中国石油延迟焦化装置长周期运行定版材料2005-5-22

延迟焦化装置调研总结及 长周期（三年）运行指导性建议 延迟焦化装置长周期运行工作小组 2005 年 4 月 延迟焦化装置调研总结及长周期（三年）运行指导性建议 1 目 录 一、股份公司制定的工作目标1 二、五家分公司延迟焦化装置调研总结1 三、五家分公司延迟焦化装置实现三年长周期运行目标存在的问题11 四、五家分公司延迟焦化装置实现三年长周期运行目标技措项目12 五、关于五家分公司长周期优化运行指导性建议17 六、参照使用技术18 七、五家分公司延迟焦化装置实现三年长周期运行方案20 八、附录36 九、基础资料汇编50 2 延迟焦化装置调研总结及 长周期（三年）运行指导性建议 2004 年是中石油股份有限公司技术效益年，炼油与销售分公司技术处组织 成立了延迟焦化装置长周期运行小组，参加企业有抚顺、大庆、锦州、锦西、 辽化分公司（以下简称五家分公司）。根据文件要求，长周期运行小组主要做 了以下几项工作：编写了延迟焦化装置长周期运行的开题报告，确定了工作目 标；完成了五家分公司的延迟焦化基础数据汇编；五家分公司编制了各自企业 的延迟焦化装置长周期运行方案；2004 年 7 月 16 日至 18 日由股份公司组织在 大连召开了阶段性研讨会；最后形成了五家分公司延迟焦化装置调研总结及长 周期（三年）运行指导性意见。现将总体工作汇报如下： 一、 股份公司制定的工作目标 总体目标是：提高装置运行水平，延长装置烧焦周期。 二、 五家分公司延迟焦化装置调研总结 1、 五家分公司延迟焦化装置概况（表-1） 五家分公司共有六套延迟焦化装置，原设计总加工能力 470 万吨/年，到 2003 年改造后已形成 800 万吨/年加工能力。其中加工大庆减压渣油有大庆、抚 顺一厂、二厂三套装置；加工辽河减压渣油的有辽化、锦州、锦西三套装置。 抚顺二厂和大庆为六十年代建设的有堵焦阀预热形式的 30 万吨/年、60 万吨/ 年 延迟焦化装置，装置建设时间长，工艺比较落后。大庆焦化 1988 年改造到 100 万吨/ 年，97 年取消堵焦阀。抚顺二厂焦化 2002 年改造到 120 万吨/ 年，同时取 消堵焦阀。抚顺一厂焦化是 84 年建设的 100 万吨/ 年有堵焦阀延迟焦化装置， 2002 年改造为 120 万吨/年，同时取消堵焦阀。抚顺一厂、二厂、大庆属于第一 代延迟焦化工艺，三套装置经过近几年的技术改造，实现了冷焦水、切焦水自 循环使用及全密闭放空系统等新技术。 锦州、锦西、辽化延迟焦化装置分别为 90 年、93 年和 96 年建设的延迟焦 化装置，原设计能力 100 万吨/年，加工辽河减渣，塔径 6100，无堵焦阀，冷 焦水、切焦水自循环使用，采用全密闭放空系统，水利除焦系统、高压水泵、 延迟焦化装置调研总结及长周期（三年）运行指导性建议 3 辐射进料泵、风动绞车，四通阀全部为引进设备，三套装置均由北京院设计。 该工艺属于我国第二代延迟焦化技术。锦西分公司 2002 年新增一炉两塔（焦炭 塔 6100），能力增加到 150 万吨/年。辽化分公司 2003 年新增一炉两塔（焦 炭塔 6100）能力增加到 160 万吨/年。锦州分公司 2003 年投用的大直径焦炭 塔（ 8400），新建双面辐射炉，炉管采用多点注汽技术，焦炭塔的能力增加 到 200 万吨/年，分馏塔的能力为 150 万吨/年。 2、 1999-2004 年延迟焦化设计负荷、实际加工量、负荷率统计（表-3） 2003 年抚顺二厂、一厂、大庆三套焦化装置设计负荷分别为 120、120、100 万吨/年，2003 年实际加工量分别为 103、98、92 万吨，负荷率 分别为 86.0%、81.4% 、92.0% ，负荷率偏低。锦州、锦西设计负荷均为 100 万 吨/年，2001 年锦州、锦西加工渣油分别为 103、115 万吨，2002 年加工 113、115 万吨，锦州、锦西分公司焦化装置改造前超负荷生产。辽化焦化装置 改造前满负荷生产。2001 年、2002 年负荷率分别为 99.8、100.9%。现在锦州、 锦西、辽化焦化设计负荷分别为 150、150、160 万吨/ 年，均满负荷生产。 3、 焦化装置运行生产周期（表-4） 五家分公司的焦化装置为两炉四塔或三炉六塔。生产期间，由于焦化塔间 歇操作，加热炉可以分炉烧焦，焦炭塔的大瓦斯管线可以更换。如不考虑大瓦 斯管线烧焦和加热炉分炉烧焦，2002-2003 年五家分公司延迟焦化装置运行周期 超过两年的是：抚顺二厂 800 天；大庆 781 天；抚顺一厂 1190 天；锦州 834 天。 运行周期不足两年的是：辽化 366 天（2003.62004.6），锦西 490 天 （20032004）。 4、 焦化原料和产品（表-5） 五家分公司延迟焦化装置，抚顺、大庆以加工大庆减压渣油为主，锦州、 锦西、辽化以加工辽河减压渣油为主。大庆减压渣油比重、残炭比辽河减压渣 油的低，比重分别为 0.90-0.92 和 0.97-0.99（20密度 g/cm3），残炭分别为 7- 9m%和 17-20m%。大庆减压渣油含硫、金属镍含量比辽河减压渣油低，大庆为 0.1-0.2%和 4-7PPm，辽河 0.3-0.4%和 90-120PPm。