160万吨年延迟焦化装置可行性研究报告.doc

160160 万吨万吨 年延迟焦化装置年延迟焦化装置 可行性研究报告可行性研究报告 2 1 概述 请补充项目来源情况 7 1 1 编制原则 7 1 2 项目范围 7 1 3 研究结果 7 1 3 7 1 环境保护 9 1 3 7 2 安全卫生 9 2 原材料 产品规格及生产规模 9 2 1 原材料 9 2 1 1 原料来源 9 2 1 2 原料性质 9 2 2 产品 11 2 2 1 产品流向 11 2 2 2 产品性质 11 2 3 生产规模 13 装置生产规模为 160 万吨 年 装置操作弹性为 65 105 年开 工时数按 8400 13 小时计算 13 3 工艺技术方案 13 3 1 国内外技术状况及进展 13 3 2 本装置主要的工艺技术特点 16 3 3 物料平衡 18 3 4 主要操作条件 19 3 5 生产工艺流程 20 3 6 自动控制水平 23 3 3 6 2 生产过程的自控水平以及控制 检测仪表选型原则 23 3 6 2 1 控制室仪表 23 a 室内对各工艺过程控制 监测 记录和报警采用 DCS 系统 24 b 对加热炉安全保护采用 ESD 系统 ESD 系统独立于过程控制系统 24 3 6 2 2 现场仪表 24 a 温度仪表 25 b 压力仪表 25 c 流量仪表 25 d 液位仪表 25 e 在线分析仪表 25 f 安全仪表 25 g 调节阀 25 h 随设备成套供应的仪表及控制系统范围 25 3 6 3 主要的检测及自动控制方案 25 3 6 4 保证自控系统及安全联锁系统正常运行的主要安全技术措施 26 3 6 5 主要仪表一览表 26 3 7 主要设备的选择 28 3 7 1 1 加热炉 28 3 7 1 2 余热回收系统 28 3 7 1 3 环保 28 3 8 公用工程消耗与能耗 32 3 9 装置定员 42 4 总图运输与装置平面 43 4 1 总图 43 4 1 3 设计范围 43 4 1 4 场地竖向及排雨水 43 4 4 1 5 主要工程量 43 4 1 6 主要执行规范 43 4 2 平面布置说明 43 5 公用工程系统 44 5 1 给水排水 44 5 1 1 概述 44 5 1 2 给排水系统划分 44 5 1 2 1 给水系统 44 a 新鲜水管道 44 b 循环冷水管道 44 c 稳高压消防给水管道 44 5 1 2 2 排水系统 44 a 循环热水管道 压力 44 b 含油污水管道 45 5 1 3 管道布置 45 5 1 3 2 循环冷 热水 压力 进出装置前设置切断阀门及计量设 施 45 5 1 3 3 含油污水出装置前设水封井 计量井 含油污水管道的支 干管 干管的最高处检查井设排气管 45 5 1 4 消防 45 5 1 5 管材 接口及防腐 45 5 1 5 1 管材 45 5 1 5 2 防腐 45 5 1 5 3 接口 45 5 1 6 井类 45 5 1 7 冷切焦水处理系统 46 5 5 1 7 1 水量 46 5 1 7 2 流程说明 46 5 2 电气 47 5 2 1 供电 47 5 2 1 1 设计范围 47 5 2 1 2 爆炸危险区域划分 47 5 2 1 3 用电负荷 47 见用电负荷表 47 5 2 1 5 供配电系统 48 5 2 2 照明 48 5 2 3 接地 防雷及防静电 49 5 2 4 无功补偿 49 5 2 5 节能措施 49 5 2 5 1 选用节能光源 并采用光控措施 49 5 2 5 2 装置内选用高效节能电机 YA 系列 49 5 2 5 3 部分变动负荷机泵采用变频调速 49 5 2 6 主要电气设备选型 49 5 3 热工 51 6 石油化工企业环境保护设计规范SH3024 95 52 5 4 电信 52 5 4 1 概述 52 5 4 2 行政电话 52 5 4 3 调度电话 直通电话 52 5 4 4 扩音对讲电话系统 52 5 4 5 无线对讲电话 52 5 4 6 火灾报警电话及信号系统 53 6 6 建筑与结构 54 6 1 建筑 54 6 1 1 设计原则 54 6 1 2 设计范围 54 6 1 3 建筑构造标准 54 6 1 3 1 屋面 55 6 1 3 2 墙体 55 6 1 3 3 楼 地面 55 6 1 3 4 内墙面 55 采用石灰砂浆抹面耐擦洗内墙涂料刷白 55 6 1 3 5 踢脚 55 踢脚做法同地面 高 120 55 6 1 3 6 外墙面 55 外墙面刷白色丙烯酸涂料 55 6 1 3 7 门窗 55 6 1 4 规范及图集选用 55 6 1 4 1 主要设计规范 55 6 1 4 2 图集选用 55 优先选用国家标准图集 其次用地方标准图集及本院标准图集 55 6 2 构筑物 56 6 2 1 总则 56 6 2 1 1 160 万吨 年焦化装置建 构筑物部分可行性研究 56 6 2 1 2 结构设计遵守国家 行业现行标准 规范的有关规定 56 6 2 2 自然条件 56 6 2 2 1 主要气象条件 56 a 气温 56 7 6 2 3 建筑材料 57 6 2 4 建筑物 构筑物结构设计 57 6 2 5 构件选用 59 6 2 6 存在问题 59 主要建 构筑物的数量与结构选型一览表 59 7 分析与化验 60 1 