為復(fù)雜，一般簡(jiǎn)單表示為：

C氣體

汽油

--------------------

氣體柴油

、裂化福分油

高分子妙類-----膠質(zhì)--------瀝青質(zhì)-------炭青質(zhì)-焦炭

/1

綜合大分子芳煌

為了使焦化反應(yīng)的原理在延遲焦化裝置上得以應(yīng)用，故使原料油通過

加熱爐時(shí)采用了高的油品流速(入口混相流速3.54米/'秒)和高的加熱強(qiáng)

度(lOOOOMJ/M'h),使得油品在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到焦化反應(yīng)所需要的溫度，

并迅速離開加熱爐到焦炭塔進(jìn)行分解和縮合反應(yīng)。由于把焦化的生焦反應(yīng)

6

第二章工藝原理及工藝流程說明

過程推遲到焦炭塔中進(jìn)行，故名“延遲焦化工

二、術(shù)語(yǔ)和定義

1、生焦周期

指焦炭塔從切換生產(chǎn)到切換處理所用的時(shí)間。

2、急冷油

用于控制焦炭塔頂溫度的油品，一般選用焦化蠟油作為焦炭塔

急冷油。焦炭塔注急冷油可防止揮發(fā)線結(jié)焦和焦炭塔泡沫層帶入分

福塔。

3、循環(huán)比

循環(huán)比是指循環(huán)油重量流循環(huán)比=爐進(jìn)料重量流率-新鮮原料重量流率

新鮮原料重量流率

率與新鮮原料重量流率之比。

4、閉路循環(huán)

在開工過程中，裝置收夠一定的原料后，切斷進(jìn)出裝置物料，原料在

裝置內(nèi)部所進(jìn)行的循環(huán)。流程為：

5、甩油溫度

甩油溫度是指裝置的甩油通過E111盤管冷卻后的溫度。

6、甩油回?zé)?/p>

第二章工藝原理及工藝流程說明

指焦化污油不出裝置進(jìn)分母塔回?zé)挼倪^程，甩油分為三部分，一是焦

炭塔預(yù)熱的凝縮油，二是焦炭塔放空的污油，三是焦炭塔放水所攜帶的污

油。

三.延遲焦化工藝流程圖

(1).焦化系統(tǒng)

南疆渣油、催化油漿、乙烯裂解重油、脫油瀝青在裝置外混合后，熱

進(jìn)料(120C左右)先經(jīng)柴油-原料油換熱器E-103/3—10殼程與焦化柴油

換熱到180C左右，進(jìn)入原料油緩沖罐D(zhuǎn)—101,然后由原料油泵P-101

/1-2抽出，先后經(jīng)柴油-原料油換熱器E-103/1-2殼程、中段-原料油

換熱器E—104/1—6殼程、蠟油-原料油換熱器E—105/1-2殼程，換熱

至280c左右，分上下兩路進(jìn)入分儲(chǔ)塔C—102底部洗滌換熱段。上路進(jìn)

料從笫四層換熱板打入，在此與來自焦炭塔C-101/卜2的熱油氣(420℃)

接觸換熱，熱油氣中一部分重蠟油以上的重憎分被冷凝下來作為循環(huán)油一

起流入塔底，與原料油匯在一起成為焦化油。下路進(jìn)料直接打入第零層，

上下兩路進(jìn)料的量以第四層換熱板的溫度為調(diào)節(jié)依據(jù)。另外，上路進(jìn)料還

可以打入第六層換熱板，協(xié)助控制溫度和洗滌焦粉。焦化油在350℃條件

下，用加熱爐進(jìn)料泵P-102/1-2抽出分四路打入加熱爐F-101快速升

溫到500℃,出爐后匯成一路經(jīng)四通閥SV進(jìn)入焦炭塔C-101/1-2底部。

焦化油在焦炭塔內(nèi)由于高溫和保留一定的停留時(shí)間，會(huì)發(fā)生裂解、縮

合等一系列反應(yīng)，最后生成富氣、汽油、柴油、蠟油等產(chǎn)品和石油焦。焦

炭結(jié)聚在塔內(nèi)，高溫油氣(420℃)經(jīng)中段油急冷后，進(jìn)入分儲(chǔ)塔底洗滌

換熱段第一層。

高溫油氣(420℃)進(jìn)入分儲(chǔ)塔洗滌換熱段，與原料油直接換熱后冷

8

第二章工藝原理及工藝流程說明

凝出的重組分成為循環(huán)油，與原料油一起落入塔底。其余大量油氣上升經(jīng)