辽河减压渣油比大庆减压渣 油黏度高，辽河减压渣油为 776-900，而大庆减渣为 90（100运动黏度 mm2/s）。 4 五家分公司焦化汽油通过加氢后作为乙烯原料的是抚顺一厂、二厂、大庆、 辽化，做重整原料的是锦州、锦西分公司。柴油全部加氢后作为高十六烷值柴 油出厂。辽化焦化蜡油经糠醛抽提后去加氢裂解，其余四家作为重油催化裂化 装置原料。 5、 轻油收率和总液收（表-12） 抚顺二厂、大庆、抚顺一厂轻油收率分别为 50.61%、57.04%、49.19%， 其中大庆轻油收率最高 57.04%。锦州、锦西、辽化轻油收率分别为： 40.96%、41.04%、46.00% ，其中锦州轻油收率最低 40.96%。加工大庆渣油的焦 化装置比加工辽河渣油的焦化装置轻油收率高。 抚顺二厂、大庆、抚顺一厂总液体收率分别为 77.50%、74.52%、75.13% ，其中抚顺二厂总液体收率最高 77.50%。锦州、锦西、 辽化总液体收率分别为：59.70%、65.53%、70.60%，其中锦州总液收最低 59.70%，加工大庆渣油焦化比加工辽河渣油焦化总液体收率高。 渣油残炭低，焦化循环比高，其轻油收率高。大庆渣油残炭低，抚顺、大 庆焦化循环比高，这样，抚顺、大庆轻油收率高。 渣油残炭低，焦炭塔压力低，炉出口高，焦化总液体收率高。大庆渣油残 炭低，抚顺、大庆焦炭塔压力低，炉出口温度高，这样，抚顺、大庆总液体收 率高。 辽化焦化原料中辽河渣油占 55%、大庆渣油占 45%，锦州公司焦化原料中 辽河渣油占 80%、杜巴原油渣油占 10%、大庆渣油占 10%，锦西焦化原料中辽 河渣油占 70%、大庆渣油占 30%。所以，锦州、锦西、辽化轻油收率、总液体 收率也不同。 锦州分公司焦炭塔顶压力偏高，影响总液体收率。 6、 能耗（表-14） 五家分公司焦化装置能耗辽化最高 36.08104kal/hr，锦西最低 19.96104kal/hr。抚顺二厂、大庆、抚顺一厂、锦州分别为 24.42、21.94、21.67、22.2410 4kal/hr，基本相同。辽化能耗高，其主要原因 是该装置能耗包括焦化富气吸收稳定工序的能耗。 7、 主要操作条件（表-16） 延迟焦化装置调研总结及长周期（三年）运行指导性建议 5 加热炉出口温度控制抚顺二厂、大庆、抚顺一厂分别为 502、500、 501，锦州、锦西、辽化分别为 496、496、487。加工大庆减压渣 油装置的焦化炉出口温度高，为 500-502；加工辽河减压渣油的焦化炉出 口温度低，为 496和 487。辽化最低 487。 加热炉出口温度偏高，焦炭塔顶温度高，分馏塔底温度高，大瓦斯管线、 加热炉炉管易结焦。 加热炉出口温度偏低，焦炭塔泡沫层高，分馏塔底焦粉多，加热炉也容易 结焦。 焦化加热炉出口温度最佳值应由实验和经验共同确定。 实际情况是：抚顺、大庆加工大庆减压渣油，焦化炉辐射出口温度初期偏 高。造成分馏塔顶空冷、冷焦水系统的焦粉沉积、分馏塔塔盘及分馏塔底 结焦、焦炭塔大瓦斯线结焦、分馏塔底结焦。 辽化延迟焦化装置辐射炉出口温度 487偏低，造成生产后期焦炭塔泡沫 层高，大瓦斯管线带焦粉，冷焦水系统污油量大等一系列问题。辽化延迟 焦化的辐射炉温度控制的不合理，对流出口控制的温度为 360，偏高； 射炉出口温度 487偏低，如果辽化辐射炉出口温度提高到锦州、锦西的 控制指标 496，辽化辐射炉对流可能要超温，所以辽化加热炉对流、辐 射热分配不合理，加热炉需要重新设计核算。 焦炭塔顶温度抚顺二厂、大庆、抚顺一厂分别为 435、420-428、419， 锦州、锦西、辽化分别为 420、417、420。焦炭塔顶温度高，焦炭塔 大瓦斯管线易结焦。目前国内部分延迟焦化装置焦炭塔顶温度实现自动控 制，温度小于 420较为合理。抚顺二厂焦化塔顶温度控制的偏高。 分馏塔底温度抚顺二厂、大庆、抚顺一厂分别为 380、385-387、385， 锦州、锦西、辽化分别为 350、369、377。加工大庆减压渣油的分馏 塔底温度高，最低 385，加工辽河减压渣油的分馏塔底温度低，最低 350。分馏塔底温度高，分馏塔底、加热炉易结焦。焦化分馏塔底温度控 制 350-360较为合适。分馏塔底温度高，塔底有焦粉，加速加热炉管结焦。 6 分馏塔顶温度抚顺二厂、大庆、抚顺一厂分别为 108、118-125、114， 锦州、锦西、辽化分别为 115、115、119。分馏塔顶温度控制各分公 司比较接近。 焦炭塔顶压力抚顺二厂、大庆、抚顺一厂分别为 0.16-0.19、0.18- 0.21、0.20MPa，锦州、锦西、辽化分别为 0.22、 0.20、0.21MPa 。焦炭塔顶 压力低，焦化总液收高，抚顺二厂焦炭塔顶压力 0.16-0.19MPa 为最低，其 总液体收率也最高为 77.50%。锦州焦炭塔顶压力 0.22MPa 偏高，其总液体 收率也最低为 59.70%。锦州辽河减压渣油比例较大，渣油经过减粘装置后 去焦化也影响总液体收率。 分馏塔顶压力抚顺二厂、大庆、抚顺一厂分别为 0.12、0.10- 0.12、0.10MPa，锦州、锦西、辽化分别为 0.15、 0.09、0.13MPa 。分馏塔顶 压力高，同样影响液收。