1 概述概述 1 11 1 编制原则编制原则 1 1 1 装置采用国内先进的 向世界先进水平靠近的延迟焦化技术工 8 艺 1 1 2 采用中华人民共和国国标 工程标准规范为设计准则进行工程 设计 实现装置的 安 稳 满 长 优 生产 1 1 3 装置充分利用现有位置进行合理布置 1 1 4 公用工程尽量依托周围设施配套 1 1 5 开工时数按 8400 小时计算 1 21 2 项目范围项目范围 本项目设计范围包括延迟焦化装置内所有设计内容 主要包括 原 料预热部分 加热炉部分 焦炭塔部分 分馏部分 吹汽放空部分 冷切焦水处理部分 水力除焦部分 富气的压缩和吸收稳定部分 焦 化干气脱硫 不包括胺再生部分 1 31 3 研究结果研究结果 1 3 1 装置规模 装置建成后的规模为 160 万吨 年 1 3 2 原料 高硫高酸混合原油的减压渣油 1 3 3 主要产品及收率 物料名称收率 wt 产品产量 104t a 产品去向 H2S1 59 富胺液再生 净化干气 6 90 去燃料气管网 净化干气 7 23 去干气气罐区 120 溶剂油 44 09 去罐区 重柴 42 36 去罐区 蜡油 26 64 去罐区 9 焦炭 35 94 产品出厂 甩油 损失 0 33 去厂污油罐 小计 115 7165 1 1 3 4 主要工艺路线 延迟焦化采用 一炉二塔的工艺路线 加热炉 焦炭塔大型化 焦化富气经压缩及干气重柴二级吸收稳定过程生产溶剂油 焦化干 气及焦化采用 N 甲基二乙醇胺脱硫工艺 焦化 脱硫醇采用技术先 进的 Merichem 纤维膜 THIOLEX 技术 1 3 5 主要设备概况 本装置共有 311 台 套 设备 序号单位 焦化 部分 吸收稳 定部分 脱硫及脱 硫醇部分 全装置 1 塔类台 44311 2 容器台 2391145 3 冷换设备台 3322462 4 空冷器片 32638 5 机泵及风机台 套 46151582 6 压缩机套 11 7 电梯台 1 1 8 联合加热炉台 1 1 9 小型设备台 4121255 10 10 有井架水力除焦 设备 套 2 2 11 桥式抓斗起重机套 2 2 12 冷切焦水处理系 统 27 容器台 10 空冷器片 6 机泵台 11 小计 2075945311 1 3 6 消耗指标 序号项 目焦化部分吸收稳定及脱硫部分 1 新鲜水 t h 2 0 2 循环水 t h 2431050 3 除盐水 t h 3 5 4 电 kW 2714553 5 水蒸汽 1 0MPa g t h 2 4 32 5 63 5MPa g t h1 848 5 7 燃料气 公斤 时 3759 8 净化风 标米 3 时 240120 9 非净化风 标米 3 时 12070 10 氮气 标米 3 时 30 11 凝结水 t h 2 15 12 焦化部分能耗107 85 万千焦 吨原料 25 76 万大卡 吨 原料 13 吸收脱硫部分能 耗 64 40 万千焦 吨焦化原料 15 38 大卡 吨焦化原料 14 总能耗172 25 万千焦 吨原料 41 14 万大卡 吨 原料 11 1 3 7 环境保护及安全卫生 1 3 7 1 环境保护 本工程在设计中充分考虑环境保护因素 严格执行各项环境保护标 准 针对生产过程中外排的 三废 采取相应的治理措施 1 3 7 2 安全卫生 设计中充分考虑劳动安全卫生的要求 严格执行有关规定 针对装 置生产过程中的各种不安全因素 在防噪声 防毒 防火 防高温烫 伤及事故紧急处理方面均采取了相应必要的防护措施 以保护操作人 员的健康及安全 1 3 8 装置占地面积 2 9876 公顷 1 3 9 装置设计定员 76 人 1 3 10 装置投资 装置工程费用为 36394 万元 含外汇 360 万美元 2 2 原材料 产品规格及生产规模原材料 产品规格及生产规模 2 12 1 原材料原材料 2 1 1 原料来源 本装置的原料为来自 国内及进口 2 1 2 原料性质 项目单位性质 密度 20 g cm30 9903 运动粘度 100 mm2 s1303 80 mm2 s5503 残炭 m 14 08 灰分 m 0 018 12 含 S 量 m 2 67 3 1 含 N 量 m 1 00 饱和 烃 m 芳烃 m 胶质 m 31 17 族组成 沥青 质 m 3 98 蜡含量 m 5 2 Nippm30 8 Vppm0 1 Feppm19 1 Cuppm4980 闪 点 开口 319 针入度 25 100g mm 1 10 191 软化点 环球法 42 1 延度 25 83 2 1 3 辅助材料 13 序 号 名称型号或规格 年用 量 t 一次装入 量 t 使用 年限 备注 1 消泡剂 GX 101A90 2 破乳剂 规格按实际生产油品 确定 12 3 中和缓蚀剂 BC 95126 4 MDEA 溶剂 MDEA28 5 碱液 30 NaOH NaOH48 6 磺化酞氰钴磺化酞氰钴 0 2 2 22 2 产品产品 2 2 1 产品流向 焦化干气脱硫后去瓦斯管网 焦化溶剂油委托精制 重柴委托精制 焦化蜡油作加氢装置原料出售 干气脱硫脱硫醇后去储罐 焦炭采用汽 车外运销售 2 2 2 产品性质 2 2 2 1 焦化溶剂油 重柴 蜡油的性质 项目单位溶剂油重柴蜡油 密度 20 g cm30 76750 85760 