六層洗滌換熱板，進(jìn)入循環(huán)油蠟油集油箱升氣管。循環(huán)油集油箱以上的部

分稱為分僧段，一共有41層塔盤。在循環(huán)油集油箱和蠟油集油箱之間共

有8層塔盤，其底部設(shè)循環(huán)油集油箱，在蠟油集油箱和柴油集油箱之間共

有20層塔盤，從柴油集油箱往上共有13層塔盤。油氣經(jīng)過分儲(chǔ)后，從蠟

油集油箱和柴油集油箱可以分別得到蠟油和柴油。塔頂油氣經(jīng)冷卻、油水

分離，可以得到汽油和富氣。分儲(chǔ)塔底循環(huán)泵P—103抽塔底油打循環(huán)，

以保持分儲(chǔ)塔底油循環(huán)起米，減輕塔底焦粉沉積和結(jié)焦程度，延長(zhǎng)設(shè)備的

運(yùn)行周期。

循環(huán)油集油箱中的重蠟油(371℃)經(jīng)循環(huán)油泵P-116/1-2抽出，一

部分下路回流到循環(huán)油集油箱下起洗滌焦粉和控制溫度的作用，另一部分

去ER-102發(fā)生1.0MPa蒸汽后返回分得塔底或第三層塔盤，當(dāng)下路回流

無(wú)法控制循環(huán)油集油箱溫度時(shí)，可以將蠟油打入下回流控制其溫度。另

外，在開工階段，循環(huán)油流程中的介質(zhì)是蠟油，在裝置生產(chǎn)正常之前，這

些油經(jīng)過甩油線送出裝置。

分鏘塔蠟油集油箱的蠟油(342℃)由蠟油泵P—108/1-2抽出，在

泵的出口分成三路。一路打蠟油下回流以控制蠟油集油箱下的溫度；一路

接到循環(huán)油回流線，在必要的時(shí)候用來控制循環(huán)油集油箱下的溫度；另一

路去蠟油一原料油換熱器E-105/1-2管程換熱冷卻至319℃,其中一部

分作為封油的熱油源，其余的蠟油經(jīng)蠟油蒸汽發(fā)生器ER-101降溫至

220C。這部分蠟油又分成一路：第一路作為上回流返回到分緇塔的第十

一層塔盤；第二路經(jīng)蠟油增壓泵P-108/3-4后去蠟油一除鹽水換熱器

E-106換熱到132℃后，再經(jīng)蠟油后冷器E-114/1-2冷卻到90℃送出裝置。

在E—106后，132C左右的蠟油還可以去C-103下段作補(bǔ)充回流。另外，

ET14/1-2出口與ERT01之間設(shè)有跨線，ET14出口的蠟油可以通過此線

返回C-102第十一層，此流程在非正常生產(chǎn)期間可以建立蠟油循環(huán)。

9

第二章工藝原理及工藝流程說明

在蠟油的上、下回流流程之間設(shè)有一條跨線，當(dāng)蠟油集油箱溫度過

高需要降低此處的溫度時(shí)，上回流線中的220℃左右的蠟油可以通過此跨

線打入蠟油集油箱下控制其溫度。

在蠟油集油箱液控閥LV-7101后引出一條DN50的蠟油線，這一部分

蠟油用作裝置內(nèi)機(jī)泵的封油。

中段回流(313℃)從分儲(chǔ)塔第19層塔盤由中段回流泵P-107/1-2

抽出，經(jīng)中段-原料油換熱器E-104/1-6管程換熱和三通閥TV7119的調(diào)

節(jié)，將溫度控制在220℃左右后，一部分返回分儲(chǔ)塔第21層塔盤作回流，

另一部分作為急冷油注到焦炭塔頂大油氣線出口立管，可緩蝕大油氣線結(jié)