锦州公司分馏塔顶压力最高 0.15MPa，影响总液 体收率。 循环比抚顺二厂、大庆、抚顺一厂分别为 0.58、0.50、0.53，锦州、锦西、 辽化分别为 0.20、0.20、0.18MPa。焦化循环比高，分馏塔底温度高，易结 焦。焦化循环比高，焦炭塔内油气线速高，焦炭塔顶温度高，大瓦斯管线 易结焦。焦化循环比高，石油焦收率高，轻油收率高，总液收低。抚顺、 大庆焦化循环比偏高，影响加工量。 8、 加热炉的运行 现有加热炉的结构 抚顺二厂、大庆、抚顺一厂、锦州、锦西、辽化的加热炉均为老式卧管、 立式、单面辐射加热炉，炉管选用 Cr5Mo，炉底设置 26 台普通火嘴，炉辐射 室侧墙、端墙及炉顶均采用普通耐火纤维，对流室及烟囱衬里采用普通浇注料。 2003 年锦州公司新建 100 万吨延迟焦化加热炉。该炉采用双辐射室、双对流室 四管程水平管双面辐射立式炉炉型，辐射管选用 ASTMA335PS，对流原料油预 热段选用 ASTMA335PS 炉管，过热蒸汽段及注水段选用碳钢炉管。工艺盘管每 管程分别设置 12 个管壁热电偶，以监测正常操作或烧焦时的管壁温度，以免烧 坏炉管，从而增加了加热炉操作的安全性。该炉炉底采用 96 台低 N0x 型扁平 焰气体燃烧器。为减少炉壁散热损失、提高加热炉热效率，该炉辐射室侧墙、 延迟焦化装置调研总结及长周期（三年）运行指导性建议 7 端墙及炉顶均采用耐火纤维组合件衬里结构，对流室及烟囱衬里采用 BLJ7 轻质浇注料。新型加热炉较旧型加热炉先进得多。 加热炉热负荷、加热炉热效率 大庆、抚顺一厂、抚顺二厂、锦西加热炉的热效率较高,为 88-90%，锦州、 辽化的加热炉热效率较低，为 84-85%，锦州、辽化新建的加热炉效率较高，分 别为 90%、88%。加热炉效率低，主要原因是：加热炉密封不好，火嘴、热回 收系统效率低。 加热炉冷油流速 六套延迟焦化装置冷油流速分别为：抚顺二厂 0.91-1.02m/s、大庆 1.72- 2.24m/s、抚顺一厂 1.32-1.33m/s、锦州 1.02-1.12m/s、锦西 1.36-1.39m/s、辽 化 1.18-1.27m/s，其中抚顺二厂最低，0.91-1.02m/s，大庆焦化最高 2.24- 1.72m/s。冷油流速低，加热炉管易结焦。 加热炉注水 五家分公司的加热炉注水占渣油百分量：抚顺二厂 3.4%、3.3%、2.2%， 大庆 3.0%、抚顺一厂 3.3%、3.0%、2.6% ，锦州 2.1%、锦西 2.3%、辽化 1.6%。抚顺、大庆注水量高，锦州、锦西、辽化低。 注水量应与负荷、循环比相对应。负荷高、循环比大可以适当降低注水量。 延迟焦化原料性质对注水量也有要求，沥青质高、初期结焦温度低的原料注水 量应大一些。 1999-2004 年单炉生产周期 抚顺二厂每台焦化炉每年均要烧焦一次。2003 年大庆焦化炉-1、2、3 的烧 焦次数分别是 4 次、3 次、2 次。2003 年石油一厂炉-1、2 各烧焦一次。锦州焦 化炉两年一次大修，大修期间烧焦一次。2002-2004 年锦西炉-2 生产周期 844 天，2003 年炉-1 单炉最短生产周期 106 天。辽阳石化分公司焦化炉 1999 年炉- 1 烧焦 5 次、炉-2 烧焦 4 次，2000 年炉-1 分炉 8 次烧焦 6 次，炉-2 烧焦 2 次， 2002 年炉-1 烧焦 2 次，炉-2 烧焦 3 次，2003 年炉-1 分炉 4 次烧焦 2 次，炉-2 烧焦 2 次。 锦州分公司焦化原料为减粘后减压渣油，焦炭塔操作压力高，焦化单炉生 产周期长。 8 辽化焦化加热炉结构可能有些问题，烧焦次数太多，最好请专家分析后， 设计院重新核算。 抚顺、大庆每年焦化炉均要烧焦，老式加热炉结构不合理、焦化条件还要 进一步优化。 加热炉管结焦分析 据炼油工艺学介绍：原料油性质与加热炉管内结焦的情况有关根据梅克 勒和勃罗克关于原料临界分解温度范围的机理，认为油品在其临界分解温度范 围内最容易结焦。因此，若油品以低速流经临界分解温度范围所在的那段炉管 时，就容易引起炉管内结焦。为了避免炉管结焦，油品应当以高速、湍流状态 通过这段炉管，因为这样可以缩短在临界分解温度范围区内的停留时间、提高 传热速率以降低炉管壁温，以及即使在有焦炭生成时也不易沉积在管壁上。不 同性质的原料有不同的临界分解温度范围，原料的特性因数 K 越大，则临界分 解温度范围的起始温度越低对于特性因数小的原料，其临界分解温度高，当 达到此温度范围时，油品的汽化率可能已相当大，可以以较高流速通过这段护 管而抑制了结焦反应。对于临界分解温度较低的原料或较重的原料，可能在临 界分解温度区内还未能有足够的汽化率，因而炉管内的流速较低，对这种情况 可以向炉管内注入水蒸汽或软化水以提高炉管内流速。 大庆原油 K 值是 12.4，辽河原油 K 值是 11.7，大庆减压渣油比辽河减压 渣油易造成加热炉管结焦。加热炉管结焦与原料有关，同时与加热炉负荷、火 嘴形式、加热炉结构、操作员的实际操作经验有很大关系。像石油二厂、石油 一厂、大庆这样的老焦化加热炉（水平立式单面辐射炉）加热炉处于高热负荷 下运行，加热炉管极易结焦。所以必要时应对这些陈旧的加热炉作相应的改造， 延迟焦化装置调研总结及长周期（三年）运行指导性建议 9 更换相应的火嘴和空气预热器等。