91 馏程 0 51232325 5 89253 10 104258 30 136269370 50 158287 70 177307 90 197332455 95 204338 100 214346 溴价gBr 100g39 818 9 14 Cm 84 6885 6285 8 Hm 13 7412 6711 5 Sm 1 121 331 46 碱性氮mg kg1330 项目单位溶剂油重柴蜡油 续上表 项目单位溶剂油重柴蜡油 凝点 620 闪点 116 闭口 205 开口 残炭m 0 16 10 残 炭 0 2 十六烷值指数49 7 总氮m 0 23360 57 粘度 80 mm2 s 6 056 20 7 8 100 2 938 50 4 4 诱导期min1 35 酸度 mgKOH 1 00ml 2 73 9 铜片腐蚀不合格不合格 饱和烃65 6 芳烃25 4 胶质 410mg 100 ml 8 9 沥青质m 0 1 苯胺点 62 8 2 2 2 2 焦炭性质 项目单位数 值备 注 灰分m 0 36 挥发分m 11 7 含硫m 3 16 Nimg kg169 Vmg kg20 2 Namg kg317 15 Almg kg38 8 Femg kg688 Cumg kg13 3 Camg kg661 Simg kg0 02 半定量 2 2 2 3 焦化气性质 组成 分子 量 富气 v 粗干气 v 净化干气 v 酸性 气 m H2211 213 8 0 01 N228 O232 H2O180 610 7 3 80 H2S34100ppm 95 59 CO244 CO28 CH41641 7453 5 C2H63014 500 4815 4 C2H4281 640 011 8 C3H8447 7937 036 0 C3H6423 3517 212 7 续上表 组成 分子 量 富气 v 脱硫脱硫醇 粗干 气 m 脱硫干气 v 酸性 气 m n C4H10583 7023 990 3 16 i C4H1058 n C4H856 i C4H856 t C4H856 c C4H856 2 5817 830 2 C5H1272 C5H1070 C5 4 60 2 84 0 1 S325 892ppm HC0 60 硫醇10ppm 合计100100100100 平均分子 量 26 44 19 8 2 32 3 生产规模生产规模 装置生产规模为 160 万吨 年 装置操作弹性为 65 105 年开 工时数按 8400 小时计算 3 3 工艺技术方案工艺技术方案 3 13 1 国内外技术状况及进展国内外技术状况及进展 延迟焦化工艺是将重质油在加热炉中加热 采用高的流速和高的 热强度 使油品在加热炉中短时间内达到焦化反应所需的温度 同 时迅速离开加热炉进入焦炭塔 在焦炭塔内通过较长的停留时间发 生裂解及缩合反应 生产气体 轻质油品和焦炭 延迟焦化技术是 炼油化工厂渣油加工的最主要的工艺技术之一 该技术能够把炼油 厂最重的或最劣质的渣油 沥青及污油转化为轻质油品 其副产品 焦化干气和焦炭也是其它工艺装置及冶金行业的良好原料 延迟焦 化技术与其它渣油加工技术相比具有技术成熟 一次性建设投资较 低 操作费用低等特点 该技术自一九二八年发明至今 通过七十 多年的研究 开发和应用得到了很大的发展 目前无论是在发达的 17 欧美国家还是在发展中的亚洲国家都是渣油加工普遍采用的工艺技 术之一 3 1 1 国外技术状况 国外的延迟焦化技术主要以美国的技术为代表 在二十世纪八十 年代和九十年代发展较快 主要体现在工艺流程的合理性 设备的 先进性 节能增效 减少环境污染等方面 归纳起来有如下几点 a 提高焦化反应温度增产液体产品 即在保证石油焦不过硬 炉管及转油线结焦不严重的前提下 尽可能采用较高的炉出口温度 以提高液体收率 b 降低焦炭塔的操作压力以改善产品分布 常规设计焦炭塔 操作压力为 0 175MPa g 低压设计操作压力为 0 11 MPa g 设 计压力的降低可减少焦炭收率 但设备及压缩机的投资将增加 c 降低循环比提高液体产品收率 目前国外装置较多的倾向 于低循环比 有的装置接近 0 循环比操作 即单程操作 最大 限度的减少石油焦的产率 d 采用不同沸点范围的馏分油替代全部或部分普通循环 由 于馏分油的循环 可增加相临馏分的产品收率 因此为改变产品分 布提供了操作的灵活性 e 对焦化原料进行预处理 如原油的深度脱盐 减压深拔 减粘裂化及加氢处理等 改善焦化装置的产品质量 焦化进料炉前 混氢来改善产品分布和质量 f 利用催化澄清油或其它重质油生产优质的针状焦技术 在 国外已成熟地应用于工业化装置 g 焦炭塔的大型化设计应用技术 采用一炉二塔单系列规模 达到 160 万吨 年 据介绍国外有达到直径 9 75 米的延迟焦化焦炭塔 但尚未投产 18 h 采用短的生焦时间 据资料介绍 美国焦化装置焦炭塔的 生焦时间一般为 10 24 小时 最常用的是 16 小时和 18 小时 采 用短的生焦时间是以增加维护费用和缩短装置使用寿命为代价来减 少一次性投资 该技术对现有装置扩能改造十分有用 i 焦炭塔采用注消泡剂措施 减少焦粉夹带 改善焦化产品 的质量 焦炭塔采用中子料位计 检测塔内的焦层及泡沫层 实现 焦炭塔的安全操作 提高塔的利用率 j 焦炭塔系统操作的自动化技术 