焦。在P—107入口與P—108入口之間設(shè)有跨線，P—107可以抽蠟油集

油箱內(nèi)的介質(zhì)建立回流流程。該流程在水聯(lián)運(yùn)、柴油和蠟油試運(yùn)過程中能

發(fā)揮較大作用。

柴油(232℃)從分儲(chǔ)塔柴油集油箱由柴油泵P—106/1-2抽出分成

兩路，第一路在FV7119的控制下直接返回到柴油集油箱下，流量的大小

是依據(jù)柴油集油箱下的溫度控制指標(biāo)來調(diào)節(jié)的；第二路經(jīng)柴油一原料油換

熱器E-103/1-2的管程換熱，冷卻到220℃進(jìn)柴油一除氧水換熱器

E-108.原料油一柴油換熱器E-103/3-10換熱到140左右后又分為兩路：

一路進(jìn)入E-110/卜2的殼程與富吸收柴油換熱到123C,經(jīng)過柴油空冷器

A—103/1-2冷卻到103℃,再經(jīng)過柴油空冷器A—103/3-4冷卻到60℃,

最后經(jīng)過柴油后冷器E-113/1-2冷卻到50c后經(jīng)泵P-201/1-2一部分

送出裝置，另一部分經(jīng)貧吸收柴油冷卻器E-202/1-2冷卻到40C進(jìn)入

柴油吸收塔C—201的頂層(30層或26層)，作為焦化貧氣吸收劑。140C

柴油的另一路經(jīng)過C-102第31層進(jìn)料溫度控制閥TV7115A,與TV7115B來

的103℃柴油混成120℃左右的柴油，在流量控制閥FV7118的控制下，與

120C的富吸收柴油合并進(jìn)入塔第31層塔盤。

在柴油泵的入口與蠟油泵的入口之間設(shè)有一條跨線，這條線相當(dāng)于

io

第二章工藝原理及工藝流程說明

一條轉(zhuǎn)移線。在水聯(lián)運(yùn)和柴油聯(lián)運(yùn)期間，可以通過此流程將蠟油集油箱中

的介質(zhì)轉(zhuǎn)移到柴油集油箱，平衡兩個(gè)集油箱中的物料。在升溫期間，還可

以起到脫水和快速升溫的作用。

為了保證來自系統(tǒng)的脫硫燃料氣進(jìn)入加熱爐火嘴前不帶凝液，燃料

氣走殼程與來自分餌塔第39層的頂循油(147℃)在頂循-燃料氣換熱器

E-102內(nèi)換熱到120℃。頂循油與燃料氣換熱后溫度降到143℃,由塔頂

循環(huán)泵P—105/1-2送到頂循-除鹽水換熱器E-107殼程，溫度降到132℃,

在經(jīng)過頂循空冷器A-102/1-4,冷卻到60℃返回到分儲(chǔ)塔第41層，控

制分儲(chǔ)塔頂溫度。

分儲(chǔ)塔頂油氣(117℃)經(jīng)分儲(chǔ)塔頂空冷器A—101/1-8,溫度降到

60℃,再經(jīng)分儲(chǔ)塔頂后冷器E-101/1-6冷卻到40℃,流入分館塔頂油

氣分離罐D(zhuǎn)—102。焦化富氣從D-102頂逸出到壓縮機(jī)入口分液罐；汽油

從D—102底流出，經(jīng)汽油泵P-104/卜2送到出裝置；含硫污水沉降到油

水分離罐D(zhuǎn)-102/1流出，由含硫污水泵P-112/1-2打到A-101/1-8前注

水或A-201/1-2前注水或送出裝置。D-102設(shè)有液面控制儀表，D-102/1

設(shè)有界面控制儀表。

焦炭塔吹汽、冷焦產(chǎn)生的大量高溫蒸汽及少量油氣(390C左右)進(jìn)

入接觸冷卻塔CT03第一層塔盤下，從頂部打入蠟油鐳分(90℃),洗滌

油氣中的柴油以上I?分。塔底油(271℃)用接觸冷卻塔底泵P-113/1-2

抽出，經(jīng)甩油和接觸冷卻塔底油冷卻器E-111/1-2冷卻到90C左右，一

部分作為塔C-103頂回流，控制頂部氣相溫度15CTC左右，另一部分在液

面控制下送出裝置。塔C-103頂部油氣及大量蒸汽進(jìn)入接觸冷卻塔頂空冷

器A-104/1-8,冷卻到60℃。再經(jīng)過接觸冷卻塔頂后冷器E-109/1-4,冷

卻到40℃,最后進(jìn)入接觸冷卻塔頂油水分離器D-116。分出的污水沉降在

D-116的脫水包內(nèi)，由污水泵P-114/1-2在界位控制下送入冷焦水隔油罐

或含硫污水線;不凝氣從DT16頂部排入瓦斯放火炬系統(tǒng)、(或去D102)；

11

第二章工藝原理及工藝流程說明

污油則經(jīng)污水泵打油流程，在液控閥的控制下經(jīng)甩油線送出裝置，或者經(jīng)

C-103上段進(jìn)行油水分離后，替代蠟油作為C-103頂部回流的補(bǔ)充油。

（2）.壓縮吸收系統(tǒng)