从数据上看，辽化有可能属于加热炉结构不 合理，造成加热炉管结焦。 关于对阻焦剂看法 据专家讲：对阻焦剂的评价是很难的，任何阻焦剂无非是改变炉原料的 “四组成结构”这才是技术所在。否则是有水分的，另外有无副作用？是要注 意的。 辽化焦化加热炉结焦严重，情况复杂，辽阳石化分公司炼油厂与洛阳石化 工程公司炼制研究所共同开发和研制的延迟焦化加热炉阻焦剂在辽化延迟焦化 装置使用效果较好，结论是： .延迟焦化阻焦剂可有效阻止和延缓焦垢在加热炉炉管内壁形成和沉积，使加 热炉保持较高的热效率，降低装置的能量损耗。 . 延迟焦化阻焦剂的使用，能明显延长加热炉的烧焦周期，从而延长装置的 开工周期，对装置在较长周期内平稳运行具有积极作用。 . 延迟焦化阻焦剂的使用，使装置保持了较高的处理量，确保了装置经济效 益的充分发挥。 9、 焦炭塔运行 焦炭塔急冷油 五家分公司焦炭塔的急冷油控制方法，注入介质有区别：采用自动控制的 有大庆和锦州两家，其余为手动控制。急冷油采用的介质，锦州、锦西采用中 段油，大庆、抚顺采用蜡油或甩油，辽化焦化急冷油采用柴油。 焦炭塔顶温度控制指标不同：抚顺二厂、大庆、抚顺一厂、锦州、锦西、 辽化焦炭塔塔顶温度控制分别为 4123、430、425、420、415- 425、420。 采用急冷油介质的温度不同：抚顺二厂、大庆、抚顺一厂、锦州、锦西、 辽化急冷油介质温度控制分别为 90、170260、200、300、320、 60。 急冷油注入位置：抚顺二厂焦-14 除焦口、焦-56 注在管线；大庆塔口法 兰下相对两点注入，与水平成 30；抚顺一厂焦炭塔顶部挥发线；锦州焦塔口 内圆形分配管四点；锦西焦-14 塔口圆形分配管、焦-56 油气线入口圆形分配 管；辽化急冷油单管（1 寸）45度斜下注入。 10 焦化塔顶急冷油的作用是降低焦炭塔顶温度；洗涤高温油气中的焦粉，提 高大瓦斯管线油气线速。急冷油的注入位置、注入方式、性质、温度及对焦炭 塔顶温度控制方式对焦化大瓦斯管线结焦有影响。急冷油注入位置最好注入到 焦炭塔顶油气线出口下方，这样急冷油既可以降温，同时又能起到洗涤焦粉的 作用。采用注入急冷油降低焦炭塔顶温度，最好是用急冷油的潜热降温，不要 出现高温液相油滞留在管线底层结焦。从五家分公司注入急冷油方式、位置、 控制手段、介质不同，我们认为需要统一。 大瓦斯线烧焦周期 2002 年以前抚顺二厂焦化大瓦斯管线每年烧焦一次，2002 年以后按生产 周期烧焦。2003 年大庆大瓦斯管线焦 1、6 各烧焦一次，2003 年各塔均烧焦一 次。2002 年以后石油一厂焦化生产期间大瓦斯管线不烧焦。锦州焦化大瓦斯管 线两年大修时烧焦一次。2003 年以后锦西焦化生产期间大瓦斯管线不烧焦。 2003 年辽阳石化分公司焦化大瓦斯管线烧焦一次。 大瓦斯管线结焦分析 大瓦斯线结焦首先与原料性质和炉出口温度有关，又与加工量和循环比有 关，也与焦炭塔顶急冷油的注入方式、结构和急冷油性质有关。针对五家分公 司焦化焦炭塔规格来说的，这一问题显得更加突出，尤其是大庆、抚顺的大循 环比参数生产。另外与操作水平也有直接的重要的关系，如炉出口温度突然波 动；吹汽量过大等都会加快大油气线和分馏塔底结焦。分馏塔底温度最好不大 于 360 度，另外要加强分馏塔底循环和过滤系统。 五家分公司均存在大瓦斯管线结焦的问题，各自都采取了技术措施。大庆： 焦炭塔塔顶注消泡剂；挥发线打急冷油，将预热过程中产生的甩油缓冲处理， 打到焦炭塔挥发线入口位置作为急冷油，既减少结焦，又实现甩油回炼；正常 生产时如果发现焦炭塔顶压力超高挥发线结焦严重，利用两塔切换的空闲时间， 临时处理大瓦斯管线；选择合适的工艺指标，在换塔前 4 个小时，可适当提高 炉出口温度 1-2，减少泡沫层高度，减少挥发线结焦。辽化：加强对焦炭塔塔 压的监控，一旦油气线结焦造成焦炭塔塔压有上升的趋势时，对结焦管线可采 取高压清洗车水力清焦的方式处理；保证三个加热炉的加工量均匀，防止单炉 负荷过大，造成与之对应的焦炭塔气速过大或生焦高度过高，使总油气线结焦； 控制适宜的反应温度，以降低泡沫层的高度，防止冲塔；根据原料性质、焦高 延迟焦化装置调研总结及长周期（三年）运行指导性建议 11 和泡沫层高度的变化，及时调整处理量和消泡剂的注入量；注意监控焦炭塔顶 急冷油注入量和焦炭塔塔顶温度，防止由于焦炭塔顶温过高或顶温指示失灵导 致的油气线结焦；根据焦炭塔料位计，或生焦时焦炭塔塔壁温度的变化，监控 焦层和泡沫层高度。锦州：改变焦炭塔急冷油油质，将 60左右的蜡油改为 230左右的分馏塔中段循环油；增设急冷油自动控制手段；改变急冷油的注入 方式，由瓦斯线一点注入改为一个 6 分管的圆环注在焦炭塔除焦口内，圆环上 有 8 个向内 45 度的开孔，不但起到了降温的作用，而且还有一定的洗涤效果。 大瓦斯管线结焦是延迟焦化装置存在的共性问题，从各家公司所采取的技 术措施及出现结焦后处理手段看，大瓦斯管线结焦对三年长周期运行构不成严 重威胁。 10、 辐射进料泵的运行 抚顺二厂、大庆、抚顺一厂、锦州、锦西、辽化焦化装置的辐射泵分别为 3、2、3、3、4、2 台，额定流量分别为 180、180、172/172/345、250/260/350、210/210/210/100、240m 3/h，出口压力分 别为 3.5、3.8、3.6、5.0/5.0/5.5、3.6/3.6/3.8、4.0MPa 。 