主要包括吹汽 放空 给 水 放水 油气预热以及四通阀的切换工序的联锁自动控制 塔底 盖装卸的自动化也在许多炼油厂广泛应用 k 利用焦化装置吹汽放空系统的过剩热量处理炼油厂的含水 污油技术 l 双火焰双面辐射焦化加热炉的设计技术 焦化加热炉的在 线除焦技术 加热炉管的多点注汽技术 上述技术可以进一步延长 加热炉的连续运行周期 m 先进控制技术 采用多参数的先进过程控制软件包 适用 不同的操作摸式 可随原料性质变化而自动调节操作条件 根据焦 炭塔的操作自动调整分馏塔的操作参数 保证产品质量 实现 APC 优化操作 n 采用封闭式吹汽放空排放技术 封闭的除焦和焦炭输送技 术 冷 切焦水的密闭处理循环回用技术 加热炉嘴采用低NOx 偏平焰火嘴技术等 均有利于减少环境污染 3 1 2 国内技术状况 国内的延迟焦化装置自 1957 年第一套试验装置在抚顺石油二厂 建成以来 至今已相继建设了近四十套 我国的延迟焦化技术也有 19 了长足的进步和发展 主要体现在如下几个方面 a 焦炭塔的油气预热由有堵焦阀预热方式改为无堵焦阀油气 预热方式 b 焦炭塔顶油气管线采用注蜡油 中段油或柴油技术 防止 管线结焦 c 焦炭塔内采用底部注消泡剂技术 减少焦炭塔顶的焦粉夹 带 d 焦炭塔的设计逐步实现了大型化 焦炭塔直径由5 4 米 6 0 米 6 1 米 6 4 米逐步发展到 8 4 米 8 8 和 9 4 米 达到 了单台处理能力 160 万吨 年左右 由于含硫原油的加工 焦炭塔 的主体材质由 20G 改为目前的 14Cr1MoR 等合金钢材料 e 加热炉的设计由单面辐射 低流速 低表面平均热强度炉 型 发展为双面辐射 高流速 高表面平均热强度炉型 单炉的加 工能力由 40 万吨 年提高到 160 万吨 年 f 分馏塔采用蜡油下回流洗涤技术 减少蜡油中焦粉含量 分馏塔底油部分循环技术 减少塔结焦 g 水力除焦方式有无井架 全井架 半井架和单井加架等多 种方式 目前较多应用的是单井架水力除焦方式 h 水力除焦系统采用 PLC 安全联锁逻辑控制和取代了原来的 人工手动控制 电信号联系的落后控制方式 i 低循环比及大循环比的设计已有成熟的经验 超低循环比 和零循环比还未被普遍采用 j 焦炭塔的吹汽放空采用油吸收塔式密闭放空技术 逐步取 代了原来的冷却器冷却或水冷却塔急冷的吹汽放空方式 减少了对 环境的污染 k 冷 切焦水处理基本都采用了密闭式分流处理循环回用的 20 技术 减少了冷 切焦水的补水量 但该系统水中废气对环境的污 染还未有可行的措施 l 除焦系统目前国内大都采用敞开的贮焦池贮焦 抓斗抓焦 装焦 沉淀池进行水 焦分离的方式 对环境有一定的污染 m 仪表控制系统采用 DCS 控制 加热炉部分 压缩机部分采 用 ESD 安全连锁控制系统 n 缩短生焦时间在国内个别炼油厂焦化装置中试用过一段时 间 由于国内的倒班制度所限 没有长期使用 3 23 2 本装置主要的工艺技术特点本装置主要的工艺技术特点 1 主要设备的大型化 采用 一炉两塔 主要设备大型化的工艺技术 2 加热炉采用新炉型 焦化加热炉是延迟焦化工艺的关键设备 它是能否保证焦化装 置 平 稳 优 长 满 连续运行的关键 本设计采用技术先进 双面辐射炉型 其主要特点为 a 采用一台二 辐射室二对流室四管程水平管双面辐射的联合箱 式炉 底烧火嘴布置 炉膛尺寸与火嘴数量 型式 布置相匹配 以保证炉膛内的热强度分布均匀 b 炉管的局部最高热强度降低 平均热强度提高 炉管周向 不均匀系数可降约 1 25 左右 正常工况下 加热炉连续运行时间 可延长约 30 并且在同样热负荷下 可节省辐射段Cr9Mo 管材约 20 c 采用多点注汽技术 降低炉进料泵的动力消耗 d 在线烧焦 在线清焦等技术可以延长加热炉开工周期 e 燃烧器为低氧化氮扁平焰气体燃烧器 以减少环境污染 f 加热炉设置热管式空气预热器余热回收系统 提高加热炉 的热效率达 90 以上 21 3 焦炭塔大型化并采用新型结构及材料 焦炭塔采用 8800mm 直径 生焦时间为 24 小时 塔材质 用 14Cr1MoR 410s 复合板 焦炭塔顶设计采用球型封头 焦炭塔锥体段采用整体锻件设计 可以有效降低该部位冷热变 换频繁及应力集中造成的疲劳损伤 极大地延长焦炭塔使用寿命 塔外的上下安装中子反向散射料位计 当料面距塔顶8 米左 右时向塔内注入消泡剂 提高焦炭塔的利用率 焦炭塔的工艺流程采用 SEI 首先开发的无堵焦阀暖塔工艺 缩 短了焦炭塔油气预热时间 避免过去由于焦炭塔下部开口预热的老 方式所造成局部应力集中而造成的焦炭塔开裂 同时配设甩油罐 避免堵焦阀式预热甩油拿不净 切换四通阀而引起突沸的问题 4 自动水力除焦系统 本设计采用先进的 PLC 安全联锁系统 控制焦炭塔水力除焦系 统 该技术的关键是 PLC PLC 能测定钻杆的位置 绳索的拉力 除焦水压和除焦塔工况等 并将这些参数显示给操作员 PLC 带有 自保联锁控制 当发生事故时 系统可自动处于安全状态 5 焦炭塔吹汽放空 采用 SEI 开发的塔式油吸收密闭放空技术 减少焦炭塔吹汽对 环境的污染 以利于油气分离 污油回炼 6 冷 切焦水处理系统 冷焦水处理采用罐式隔油分离 过滤和水力旋流分离 密闭冷 却工艺技术 减少占地和环境污染 冷焦后热水采用空冷器冷却 切焦水采用一级二级沉淀 