自焦化部分來的富氣經(jīng)氣壓機(jī)入口分液罐（D-201）分液后，經(jīng)離心

壓縮機(jī)K—201升壓到1.35MPa（121℃）,然后經(jīng)過富氣空冷器A—201/

1-2,冷卻到60℃,再經(jīng)過焦化富氣后冷器E—201/1-2,冷卻到40℃,

最后進(jìn)入焦化富氣分液罐D(zhuǎn)—203。分液后的焦化富氣進(jìn)入柴油吸收塔

C-201第1層下方，來自柴油泵P-201的柴油作吸收劑從塔頂?shù)?0層或

26層打入，將富氣中C3以上的大部分組分吸收。塔底富吸收柴油（51℃）

在塔底液位控制下經(jīng)E-110/1-2取熱，在120℃左右返回分儲(chǔ)塔第31層

塔盤，吸收是放熱過程，適當(dāng)降低吸收劑的溫度，可以提高柴油吸收率，

因此柴油吸收塔設(shè)有中段回流，51c左右的回流柴油經(jīng)回流泵P-202/

1-2從C—201柴油集汕箱抽出，經(jīng)過柴油中段回流冷卻器E—203/1-2,

冷卻到40C左右返回到塔C-201第15層塔盤。塔頂干氣在壓力控制下

送到脫硫系統(tǒng)。

焦化富氣在分液罐D(zhuǎn)-203分離出液態(tài)垃和含硫污水。液態(tài)燃在液面

控制下送出裝置，脫水包中的含硫污水由界控閥控制回到D—102。

從柴油吸收塔頂來的干氣（50C）經(jīng)干氣冷卻器E-204冷卻到40℃

經(jīng)焦化干氣分液罐D(zhuǎn)-206/2分液后進(jìn)干氣脫硫塔C-202第一層下方，與

從裝置外來的（C-202上方第22層進(jìn)）自上而下的脫硫貧胺液逆向接

觸脫除干氣中的H2S,富胺液送出裝置外再生。C-202頂?shù)膬艋蓺饨?jīng)干

氣分液罐D(zhuǎn)-206/1進(jìn)一步分液后送出裝置做合成氨原料或并入燃料氣管

網(wǎng)。

12

第二章工藝原理及工藝流程說明

（3）.熱工系統(tǒng)

①概況

為了充分利用蠟油的余熱，降低裝置能耗，在裝置內(nèi)設(shè)置兩套蠟油蒸

汽發(fā)生器ER-101、ER-102,正常情況下可產(chǎn)生L0~L4MPa（g）的飽和

蒸汽14.4t/ho

②蒸汽發(fā)生器

蠟油蒸汽發(fā)生器采用自然循環(huán)方式，由兩臺(tái)換熱器ER-101和ER-102

共用一臺(tái)汽包D—103。其換熱器型號(hào)為：BIU1300：BIU1200-2.5/2.5

-395oo正常情況下熱負(fù)荷為83.852GJ/h,產(chǎn)生1.4Mpa（g）飽和蒸汽

14.4t/ho

③蒸汽發(fā)生器給水

由系統(tǒng)來的0.4MPa、40C的除鹽水（或軟化水），首先進(jìn)入焦化裝置

內(nèi)的蠟油-除鹽水換熱器E-106管程，再進(jìn)入頂循除鹽水換熱器E-107管

程，然后進(jìn)入除氧器D—113在低壓過熱蒸汽的作用下除去氧。除氧后的

除氧水由鍋爐給水泵P-122/1-2送入柴油-除氧水換熱器E-108管程與柴

油換熱至190℃,最后進(jìn)入D-103內(nèi)進(jìn)行汽液分離。

在運(yùn)行過程中，D-103需定期加入磷酸三鈉，其目的是保持除氧水呈

弱堿性，同時(shí)除去除氧水中殘存的鈣、鎂等離子。從D-103需連續(xù)排放一

定量的除氧水到連續(xù)排污擴(kuò)容器D-122,從ER-101和ER-102換熱器底部

也要定期排放部分除氧水，防止除氧水中的鹽類在容器內(nèi)沉積、結(jié)垢。

④消耗指標(biāo)：

除鹽水：15.4t/h（正常）19.7t/h（最大）

磷酸三鈉：lt/a

循環(huán)水：7t/h

新鮮水：3t/h（連續(xù)）

13

第二章工藝原理及工藝流程說明

電:23kW（正常）

(4).冷焦系統(tǒng)