辐射进料泵实现长周期运行没有问题。 11、 五家分公司焦化炉出口温度、石油焦挥发份 抚顺二厂 大庆 抚顺一厂 锦州 锦西 辽化 辐射出口 温度, 502 501 501 496 496 487 石油焦挥 发份, % 10.26 9.68 10.78 9.56 10.8-16.8 小量汽提 时间 分钟 50 30 45 90 90 60 三、 五家分公司延迟焦化装置实现三年长周期运行目标存在的问题 12 抚顺二 厂 1、 原料罐、分馏塔和汽提塔的基础没有更换，还是 30 万吨/年的设 计基础，基础薄弱。 2、 掺炼催化油浆对装置的平稳运行影响较大。 3、 分馏塔顶空冷焦粉沉积对装置长周期的影响。 4、 冷焦水系统的焦粉沉积也会影响装置的长周期运行。 大庆 1、 加热炉总体工艺落后，设备老化，烧焦周期缩短。 2、 分馏塔塔盘及分馏塔底结焦，操作弹性降低。 3、 焦炭塔四台是 1964 年设备，现已运行 40 年。 4、 焦炭塔大瓦斯线结焦。 5、 压缩机存在的问题（该机为 50 年代苏联产品）。 6、 加热炉进料泵存在的问题（180 泵是原裂化车间改造时淘汰设备，焦 化车间略加改造后继续使用，）。 7、 冷-4、冷-5、空冷-1 、1/1 、不能满足工艺生产的要求（设备能力小）。 抚顺一 厂 1、 分馏塔底结焦是影响长周期运行关键。 2、 3#加热炉系统现存问题，火咀燃烧效果不理想。 锦州 1、 旧焦炭塔变形严重。 2、 现分馏塔距离焦炭塔远，焦炭塔压力偏高，影响液收。 锦西 1、 接触冷却塔晃动、炉管爆皮、结焦、原料罐小。大瓦斯线结焦。分馏 塔顶空冷、后冷焦粉堵，加热炉空气预热器腐蚀严重。 辽化 1、 加热炉辐射炉管结焦,焦炭塔顶大油气线结焦,分馏塔底结焦。 2、 分馏和吸收稳定系统影响长周期运行主要问题有换热器沉积焦粉、水 冷器结垢、部分管线设备腐蚀、部分重要设备无备用、加热炉 A、B 火 嘴燃烧不好、炉体漏风、炉管氧化爆皮、加热炉空气预热器腐蚀严重。 四、 五家分公司延迟焦化装置实现三年长周期运行目标技措项目 序号 项目 现状分析 改造方案 估算投 资 抚顺二 厂 1 焦炭塔打阻泡 剂 焦炭塔冲塔 焦炭塔顶 30 万元 延迟焦化装置调研总结及长周期（三年）运行指导性建议 13 序号 项目 现状分析 改造方案 估算投 资 2 分馏塔打缓蚀 剂 需要防腐 顶循线和分馏塔顶油 气线上 30 万元 3 加热炉打阻垢 剂 延长运行周期 加热炉入口 30 万元 4 分馏塔集油箱 改造 增加 3 层蜡油塔盘 集油箱上移 100 万 元 5 焦炭塔增设中 子料位计 焦炭塔冲塔 每塔三点 180 万 元 6 炉-1、2 增设 清灰器 空气预热器积灰 每台空气预热器二点 8 万元 7 柴油增设过滤 器 柴油携带焦粉 柴油线上 70 万元 8 增设瓦斯过滤 器 瓦斯携带焦粉 瓦斯线上 70 万元 大庆 1 更换与加热炉 匹配的燃烧器 由于燃烧器的非专业 设计，造成加热炉火 焰细长、偏斜、无跟、 漂浮、极易出现二次 燃烧现象，同时造成 炉膛温度高、瓦斯单 耗高等表征，加速炉 管结焦速度，降低了 加热炉的生产周期。 选择适合现有焦化加 热炉工艺特点的、有 工业应用且效果良好 的制造厂家，并委托 有关设计部门进行设 计核算，更换加热炉 的燃烧器 40 万/ 台 抚顺一 厂 1 增设瓦斯脱硫 制硫装置 装置生产的富气一部 分加热炉自烧，另一 部分，并入瓦斯管网， 由于处理俄罗斯高硫 原料，导致瓦斯管线 及加热炉炉管腐蚀加 剧。 在装置内增加一台富 气压缩机，生产出的 富气经压缩后送到催 化裂化装置进行再处 理。 1400 万 元 14 序号 项目 现状分析 改造方案 估算投 资 2 更换辐射进料 控制阀 1#、3#加热炉因控制 阀在调整操作阶段， 出现仪表小信号调整 不动，信号累加到一 定数值才有大幅度调 整，在这种运行工况 下，辐射流量只能用 保护阀调整，对装置 正常操作影响较大。 更换辐射进料控制阀 20 万元 3 加热炉打阻垢 剂 延长运行周期 加热炉入口 30 万元 4 分馏塔集油箱 改造 增加 3 层蜡油塔盘 集油上移 100 万 元 5 焦炭塔增设中 子料位计 目前，焦炭塔内石油 焦量是根据切换后焦 炭塔现场测量出的空 高，推算石油焦产量。 在 1#6#焦炭塔增设中 子料位计，监视焦炭 塔内焦层高度 70 万元 6 超期服役的 17 台设备更新 其中重要的有；东辐 射进料泵所属的润滑 油泵及电机、东台桥 式吊车、鼓风机，分 馏塔底循环油泵、烧 焦罐、封油过滤器 更新超期设备 500 万 元 1 焦炭塔打阻泡 剂 泡沫层高，油气易夹 带焦粉 焦炭塔顶注入阻泡剂 30 万元 锦州 2 更换分馏塔 分馏塔塔盘压降大、 转油线压降大。 整体更换为新塔（复 合塔 0Gr13+16MnR）, 塔盘白钢 1600 延迟焦化装置调研总结及长周期（三年）运行指导性建议 15 序号 项目 现状分析 改造方案 估算投 资 1 焦炭塔注阻泡 剂 油气线结焦、分馏塔 各侧线及后续装置焦 粉携带严重 焦炭塔顶注阻泡剂 10 万元 2 甩油污油全回 炼，作焦炭塔 急冷油 目前仅部分回炼 利用冷焦水三池，甩 油污油全回炼，作焦 炭塔急冷油 10 万元 3 加热炉烧脱硫 瓦斯 目前加热炉烧自产瓦 斯 改造气压机及加热炉 火嘴更新，烧脱硫瓦 斯。 