水力旋流分离 罐式贮存等技术 减少占地和环境污染 7 焦化分馏塔 焦化分馏塔采用高效浮阀塔板 塔板操作弹性大 对液体流动 具有导向作用 避免塔板死区 能够减少雾沫夹带 减少塔盘结焦 22 和积盐 优化分馏塔操作工况 分馏塔采用蜡油热回流加强洗涤油 气中的焦粉 减少产品中焦粉含量 8 柴油 中段 蜡油和原料渣油的换热器 尽可能的利用 分馏塔的过剩热来加热原料 提高热利用率 同时由于原料和中段 蜡油 柴油均有换热 便于分馏塔取热比例的调整和换后渣油温度 的控制 9 在工艺流程设计中 采用分馏塔内直接换热和馏分油外 循环汽液相错流接触洗涤的技术 以减少焦粉夹带和灵活调节循环 比 分馏塔内采用焦炭塔顶油气与渣油直接换热 提高有效热利用 率 10 焦化部分和吸收稳定部分热联合 焦化部分的过剩热量 为吸收稳定部分的重沸器提供热源 11 焦炭塔的井架采用双塔单井架 减少钢材消耗 12 焦炭塔的生焦时间采用 24 小时 操作的循环比按 0 15 0 25 设计 13 焦化富气压缩机采用 3 5Mpa 背压式透平驱动的离心 式压缩机 压缩机气体出口压力按1 35MPa g 设计 14 焦化加热炉的控制系统和焦化压缩机的控制系统采用 ESD 安全联锁自保控制系统 装置的仪表控制采用DCS 15 焦炭的贮存 装卸 运输仍采用国内成熟的技术 即 焦炭池贮存 抓斗装卸形式 汽车或火车运输出厂 16 吸收稳定采用国内成熟的常规吸收 脱吸 稳定的工 艺技术 17 焦炭塔顶盖采用完全密闭的自动开合机构 代替原有复 杂的操作 不仅满足环保要求 作业更安全 而且可以减轻操作人员 的劳动强度 节省操作时间 18 焦化液化气脱硫醇采用技术先进的 Merichem 纤维膜 THIOLEX 技术 23 3 33 3 物料平衡物料平衡 3 3 1 公称物料平衡 年开工时数按 8400 小时 计算 序 号 名 称 m kg ht d 104t a 备注 一进料 渣油 100166667 4000 0 140 0 二出料 1H2S1 071783 3 42 801 50 2 净化干气 4 938216 7 197 26 90 3 净化溶剂 油 2 584300 0 103 23 61 4 溶剂油 16 2327050 1 649 222 72 5 重柴 30 2650433 4 1210 442 36 6 蜡油 19 0331716 7 761 226 64 7 焦炭 25 6742783 4 1026 835 94 8 甩油 损 失 0 23383 4 9 20 33 合计 100166667 4000 0140 0 3 3 1 实际物料平衡 年开工时数按 8400 小时计算 序名 称m kg ht d 104t备注 24 号 a 一进料 1渣油100 1666674000140 0 2富吸收汽 油 液态烃 15 729857 6 716 625 1 合计115 7 196524 6 4716 6165 1 二出料 1 071783 342 81 50 107 62 580 09 1H2S 1890 945 381 59 小计 2净化干气 4 938216 7197 26 90 2 584300 0103 23 61 4305 4103 3 3 3 62 3净化溶剂 油 8605 4206 5 3 7 23 小计 4溶剂油 16 2 3 27050 1 649 222 72 25444 6 610 6721 37 52494 7 1259 8 7 44 09 小计 5重柴 30 2 6 50433 4 1210 442 36 6蜡油 19 0 3 31716 7 761 226 64 7焦炭 25 642783 1026 835 94 25 74 8甩油 损失 0 23383 49 20 33 合计 115 7 196524 6 4716 6165 1 3 43 4 主要操作条件主要操作条件 3 4 1 焦化部分 项目温度 压力 MPa g 备 注 塔顶油气 急冷后 4200 17 进料油 490 0 45焦炭塔 急冷油2200 7 炉油入口 321 炉油出口498 20 45辐射段 饱和蒸汽入口191 1 25 过热蒸汽出口230 260 1 2 加热炉 加热炉注汽4353 5 循环比0 15 0 25 塔顶油气1420 10 顶循抽出173返回 60 柴油抽出252回流 120 中段回流抽出310返回 220 蜡油抽出357回流 220 油气入塔420 分馏塔底321 分馏塔 渣油进分馏塔272 放空塔塔顶120 1500 06 0 12 3 4 2 吸收稳定及脱硫部分 项目温度 压力 MPa g 备注 压缩机入口400 04 压缩机出口 1241 35 溶剂油吸收塔顶 451 28 重柴吸收塔顶 461 25 稳定塔顶 801 35 脱吸塔顶 901 22 26 干气脱硫塔顶 43 1 0 液化干气脱硫塔顶401 6 液化干气脱硫醇二级纤维 膜接触器 401 6 3 53 5 生产工艺流程生产工艺流程 3 5 1 焦化部分 焦化原料来自罐区 140 150 原料进装置后首先经重柴 原料油换热器 E 03 1 2 与焦化重柴 换热后进入原料油缓冲罐 D 01 由原料泵 P 01 1 2 抽出先后经重柴 原料油换 热器 E 03 3 6 中段油 原料换热器 E 04 1 