焦炭塔C-101運(yùn)行至冷焦時(shí)，開啟冷焦冷水泵P-150/1-2,從冷焦冷

水儲(chǔ)罐D(zhuǎn)-221將冷焦水從底部送入焦炭塔進(jìn)行冷焦，冷焦溢流水排入冷焦

熱水儲(chǔ)罐D(zhuǎn)-222/1,放空水排入冷焦放空儲(chǔ)水罐D(zhuǎn)-222/2。罐內(nèi)油浮至水

面，通過罐內(nèi)環(huán)形污油集油槽將浮油經(jīng)管道送入污油罐D(zhuǎn)-223,再通過污

油泵P-153/1、2送到全廠污油罐進(jìn)行處理。粉焦沉至罐底，粉焦通過

罐底排污閥排至貯焦池。冷焦熱水儲(chǔ)罐內(nèi)的冷焦熱水用冷焦熱水泵P-151

/1-2送入離心分離器M-221/1-2和旋流除油器M-210/1—2進(jìn)一步除

去油及焦粉，再靠旋流除油器的余壓進(jìn)入空冷器A-210/1-6進(jìn)行冷卻降

溫。冷水排到冷焦冷水儲(chǔ)罐D(zhuǎn)-221貯存再用。冷焦冷水儲(chǔ)罐內(nèi)浮起來的污

油也通過罐內(nèi)環(huán)形污油槽經(jīng)管道排入含油油污水系統(tǒng)，沉到罐底的粉焦通

過罐底排污閥由排至貯焦池。

夏季氣溫較高時(shí)，經(jīng)空冷器冷卻后的水溫有可能仍然較高，此時(shí)可以

將空冷器出口切換至冷焦熱水儲(chǔ)罐，再一次進(jìn)行循環(huán)冷卻。在冬季，可以

開啟旋流除油器與冷焦冷水儲(chǔ)罐之間的閘閥，讓冷焦水直接進(jìn)入冷焦冷水

儲(chǔ)罐自然冷卻，可減少空冷器運(yùn)行費(fèi)用。

按照設(shè)計(jì)，本裝置每天冷焦一次，切焦一次；冷焦一次的水量為250?

280m3/h,冷焦時(shí)間為4-6h,冷焦用水最大量為1680m)切焦一次的水

量為270?280nl：'/h,切焦時(shí)間為3—4卜切焦用水最大量為1120m)

由于本裝置采用密閉冷焦水處理設(shè)施，減少了對(duì)周圍環(huán)境的影響，但

投資能耗較高。

14

第二章工藝原理及工藝流程說明

(5).除焦系統(tǒng)

除焦時(shí)，從焦炭塔排出的焦炭和切焦水入貯焦池，然后切焦水進(jìn)入一

次沉淀池，大顆粒粉焦沉淀下來，再進(jìn)入二次沉淀池。沉淀池內(nèi)設(shè)三道格

網(wǎng)，攔截粉焦。

粉焦沉淀后，開啟切焦水提升泵P-152/1-2,將沉淀后的水送入切焦

水貯罐D(zhuǎn)-220貯存，供高壓水泵P-120切焦用。微細(xì)粉焦將在貯罐內(nèi)繼續(xù)