400 万 元 4 增加原料罐 在用原料罐容积 114m3 新增一 300 m3 原料罐 50 万元 5 焦炭塔 （5，6）急冷 油注入口下移 目前位置易结焦，需 频繁清理 将注入位置下移 不需投 资 6 冷焦水沉淀池 刮油机更新 现存刮油机已报废 更新 30 万元 7 焦炭塔 12 米 油气线改造、 补油线改造 目前位置易结焦 移位 1 万元 8 放空塔改造 大吹汽及给水时塔体 振幅大，最高达 200mm。 将塔上部割除 6 米， 降低塔体高度，同时 塔盘改造。 10 万元 9 辐射泵叶轮切 削 出口压力达 3.5Mpa， 能量大部分消耗在控 制阀上。 设计扬程为 500 米， 叶轮经切削后扬程降 为 400 米。 10 万元 10 原料泵由容积 式泵改为螺杆 泵 目前容积式泵震动大， 威胁安全生产。 将其中一台更换为螺 杆泵。 30 万元 锦西 11 加热炉辐射管 材质升级 目前材质为 Cr5Mo 升级为 Cr9Mo 待定 16 序号 项目 现状分析 改造方案 估算投 资 12 加热炉鸭嘴改 1800 弯头 鸭嘴阻力降大 将鸭嘴改为 1800 弯头 10 万元 13 加热炉烟道挡 板更换 在用烟道挡板已锈蚀， 不能调节。 更新 8 万元 14 加热炉空气预 热器热管更换 在用预热器热管已失 效 更新 40 万元 1 分馏塔加高 2003 年扩至 160 万吨 /年后分馏塔一直没动， 只更换塔盘，致使分 馏系统气速大，携带 焦粉大，分馏后路易 堵。 在原有分馏塔基础上 加高塔降低气速 2 建立分馏塔底 循环 大处理量造成分馏塔 底结焦威胁辐射进料 泵，影响平稳运行。 对底循过滤器重新选 型，定期清理或改造 辐射泵抽出口，及用 辐射泵部分带底循环。 3 吸收稳定系统 改造 焦化 自改造以来吸收 稳定系统就没有扩能， 还是原先 100 万吨的 规模，是焦化装置瓶 颈 联系设计部门及相关 单位对吸收稳定系统 重新核算设计。 4 改造柴油泵 扩能 160 万吨后，柴 油泵双泵运行，存在 隐患，一旦一台有故 障影响处理量。 再加一台备用泵或对 柴油泵重新选型加大 柴油泵能力。 辽化 5 改造顶循环泵 扩能 160 万吨后，柴 油泵双泵运行，存在 隐患，一旦一台有故 障影响处理量。 再加一台备用泵或对 顶循泵重新选型加大 泵能力。 延迟焦化装置调研总结及长周期（三年）运行指导性建议 17 五、 关于五家分公司长周期优化运行指导性建议 1. 加热炉出口温度 加热炉出口温度是焦化装置的重要操作指标，和开工周期有着密切的关系。 加热炉出口温度直接影响到加热后油品在焦炭塔里的反应深度、影响焦化产品 的产率和质量。 加热炉出口温度对焦炭塔内的泡沫层高度、大瓦斯管线结焦、 焦化的循环比、加热炉管的结焦都有影响。 加热炉出口温度高（偏高），焦化的循环比大，焦炭塔内气相负荷大，气 相线速高，焦粉携带量大，大瓦斯管线、分馏塔底、加热炉管都易结焦。 加热炉出口温度低（偏低），焦化的循环比小，焦炭塔内泡沫层高，焦化 反应后期泡沫层尚没有终止反应，便开始给汽给水，污油量大，大瓦斯管线、 分馏塔底、加热炉管也容易结焦。 合理确定加热炉出口温度对焦化装置长周期运行是一个重要的课题，目前 五家分公司加热炉出口温度按照各自的工艺指标操作不变，参照国外经验（见 七.1），我们认为应作如下调整： 大庆、抚顺焦化加热炉出口温度偏高 大庆、抚顺辐射炉出口温度 501-502，循环比大于 0.5 参数下操作是比较 卡边的，加热炉处于高热负荷下运行，供热偏多，推荐大庆、抚顺焦化炉出口 温度 494-502 锦州、锦西焦炭塔生焦初期温度不变，推荐锦州、锦西焦化炉出口温度 496-498 辽化延迟焦化装置辐射炉出口温度 487 偏低，造成生产后期焦炭塔泡沫层 高，大瓦斯管线带焦粉，冷焦水系统污油量大等一系列问题。辽化延迟焦 化的辐射炉温度控制的不合理，对流出口控制的温度为 360偏高。如果辽 化辐射炉出口温度提高到锦州、锦西温度 496，辽化辐射炉对流可能要超 温，所以辽化加热炉对流、辐射热分配不合理，建议加热炉由设计院重新 核算。辽化加工大庆、辽河混合减压渣油，其工艺条件应重新确定。 2. 小量汽提 建议大庆、抚顺、辽化分公司焦炭塔小量汽提时间提高到 90 分钟。 3. 加热炉注水 18 加热炉注水对炉管结焦、负荷影响很大，建议注水改为注汽，尤其是石蜡 基原油特性因数比较高，注水改注汽更有利于减少加热炉结焦。另外，加热炉 注水应与负荷、循环比相对应调整。 焦炭塔压力 锦州公司焦炭塔操作压力与其它几家比偏高，建议对系统核算，采取措施 降低焦炭塔压力。 4. 急冷油 焦化塔顶急冷油的作用是降低焦炭塔顶温度；洗涤高温油气中的焦粉，提 高大瓦斯管线油气线速。急冷油的注入位置、注入方式、性质、温度及对焦炭 塔顶温度控制方式对焦化大瓦斯管线结焦有影响。 建议：急冷油注入位置最好注入到焦炭塔顶油气线出口下方，这样急冷油 既可以降温，同时又能起到洗涤焦粉的作用。