4 蜡油 原 料油换热器 E 05 1 4 换热后分两路 一路直接进入分馏塔 C 02 底 另一路进入入分馏塔 C 02 下段换热区 在此与 来自焦炭塔 C 01 1 2 的热油气接触洗涤换热 原料油与热油 气中的被冷凝的循环油一起流入塔底 经加热炉进料泵 P 02 1 2 抽出 分六路在流控下打入焦化加热炉 F 01 快速升温到 500 然后经四通阀入焦炭塔 C 01 1 2 底部 焦化加热炉每路设 3 个注汽点 以加速炉管内流速 减缓管内结焦 循环油和原料油一起在焦炭塔内由于高温长停留时间 产生裂 解 缩合等一系列反应 最后生成富气 溶剂油 重柴 蜡油等 产品和石油焦 焦炭结聚在塔内 高温油气经中段油馏分急冷后 流入分馏塔换热板下 从焦炭塔顶流出的热油气入分馏塔 C 02 换热段 与原料油 直接换热后冷凝出循环油落入塔底 其余大量油气上升经六层换热 27 板 五层浮阀塔板 后进入蜡油集油箱 自蜡油集油箱以上分馏段从 下往上分馏出蜡油 重柴 溶剂油 和富气 分馏塔蜡油集油箱之蜡油一部分由蜡油回流泵 P 08 1 2 抽出后分两股 一股返回蜡油集油箱下作热回流 另一股送至吸收 稳定部分稳定塔塔底重沸器做热源 换热后返回焦化部分经蜡油 原料油换热器 E 05 1 4 蜡油蒸汽发生器 ER 01 1 2 换热 后一部分返回分馏塔 8 分馏板作取热回流 另一部分蜡油 除氧水 换热器 E 07 1 2 蜡油空冷器 A 04 1 4 冷到 90 送出装 置 中段回流油从分馏塔抽出 由中段回流泵 P 07 1 2 抽送 至中段油 原料油换热器 E 04 1 4 换热到 220 后返回分馏塔 14 分馏板作回流 其中分出一股作为焦炭塔顶急冷油 重柴从分馏塔柴油集油箱由重柴 泵 P 06 1 2 抽出 一部 分返回重柴 集油箱下做热回流 一部分至 重柴 原料油换热器 E 03 1 6 换热后分二股 一部分与换热后的富吸收重柴 混合 作 为分馏塔 22 板取热回流 另一部分经重柴 富吸收油换热器换热 再经重柴空冷器 A 03 1 6 冷却到 55 部分换热后返回分馏 塔 另一部分再分二股 一股作为重柴产品出装置 另一股冷却至 贫吸收重柴泵打入重柴 吸收塔 C 54 作为重柴吸收剂用 自重柴 吸收塔 C 54 底返回的富吸收重柴经与重柴换热后及重柴空冷器 来的重柴一起 作为分馏塔柴油 22 板取热回流 为了保证燃料气入加热炉火嘴前不带凝液 燃料气与自分馏塔 来的顶循回流油经顶循 瓦斯换热器 E 02 换热至 110 供加热 炉使用 顶循回流油与燃料气换热后 再由塔顶循环回流泵 P 05 1 2 送出经与除氧水 除盐水换热后 经分馏塔顶循空冷器 A 02 1 6 冷却到 60 返回到分馏塔 控制分馏塔顶温度 28 分馏塔顶油气经塔顶空冷器 A 01 1 12 分馏塔顶后冷器 E 01 1 8 冷却到 40 流入分馏塔顶气液分离罐 D 02 分 出的焦化富气经压缩机入口分液罐分液后进入富气压缩机 汽油由 泵送出去吸收稳定部分汽油吸收塔 C 51 作吸收剂 含硫污水液 控下由含硫污水泵 P 12 1 2 送出装置 焦炭塔吹汽 冷焦产生的大量高温蒸汽及少量油气进入放空塔 C 03 从顶部打入蜡油馏分 洗涤下油气中的重柴 以上馏分 放空塔底重油用泵 P 13 1 2 抽出 送经水箱冷却器 E 13 冷却后 一部分作为放空塔顶回流 控制顶部气相温度 140 左右 另一部分在液面控制下送出装置至污油罐或回炼 放空 塔顶大量蒸汽及油气直接进入空冷器 A 05 1 8 放空塔顶 后冷器 E 12 1 4 冷到 40 进入塔顶气液分离罐 D 16 分出的轻污油由污油污水泵 P 14 1 2 送出装置 污水至冷切 焦水系统隔油处理后作为冷切焦水补充水 不凝气排入瓦斯放火炬 系统 3 5 2 吸收稳定部分 自焦化部分来的富气经焦化富气压缩机 K 51 升压到 1 35MPa 然后经富气空冷器 A 01 1 2 冷却到 60 后 与溶 剂油吸收塔 C 51 底富吸收油 脱吸塔 C 52 顶气进入饱和 吸收油冷却器 E 01 1 2 冷却到 40 进入焦化富气平衡罐 分液后的气体进入溶剂油 吸收塔 C 51 用焦化部分来的溶剂油吸 收 用稳定溶剂油 作为补充吸收剂增加对富气中 C3 C4 的吸收率 为提高吸收率 溶剂油吸收塔设两个中段回流 溶剂油吸收塔顶 流出的贫气去重柴吸收塔 经重柴吸收脱去气体中的溶剂油组分后 去脱硫部分 塔底富吸收重柴 在塔底液面控制下自压经换热后返回 分馏塔作回流 富气平衡罐平衡后的溶剂油自罐底作为脱吸塔进料 29 经脱吸塔进料泵抽送与稳定塔底的稳定溶剂油 经脱吸塔进料 稳定 溶剂油换热器换热至 90 后进脱吸塔顶 在塔中脱除富吸收溶剂 油中的 C2 以上组分 脱吸塔底脱乙烷溶剂油 作为稳定塔进料 经 稳定塔进料 稳定溶剂油 换热器换热后进入稳定塔 C 53 第 20 24 28 层 稳定塔顶气经稳定塔顶冷凝器冷却至40 后进入 稳定塔顶回流罐 罐中的液化气由稳定塔顶回流泵送出后分为两股 一部分作为回流返回稳定塔顶控制液化气中的C5 含量 另一部分 液化气液控下去脱硫部分 稳定塔底的稳定溶剂油 依次经稳定塔 进料 稳定溶剂油 换热器 脱吸塔进料 稳定溶剂油换热器换热后经 过稳定溶剂油空冷器 稳定溶剂油 冷却器冷却至 40 一部分稳 