沉淀，粉焦通過罐底排污閥排至貯焦池。當(dāng)發(fā)現(xiàn)液面油層較厚可關(guān)閉

溢流管上的閥門，水位上升后污油經(jīng)污油集油槽一含油污水立管，排入含

油污水系統(tǒng)。

切焦水儲(chǔ)罐、冷焦冷水儲(chǔ)罐、冷焦熱水儲(chǔ)罐、污油罐均設(shè)置液位計(jì)，

進(jìn)行液位測(cè)量與高低液位報(bào)警，以控制泵的開停。

污油泵運(yùn)行完后，應(yīng)進(jìn)行蒸汽吹掃，冬季低溫污油易凝固，可打開污

油罐上的蒸汽線進(jìn)行加熱，以利于回收污油。

切焦水儲(chǔ)罐、冷焦熱水儲(chǔ)罐、冷焦冷水儲(chǔ)罐應(yīng)定期清掃其沉淀的粉焦。

沉淀池積存的粉焦，利用橋式焦炭抓斗抓出運(yùn)至貯焦池。

冷焦熱水儲(chǔ)罐、冷焦冷水儲(chǔ)罐表面積存污油時(shí)，應(yīng)在高水位時(shí)利用罐

內(nèi)環(huán)形集油槽回收。

在切焦水儲(chǔ)罐、冷焦冷熱水儲(chǔ)罐上設(shè)有新鮮水管，以補(bǔ)充冷焦水和切

焦水的損失。

2.原則流程圖

15

第二章工藝原理及工藝流程說明

第三章生產(chǎn)原理及主要操作因素

延遲焦化工藝是焦炭化過程（簡(jiǎn)稱焦化）主要的工業(yè)化形式，由于延

遲焦化工藝技術(shù)簡(jiǎn)單，投資及操作費(fèi)用較低，經(jīng)濟(jì)效益較好，因此，世界

上85%以上的焦化處理裝置都采用延遲焦化工藝。也有部分國(guó)外煉油廠（如

美國(guó)）采用流化焦化工藝，這種工藝使焦化過程連續(xù)化，解決了除焦問題，

而且焦炭產(chǎn)率降低，液體產(chǎn)率提高；另外，由干該T藝加熱爐只起到預(yù)熱

原料的作用，爐出口溫度較低，從而避免了加熱爐管結(jié)焦的問題，所以該

工藝在原料的選擇范圍上比延遲焦化有更大的靈活性，但是該工藝由于技

術(shù)復(fù)雜，投資和操作費(fèi)用較高，且焦炭只能作為一般燃料利用，故流化焦

化技術(shù)沒有得到太廣泛的應(yīng)用。近年來還有一種焦化工藝叫靈活焦化，這

種工藝不生產(chǎn)石油焦，但是除了生產(chǎn)焦化氣體、液體外，還副產(chǎn)難處理的

空氣煤氣，加之其技術(shù)復(fù)雜、投資費(fèi)用高，該工藝也未被廣泛采用。而其

它比較早的焦化工藝（如釜式焦化等）基本被淘汰。

延遲焦化工藝基本原理就是以渣油為原料，經(jīng)加熱爐加熱到高溫

（500℃左右），迅速轉(zhuǎn)移到焦炭塔中進(jìn)行深度熱裂化反應(yīng)，即把焦化反應(yīng)

延遲到焦炭塔中進(jìn)行，減輕爐管結(jié)焦程度，延長(zhǎng)裝置運(yùn)行周期。焦化過程

產(chǎn)生的油氣從焦炭塔頂部出來到分儲(chǔ)塔中進(jìn)行分儲(chǔ)，可獲得焦化干氣、汽

油、柴油、蠟油產(chǎn)品；留在焦炭塔中的焦炭經(jīng)除焦系統(tǒng)處理，可獲得焦炭

產(chǎn)品（也稱石油焦）。

表2-1例舉了兩種減壓渣油進(jìn)行焦化所得產(chǎn)物的產(chǎn)率分布。表2-2例

舉了焦化氣體的組成。

16

第二章工藝原理及工藝流程說明

表2-1延遲焦化的產(chǎn)品分布

項(xiàng)目大慶減壓渣油勝利減壓渣油

相對(duì)密度，20℃0.92210.9698

殘?zhí)迹ㄙ|(zhì)量分?jǐn)?shù)），％8.813.9

產(chǎn)品分布（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），%：

氣體8.36.8

汽油15.714.7

柴油36.335.6

蠟油25.719.0

焦炭14.023.9

液體收率77.769.3

表2-2焦化氣體組成

組分氫甲烷乙烷乙烯丙烷丙烯丁烷丁烯

含量（體積分9.4150.1815.551.998.393.854.47/

數(shù)），％

組分戊烷戊烯六碳硫化二氧一氧化氮+氧—

燒氫化碳碳

含量（體積分///3.04///—

數(shù)），%

注：數(shù)據(jù)由中國(guó)石科院提供

減壓渣油經(jīng)焦化過程可以得到70%左右的鏘分油。焦化汽油和焦化柴

油中不飽和燃含量高，而且含硫、含氮等非炫類化合物的含量也高。因此,

它們的安定性很差，必須經(jīng)過加氫精制等精制過程加工后才能進(jìn)一步使

用。汽油經(jīng)過加氫精制后通常用作乙烯裂解料，柴油經(jīng)過加氫精制后可以

用作發(fā)動(dòng)機(jī)燃料。焦化蠟油主要是作為加氫裂化或催化裂化的原料，有時(shí)