采用 320中段油作急冷油,用中 段油的潜热降温。急冷油采用自动控制。 5. 加热炉燃料 五家分公司加热炉燃料应使用脱硫后瓦斯。 6. 污油回炼 推荐使用抚顺二厂污油回炼技术（见七-2）。 六、 参照使用技术 1. 采用德国韦巴公司、Wintershal 调整反应温度，均质、降低石油焦挥发份 技术 焦炭塔是延迟焦化装置的反应器，焦炭塔反应温度和反应时间影响石油焦 的挥发份。 下图是德国韦巴技术人员对焦炭塔内石油焦挥发份的讲解： 该厂技术人员介绍，正常情况下，焦化塔内的石油焦挥发份分布见下图： 延迟焦化装置调研总结及长周期（三年）运行指导性建议 19 操作温度对分解和缩合反应的深度有直接影响，而焦化反应所需的全部热 量均由加热炉提供。所以操作温度对焦炭塔内的焦炭挥发份、硬度有很大影响。 焦化加热炉出口温度过高，则生成的焦炭硬度增加，挥发份低泡沫层低，水力 除焦增加困难。温度低，效果相反。因此延迟焦化加热炉出口温度变温操作即 能降低石油焦挥发份，同时调节石油焦的硬度，同时优化了焦化操作，提高了 焦化液收。 德国 Wintershall 炼厂的观点是：重油销售不经济，尽量进焦化加工或进重 油催化加工该炼厂焦化装置是 100 万吨/年,煅烧装置是 15 万吨/ 年. 在焦化和煅烧技 术交流过程中,他们 提到和 VEBA 炼油 厂同样的观点: 开好电脱盐 普焦生产采用变温操作,控制生焦挥发份小于 10%.(见图) 除焦水采用软化水,水质要进行分析 生焦预热脱水后进煅烧炉(见图) 2. 污油回炼技术 见附录抚顺石化分公司石油二厂延迟焦化装置污油回炼方案 20 3. 采用消泡剂技术 见附录大庆焦化消泡剂应用情况总结 4. 采用阻焦剂技术 见附录辽化焦化阻焦剂应用情况总结 七、 五家分公司延迟焦化装置实现三年长周期运行方案 1. 石油二厂延迟焦化装置长周期运行方案 A) 分馏塔底结焦的原因及解决方法 分馏塔底结焦主要表现两种形式，一种是固定焦，一种是可移动的焦粉和 焦块。这两种焦对辐射泵的正常运行都有影响。固定焦是沿分馏塔底塔壁结的 焦和过滤器底结的焦，焦粉和焦块主要沉积在塔底和过滤器中。在塔底结的焦 可使分馏塔底容积变小，辐射泵防抽空能力变小；另外塔底结焦会造成分馏塔 浮球结死，不能正常指示波面；过滤器结焦使过滤器滤焦能力下降，造成分馏 塔底抽出线节流甚至堵塞，影响辐射泵上量；焦粉和小于辐射泵叶轮流道直径 的焦块会造成加热炉辐射流控阀堵塞，影响加热炉进料的平稳性。当焦块大于 辐射泵叶轮流道直径时会堵塞辐射泵叶轮，造成辐射泵上量不稳。 原料性质的影响 焦化装置原料为大庆减压渣油，有时掺炼部分催化油浆，由于催化油浆中 含有大量稠环芳烃和少量催化剂，其反应温度比大庆减压渣油温度低，且油浆 的活性也比大庆减压渣油高，容易发生缩合反应生成焦炭，造成分馏塔底结焦， 所以催化油浆只能掺炼，一般掺炼比不大于 10，甚至更低。以往催化油桨被 掺到减渣中，经加热炉对流段预热后进入分馏塔，与焦炭塔来的油气进行换热 后进入分馏塔底。解决的方法有两个，一个是降低分馏塔底温度，过去分馏塔 底温度为 370-385，掺炼油装后分馏塔底温度控制在 350-360之间，这 种方法会造成加热炉负荷上升，影响装置的处理能力；另一种方法是改变掺炼 方法，催化油浆装直接从焦炭塔顶进入到焦炭塔内进行焦化反应，避免了催化 油浆进入到分馏塔底造成结焦，但此方法降低了焦炭塔中焦化反应温度，会导 致焦炭塔泡沫层上升，同时对石油焦质量挥发份也有一定影响。掺炼方法是换 塔后一小时掺炼，换塔前一小时停止掺炼，控制好掺炼量。 分馏塔底温度对塔底结焦的影响 延迟焦化装置调研总结及长周期（三年）运行指导性建议 21 过高的分馏塔底温度是导致分馏塔底结焦的又一原因。提高分馏塔底温度， 可降低加热炉的负荷，增加装置的处理能力。但过高的塔底温度会造成分馏塔 底油中易反应组分进行裂化反应，特别是沿塔底塔壁上的油份由于流动性差， 在长时间高温作用下，沿塔壁结焦。解决的方法是严格控制分馏塔底温度，在 以减压渣油为原料时温度不能大于 390，一般控制在 385以下，如果是混合 掺炼油浆，分馏塔底温度应控制的更低。 分馏塔油气入口塔壁结焦 分馏塔油气入口对面塔壁上结焦严重，在高温油气流的冲击下，沿塔壁结 的焦容易脱落，堵塞分馏塔底过滤器和辐射泵内流道，影响辐射泵平稳运行。 解决的方法：降低油气中的重组分含量和降低油气入分馏塔温度。 焦粉对分馏塔操作的影响 从焦炭塔来的油气中含有一定量的焦粉，其中一部分在分馏塔的蒸发段被 洗涤下来，其余随油气进入分馏塔上段，一部分进入到产品中，对产品的后续 加工影响较大，在分馏塔顶空冷器中、后冷中、油气水分离器中都有沉积。进 入分馏塔顶空冷中的焦粉会堵塞空冷，造成分馏塔顶压力上升，对装置的长周 期稳定生产有一定影响。 解决方法是：装置降量，将空冷分别停下来进行清扫。对于油品中的焦粉， 通过上过滤设备进行过滤，减少对后续加工装置的影响。 蜡油残炭高 2002 年装置扩能改造以后，焦化装置的分馏塔塔盘由圆型浮阀塔盘改为条 形浮阀塔盘，蒸发段 4 层舌型塔盘改为 4 层人字挡板，取消了破沫网，使装置 的处理能力由 100 万吨年提高到 120 万吨年。装置投产后，蜡油残炭超标， 影响了蜡油质量。