定溶剂油由补充吸收剂泵打入溶剂油 吸收塔第 40 层作补充吸收剂 另一部分稳定溶剂油 在稳定塔液控下出装置 3 5 3 脱硫部分 自吸收稳定部分来的干气 分别进入干气脱硫塔 C 71 及液化 气脱硫塔 C 72 用 MDEA 溶剂进行脱硫 干气脱硫塔顶流出的净 化干气在压控下并入燃料气管网 干气 脱硫塔顶的净化干气送至干 气脱硫醇部分 干气脱硫塔 脱硫塔底富溶剂混合自压去装置外再生 经胺液吸收脱除硫化氢的干气 经 MERICHEM 公司提供的篮式过滤 器过滤后进入干气脱硫醇一级纤维膜接触器顶部 在此与自干气 脱硫醇二级纤维膜接触器来的碱液接触 碱液在开工前已循环 首先湿润接触器中的金属纤维 并沿纤维丝向下流动 干气顺着纤 维束与碱液同方向平行流动 使得干气 与碱液之间在纤维束上形成 一层流动的薄膜 从而增大了传质面积 提高传质速率 硫化氢和 硫醇被抽提到碱液中 含有硫化钠和硫醇钠盐的碱液脱离纤维 在 分离器底部沉降 循环碱液自压至碱液氧化部分 一级碱洗后的干 30 气从分离器顶部出来进入装在干气 脱硫醇二级纤维膜接触器上的 第二级纤维膜接触 器 再与高浓度的碱液在纤维束上相互接触 脱 除剩余的有机硫 干气 和碱液在分离器中沉降分离 分离后碱液 通过界面控制至碱液一级循环泵入口 二次碱洗后的干气从分离器 顶部出来在压控下送出装置 从干气 脱硫醇一级纤维膜接触 器底 部沉降的含有硫醇钠盐循环碱液通过流量和液位串级控制进入干气 脱硫醇碱液加热器 用蒸汽加热碱液至60 左右 在碱液氧化混 合器中注入一定量空气 与空气混合后的碱液进入液化气脱硫醇碱 液氧化塔 在碱液氧化塔中硫醇钠盐与空气中的氧发生反应 转化 为二硫化物和碱液 从碱液氧化塔顶出来的含有二硫化物的碱液进 入干气脱硫醇二硫化物分离罐 在此碱液与剩余的空气和二硫化物 进行分离 废气从碱液氧化气液分馏罐顶通过压力控制送到酸性气 火炬管网 硫化物为油相浮在碱液上面 当油层升高后 二流化物 溢流过设在罐中 的隔板 在隔板的另一侧作为二硫化物的贮罐 当 液面升高后 用干气 脱硫醇二硫化物 泵将二硫化物抽出打入装置内 污油系统 分出二硫化物的碱液通过干气脱硫醇碱液二级循环泵升 压经干气脱硫醇碱液冷却器冷却后打入一级纤维膜接触器顶部循环 使用 当循环碱液浓度降低至一定浓度而液化气中硫醇不合格时 用泵将碱渣送出装置 碱液配制罐内配制好的含有新鲜催化剂的 10 NaOH 溶液用碱液补给泵打入干气 脱硫醇二硫化物分离罐做为抽 提碱液 3 63 6 自动控制水平自动控制水平 3 6 1 生产装置对仪表和自动化水平的要求 本装置为连续生产工艺过程 工艺介质易燃易爆 部分介质具有 高温 腐蚀 毒性等特征 故对自控设备选型 防爆 防腐 安全性 等要求严格 设计选用的自控设备必须质量可靠 技术先进 经济合 31 理 性能稳定 有成熟的使用经验和有力的技术支持 以满足装置对 自动化水平的需要 3 6 2 生产过程的自控水平以及控制 检测仪表选型原则 本装置工艺技术先进 运行条件苛刻 测控点多 控制要求复杂 为保证装置安全 平稳 长周期 满负荷和高质量运行 并为装置的 先进控制 优化控制和信息管理建立基础 本装置采用分散控制系统 DCS 通过 DCS 对各工艺过程进行集中控制 监测 记录和报警 为了确保装置操作人员的人身安全 保证装置安全 平稳运行 本 装置设置一套独立于过程控制系统的紧急停车和安全联锁 ESD 独立 完成安全保护功能 ESD 系统选用成熟的 经过实际应用考验的系统 可充分满足石油化工装置的紧急停车和安全联锁的需要 ESD 系统的 安全等级应符合 IEC61508 DIN V19250 标准并通过安全认证 本装置操作站及控制机柜均放置于控制室 自动地为检测和控 制仪表建立应用及维护档案 进行预测维护管理 以保证仪表的可靠 运行 减少维护工作量 提高设备的管理效率 3 6 2 1 控制室仪表 a 室内对各工艺过程控制 监测 记录和报警采用 DCS 系统 本装置 DCS 硬件配置如下 CRT 操作站 3 台 工程师站 1 台 AMS 站 1 台 报表及报警打印机 2 台 激光打印机 1 台 冗余的控制模件 机柜 安全栅柜及相应的设备 DCS 规模 32 控制回路 170 个 输入输出点数 1198 点 其中 AI 4 20mA 520 点 AO 4 20mA 170 点 TC mV 340 点 PI 6 点 DI 150 点 DO 12 点 b 对加热炉安全保护采用 ESD 系统 ESD 系统独立于过程控制系 统 本装置 ESD 硬件配置如下 CRT 操作站 1 台 工程师 SOE 站 1 台 报警打印机 1 台 激光打印机 1 台 冗余的控制模件 机柜及相应的设备 辅助操作台 2 个 安装紧急停炉按钮 旁路按钮 复位按钮 指示灯 蜂鸣器等 ESD 规模 输入输出点数 356 点 其中 AI16 点 DI 280 点 33 DO 60 点 3 6 2 2 现场仪表 本装置对部分国内尚不成熟 质量不够稳定 技术不够先进可靠 的仪表从国外引进 本装置现场电动仪表 变送器 电气阀门定位器等 选用本质安 全型 防爆等级应达到 Ex ib CT4 及以上要求 在线分析仪表 安全 仪表 流量计 电磁阀等选用隔爆型 防爆等级应达到 Ex d CT4 及以 上要求 变送器 电气阀门定位器 流量计等选用智能仪表 