也用于調(diào)和燃料油。焦炭（也稱石油焦）除了可用作燃料外，還可用作高

爐煉鐵之用，如果焦化原料及生產(chǎn)方法選擇適當(dāng)，石油焦經(jīng)煨燒及石墨化

后，可用于制造煉鋁、煉鋼的電極等。焦化氣體含有較多的甲烷、乙烷以

17

第二章工藝原理及工藝流程說明

及少量的丙烯、丁烯等，它可用作燃料或用作制氫原料等石油化工原料。

從焦化過程的原料和產(chǎn)品可以看到焦化過程是一種渣油輕質(zhì)化過程。

作為輕質(zhì)化過程，焦化過程的主要優(yōu)點(diǎn)是它可以加工殘?zhí)贾导爸亟饘俸?/p>

很高的各種劣質(zhì)渣油，而且過程比較簡(jiǎn)單，投資和操作費(fèi)用較低。它的主

要缺點(diǎn)是焦炭產(chǎn)率高及液體產(chǎn)物的質(zhì)量差。焦炭產(chǎn)率一般為原料殘?zhí)贾档?/p>

L4?2倍，數(shù)量較大。但焦炭在多數(shù)情況下只能作為普通固體燃料出售，

售價(jià)還很低。盡管焦化過程尚不是一個(gè)很理想的渣油輕質(zhì)化過程，但在現(xiàn)

代煉油業(yè)中，通過合理地配置石油資源和優(yōu)化裝置結(jié)構(gòu)，它仍然是一個(gè)

十分重要的提高輕質(zhì)油收率的有效途徑。

近年來，對(duì)用于制造冶金用電極，特別是超高功率電極的優(yōu)質(zhì)石油焦

的需求不斷增長(zhǎng)，對(duì)某些煉油廠，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)石油焦已成為焦化過程的重要

目的之一。

2.延遲焦化反應(yīng)機(jī)理

渣油在熱的作用下主要發(fā)生兩類反應(yīng)：一類是熱裂解反應(yīng)，它是吸熱

反應(yīng)；另一類是縮合反應(yīng)，它是放熱反應(yīng)?？傮w來講，焦化反應(yīng)在宏觀上

表現(xiàn)為吸熱反應(yīng)。而異構(gòu)化反應(yīng)幾乎不發(fā)生。渣油的熱反應(yīng)可以用自由基

鏈反應(yīng)機(jī)理來解釋。一般認(rèn)為燃類熱反應(yīng)的自由基鏈反應(yīng)大體有如下三個(gè)

階段：鏈的引發(fā)，鏈的增長(zhǎng)和鏈的終止。

(1).鏈的引發(fā)

煌分子分解為自由基是由于鍵C—C的均裂，而不是c—H鍵，因后

者的鍵能較大，并且主要斷裂在碳鏈的中部，如：

C』3“一＞2CH3(CH2)6CH2

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第二章工藝原理及工藝流程說明

(2).鏈的增長(zhǎng)

這是一種由一個(gè)自由基轉(zhuǎn)化為另一個(gè)自由基，使自由價(jià)繼續(xù)傳遞下去

的過程。在此過程中，較小的自由基如H?、CH3-、C2H5?能在短時(shí)間

內(nèi)獨(dú)立存在；而較大的自由基則比較活潑和不穩(wěn)定，只能在瞬間存在，因

此它會(huì)繼續(xù)分裂，成為烯堤和小的自由基；這些小的自由基會(huì)繼續(xù)攻擊其

它燒分子，產(chǎn)生新的自由基，新的自由基繼續(xù)分裂，這樣就形成了一個(gè)不

斷增長(zhǎng)的反應(yīng)鏈。直到反應(yīng)產(chǎn)物離開反應(yīng)系統(tǒng)，鏈的增長(zhǎng)才會(huì)結(jié)束。具體

通過如下反應(yīng)：

①自由基的奪氫反應(yīng)

其通式為：

H+RH—?H2+R

R+MH—>RH+A'

燃分子中碳原子上的氫被奪取的難易程度由易到難的次序是叔碳〉仲

碳〉伯碳。它們與自由基反應(yīng)的相對(duì)速度也是按照這個(gè)次序進(jìn)行的，而且

溫度越高，它們之間的差別也越小。

②自由基的分解反應(yīng)

自由基本身可以分解，生成一個(gè)烯姓分子和一個(gè)含碳數(shù)較少的新自由

基，從而使其自由價(jià)傳遞下去。自由基的分解主要發(fā)生在具有未成對(duì)電子

碳的鍵位置上，這也就是所謂的8-斷裂規(guī)則。如：

CH3CH2CHCH3-CH2=CHCH3+6H3

③自由基的加成反應(yīng)