为了降低蜡油残炭，将三层的渣油进料改为蜡油进料，暂时 解决了蜡油残炭超标问题。但由于三层进料量减少，降低了焦炭塔油气的洗涤 效果，也导致分馏塔上部焦粉含量增加。造成蜡油残炭超标的原因是蜡油集油 箱溢流管下端口位于三层进料分布管以下，降液管下端口的油气流速为分馏塔 空塔气速的 9 倍，高流速使三层进料的渣油被大量携带到蜡油集油箱内，使蜡 油残炭超标。 解决的方法：在装置的检修时，将蜡油集油箱的溢流管在集油箱下 100mm 处以下割掉，使溢流管的下端口远离三层进料分布管，减少油气携带。 22 蒸汽发生器对分馏系统的影响。 随着生产周期的延长，蒸汽发生器会结垢和积垢，影响装置的蒸汽发生量 和油品的冷却能力，处理这些问题需要降量。解决蒸汽发生器结垢和积垢主要 从两个方面，一是汽水连排，降低结垢和积垢速度；二是采取间排，用蒸汽倒 向吹扫，清扫蒸汽发生器内的积垢。 B) 焦炭塔对装置长周期的影响 焦炭塔冲塔 在焦炭塔生焦过程中，在焦层的上方有一层泡沫层，泡沫层是焦化过程中 所固有的。造成焦炭塔冲塔主要原因是泡沫层溢出，影响装置泡沫层高度的原 因有装置的处理量、循环比和反应温度。装置的处理量大，泡沫层高；循环比 小焦炭塔的泡沫层高，反应温度低泡沫层高。由于焦炭塔没有中子料位计，不 能对焦炭塔中的泡沫层高度进行监视和控制，导致泡沫层在生焦的末期容易溢 出进入到分馏塔，造成焦炭塔瓦斯线和分馏塔底结焦，在导致分馏塔底结焦的 各种原因中，这种结焦是最严重的，危害也是最大的。以往为了防止泡沫层溢 出，焦炭塔留有过高的空高，导致焦炭塔的利用率低。 解决方法有在焦炭塔生焦的末期提高炉出口温度或降低加热炉辐射量，但 这些方法会造成加热炉的频繁波动，最好的方法是增设中子料位计，根据泡沫 层高度，注消泡剂，控制焦炭塔泡沫层高度，防止泡沫层溢出，从而达到提高 焦炭塔利用率的目的。 焦炭塔油气携带焦粉 分馏塔中的焦粉主要是由焦炭塔油气携带来的，解决分馏塔焦粉问题关键 是要从源头上降低焦炭塔油气中的焦粉含量。焦炭塔油气中的焦粉含量与焦炭 塔油气流速有关，油气流速越大，焦粉含量越高。降低焦炭塔油气流速是减少 分馏塔焦粉量的关键。油气流速与在单位时间内焦炭塔所产生的油气体积量有 关，油气体积量与焦炭搭进料量和进料性质以及焦炭塔的压力和温度有关，焦 炭塔进料量与加热炉的辐射量和注水量有关，进料性质与原料性质和装置的循 环比有关，也就是说加热炉辐射量越大、原料性质轻、装置的循环比大、注水 量大、焦炭塔压力低、加热炉温度高焦炭塔油气流速越大。由于原料是固定的， 为了完成生产任务，辐射量往往也是最大化的。在大处理量下，加热炉的注水 量已经降到最小，温度的调整范围也不大。这其中，降低装置的循环比可大幅 延迟焦化装置调研总结及长周期（三年）运行指导性建议 23 度降低焦炭塔的物料量，也就大幅度降低了焦炭塔油气流速，而焦炭塔压力对 焦炭塔的影响是多方面的，提高反应压力即可提高反应深度，又可以降低焦炭 塔油气体积，从而降低焦炭塔油气流速。所以说降低装置的循环比、提高焦炭 塔反应压力、可降低焦炭塔油气流速，同时减少分馏塔焦粉携带。 C) 焦炭塔瓦斯线结焦 在生产过程中，焦炭塔瓦斯线会逐渐结层焦，甚至造成焦炭塔油气出口阀 结焦，阀门关不严的问题。为了焦少瓦斯线和出口阀结焦，在焦炭塔塔顶采取 注入急冷油的方法，使焦炭塔顶温度由 440C 降到 420，延长了焦炭塔瓦斯线 的使用周期。 D) 炉管结焦对加热炉平稳运行的影响 加热炉炉管结焦会降低炉管的传热能力，增加炉管表面温度，降低炉管使 用寿命，严重时会导致炉管烧穿，同时还会增加瓦斯耗量，增加装置能耗。降 低炉管结焦量可延长加热炉平稳运行的周期，炉管内的结焦量与结焦速度和脱 焦速度有关，结焦速度大于脱焦速度，结焦量增加；结焦速度小于脱焦速度， 结焦量减少。炉管结焦速度与炉管内流体的边界层厚度和炉管表面温度有关， 边界层厚度大、炉管表面温度高炉管的结焦速度越快。边界层厚度与管内流体 的流动状态有关，流体的湍流程度越高，其边界层厚度越小，结焦速度越小。 炉管表面温度与炉管的结焦量和加热炉的辐射量有关，炉管的结焦量越大炉管 的表面温度越高，炉管的氧化暴皮越严重，加热炉的辐射量越大，需要炉管传 递的热量越多，需要炉管表面温度也越高，也就是炉管的表面热强度越高。增 加炉管的湍流状态和降低炉管表面热强度是可延长加热炉平稳运行周期。 E) 提高燃烧器的运行水平 F) 降低空气预热器积灰 2. 大庆延迟焦化装置长周期运行方案 A) 防止加热炉炉管结焦的措施 加热炉更换新型的燃烧器 现加热炉燃烧器负荷小，炉膛内热强度不均匀，局部热强度高，造成炉管 结焦。建议在单炉烧焦时更换新型的燃烧器。 加热炉炉管注阻焦剂，延长烧焦周期 24 GK-CAF-1 型阻焦剂具有表面改性功能，在设备表面形成一层金属保护膜， 防止焦粉、无机盐等固体颗粒在加热炉炉管内壁沉积，具有增溶、分散、清净 的作用，对大分子有机聚合物能起到增溶的作用，对细小焦垢有分散的作用， 对设备表面已形成的焦垢有清除作用；同时具有阻聚功能，阻止烯烃、二烯烃、 芳烃等不饱和化合物聚合。这样可有效抑制和延缓焦化加热炉炉管结焦，延长 装置的开工周期。目前，此加剂设施已完善，2004 年 7 月装置检修后，即可投 用。 重催油浆系统增设过滤器，降低催化剂粉尘含量