所有现场安装仪表的防护等级不低于 IP65 安全栅选用隔离式安全栅 a 温度仪表 就地检测选用双金属温度计 远传检测选用 IEC 标准 K 型热电偶 接线盒为防水型 在合金钢管线及设备上安装的热电偶采用法兰连接 形式 管线上测温元件无特殊要求时一般选用螺纹连接形式 b 压力仪表 现场压力指示一般选用弹簧管压力表 微压场合选用膜盒微压计 远传压力用压力变送器 c 流量仪表 一般控制和测量采用节流装置与差压变送器配套 装置之间计量 采用流量计 d 液位仪表 一般选用双法兰差压变送器 界位和小量程液位测量采用电动外 浮筒液位变送器 一般就地液 界 位测量选用玻璃板液位计 e 在线分析仪表 根据工艺需要 设置相应的在线分析仪表 优先选用可与 DCS 通讯 34 的仪表 f 安全仪表 凡在装置区内可能有油气 氢气等可燃气体泄漏和积聚的场所 设有可燃性气体检测报警器 凡有硫化氢气体可能泄漏和积聚的场所 设有硫化氢气体检测报警器 信号直接送至 DCS 报警 g 调节阀 根据工艺介质的特点及要求选择调节阀的类型 材质 压力等级 及执行机构的类型 国内订货部分计算标准依据为 ISA 标准 国外订货部分按国外供 货厂商各自的标准计算 h 随设备成套供应的仪表及控制系统范围 水利除焦控制系统随设备成套 压缩机组仪表及控制系统随机组设 备成套 3 6 3 主要的检测及自动控制方案 本装置以单回路定值控制和串级控制为基础 根据控制需要选用 复杂控制 3 6 3 1 原料缓冲罐设液位控制 并设有双套仪表 3 6 3 2 加热炉为四路进料 分别设流量控制 由于加热炉采用双面 辐射 多点注汽 双向烧焦 在线清焦等技术 为防止辐射炉管结 焦 炉管管壁设有热电偶检测温度 3 6 3 3 加热炉炉膛设有两台氧化镐氧含量分析仪 根据氧含量通过鼓 风机的变频调速器调节进加热炉的总风量 加热炉炉膛压力通过烟气 引风机的变频调速器调节加热炉的热烟气抽出量 当烟气引风机的变频 调速器出现故障时 手动切换到加热炉两个炉膛压力分别调节加热炉的 烟道挡板 3 6 3 4 分馏塔各段回流设流量和温度控制 各段集油箱分别设有液 35 位控制 并装有双套仪表 3 6 3 5 加热炉出口温度与燃料气压力串级调节加热炉燃料气量 3 6 3 6 分馏塔顶气液分离罐设液位和界位控制 3 6 3 7 溶剂油吸收塔 重柴吸收塔 脱吸塔 稳定塔等设有液位控 制 塔顶压力控制和塔顶进料或回流流量控制 3 6 3 8 焦炭塔料位测量采用放射性料位计及表面热电偶 用于测量判 断焦炭塔料位 3 6 4 保证自控系统及安全联锁系统正常运行的主要安全技术措施 3 6 4 1 现场仪表 控制系统及安全联锁系统均选用先进可靠的产品 DCS 控制器 电源单元 通讯网络 控制类 I O 卡等都采用冗余配置 ESD 系统应具备相应的安全等级 并具有完备的冗余和容错技术 包括 设备冗余和工作性能冗余 自动控制系统及安全联锁系统采用 UPS 电源 3 6 4 2 本装置主要安全联锁保护内容 a 烟气出加热炉对流室温度过高时 联锁切断加热炉进料 燃料 紧急注蒸汽 加热炉改为自然通风 联锁停引风机和通风机 b 空气预热器烟气入口或出口温度过高时 加热炉改为自然通风 联锁停引风机 c 气预热器空气入口压力过低或出口压力过高时 加热炉改为自 然通风 停引风机 d 主火嘴燃料气压力或加热炉进料流量过低时 切断对应管程主 火嘴燃料气 e 长明灯燃料气压力过低时 切断对应炉膛主火嘴和长明灯燃料 气 3 6 5 主要仪表一览表 3 6 5 1 国内订货仪表 36 双金属温度计300 支 热电偶306 支 不锈钢压力表410 台 膜盒压力表30 台 压力开关6 台 节流装置108 套 玻璃板液位计82 台 雷达液位计 2 台 电动内浮球液位变送器12 台 电动外浮筒液位变送器25 台 可燃气体检测变送器32 台 H2S 浓度检测变送器8 台 调节阀124 台 切断阀12 台 自力式调节阀 12 台 电气转换器 电气阀门定位器132 台 长行程执行机构8 台 空气过滤减压阀160 台 现场指示仪4 台 24VDC 电源2 套 智能压力 差压变送器200 台 智能双法兰差压变送器47 台 智能温度变送器33 台 隔离式安全栅890 台 防爆三通电磁阀34 台 V 型锥流量计12 台 37 靶式流量计 5 台 超声波流量计 电磁流量计4 台 楔式流量计 14 台 氧化锆氧分析仪2 台 放射性料位计 2 套 报警设定器 24 台 仪表箱 280 台 配电盘柜1 个 安全栅柜 端子柜5 个 隔离液冲灌装置 1 套 3 6 5 2 国外订货仪表 集散控制系统 DCS 1 套 紧急停车和安全联锁系统系统 ESD 1 套 3 73 7 主要设备的选择主要设备的选择 3 7 1 延迟焦化加热炉 本装置共包括一台联合延迟焦化加热炉 一套烟气余热回收系统 及 120 米混凝土烟囱 焦化加热炉热负荷 43 72MW 包括余热回收系 统在内的加热炉热效率可达 90 3 7 1 1 加热炉 该联合加热炉采用二辐射室二对流室四管程水平管双面辐射箱式 炉炉型 每个辐射室由挡火墙分为两个炉膛 炉底共设有96台低氧化 氮扁平焰气体燃烧器 工艺介质先经对流室再进入辐射室加热至工艺 所需温度 辐射盘管采用单排水平管双面辐射布置 其目的在于保证 管内两相流动能达到理想的流型 并且使得管外热强度