這是上述自由基分解反應(yīng)的逆反應(yīng)，含碳數(shù)較少的自由基可與烯煌加

成而生成含碳數(shù)更多的自由基。

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第二章工藝原理及工藝流程說明

(3).鏈的終止

自由基可相互結(jié)合成為穩(wěn)定的分子而使鏈反應(yīng)中斷，如：

H+H―>H2

H+R—>RH

R+R,—?RR'

根據(jù)上述歷程，即使象乙烷這樣簡(jiǎn)單的燒分子，它的熱反應(yīng)也是相當(dāng)

復(fù)雜的。其控制步驟是鏈的引發(fā)(此步驟所需活化能最高)。

值得注意的是，并不是所有煌類的熱解反應(yīng)都是自由基鏈反應(yīng)，有的

妙類如環(huán)幾烷雖然在反應(yīng)中也斷環(huán)而生成自由基，但隨即分解而為穩(wěn)定的

產(chǎn)物，并不形成鏈反應(yīng)。因此，環(huán)幾烷單獨(dú)進(jìn)行熱解時(shí)反應(yīng)速度較慢，約

為正幾烷的八分之一。

〈~\—>0H2cH2cH2cH2cH24H2—?CH2=CH2+CH2=CH-CH2-CH3

3.煌類的熱反應(yīng)

燃類熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)首先是分子鏈的斷裂。鏈的斷裂是吸熱反應(yīng)，因而分

子鏈較弱的部位，即鍵能小，斷裂時(shí)需要的能量較小的部位，比鍵能較強(qiáng)

的部位容易發(fā)生斷裂。表2-3列出了煌類分子中幾種不同形式化學(xué)鍵的鍵

能數(shù)據(jù)。從中可以看出，鏈烷煌的C-C鍵最弱，而芳崎、烯燒、煥炫的

C-C鍵最強(qiáng)。因此斷裂反應(yīng)多半先在鏈烷燒、環(huán)烷燒側(cè)鏈和芳煌側(cè)鏈的C-C

鍵發(fā)生。

表2-3不同形式化學(xué)鍵的鍵能

化學(xué)鍵鍵能，kj/mol

20

第二章工藝原理及工藝流程說明

化學(xué)鍵鍵能，kj/mol

H-H436.26

C-H?412.27-413.91

C屣烷一C健烷②347.80?354.41

C芳-C芳512.30

C飾二C烯620.27

C煥三C塊842.09

①包括伯、仲、叔、環(huán)烷、烯、果和芳碳原子與氫原子構(gòu)成的化學(xué)鍵。

②包括直鏈、側(cè)鏈和環(huán)烷鏈仲碳原子與碳原子構(gòu)成的飽和鍵。

(1).烷煌的熱反應(yīng)

烷妙的熱反應(yīng)主要有兩類：

①C—C鍵斷裂生成較小分子的烷燒和烯崎。

②C—H鍵斷裂生成碳原子數(shù)保持不變的烯煌及氫。

上述兩類反應(yīng)都是強(qiáng)吸熱反應(yīng)。烷妙的熱反應(yīng)行為與其分子中的各鍵

能大小有密切的關(guān)系。

從烷燒的鍵能數(shù)據(jù)可以總結(jié)出一些規(guī)律：

①C—H鍵的鍵能大于C—C鍵的，因此C—C鍵更易于斷裂。

②長(zhǎng)鏈烷燒中，越靠近中間處，其C—C鍵能越小，也就越容易斷裂。

③隨著分子量的增大，烷烽中的C-C犍及C-H鍵的鍵能都呈減小

的趨勢(shì)，也就是說它們的熱穩(wěn)定性逐漸下降。

④異構(gòu)烷燃中的C-C鍵及C-H鍵的鍵能都小于正構(gòu)烷妙，說明異

構(gòu)烷烽更易于斷鏈和脫氫。

⑤烷姓分子中叔碳上的氫最容易脫除，其次是仲碳上的，而伯碳上

的氫最難脫除。

21

第二章工藝原理及工藝流程說明

從熱力學(xué)判斷，在500C左右，烷燒脫氫反應(yīng)進(jìn)行的可能性不大。當(dāng)

溫度高達(dá)700℃左右時(shí)，脫氫反應(yīng)的可能性明顯增大。從動(dòng)力學(xué)考慮，煌

類的熱解反應(yīng)性是以其反應(yīng)速度來判斷的，通常：

①隨著溫度的升高，燒類的反應(yīng)速度迅速增大。大體上，溫度每增

高10℃,反應(yīng)速度增大1.5?2倍。

②隨著烷燒分子量的增大，其反應(yīng)速度明顯加快，其反應(yīng)速度常數(shù)

與