茂名石化实习报告 延迟焦化论文

专业班级姓名学号成绩茂名石化实习报告作为一名化工型学子，我有幸亲临茂名石油化工有限公司，亲自动手参与生产实践，确实深有感触。在学校里的理论学习或许比较深刻和透彻，但缺乏了动手实践的机会，可能就会显得有些枯燥乏味，这次的生产实习让我们体会到，实践出真知。唯有理论知识与生产实践相互结合起来，才会让我们意识到学以所用的巨大魅力。通过了解实习老师的讲解，茂石化1999年原油加工能力由850万吨/年扩大到1350万吨/年，成为我国首座炼油能力超千万吨的炼化基地。2004年以来，新建了100万吨/年焦化装置、120万吨/年催化重整装置、260万吨/年柴油加氢装置，并将1套60万吨/年的焦化装置改造为100万吨/年，使炼油加工手段更为完备，装置结构进一步合理。2004年12月15日，公司对乙烯实施改扩建，仅用21个月就于2006年9月16日建成投产,创下了国内同类乙烯工程建设工期短、投资省、开车好、设备和技术国产化程度高的新纪录。至此，乙烯生产能力由36万吨/年扩大到100万吨/年，茂名分公司成为我国首座100万吨/年乙烯生产基地。这样，茂名分公司就拥有了千万吨级的炼油和百万吨级的乙烯，其炼化规模在国内名列前茅，每年可为市场提供260多万吨的化工产品和1000多万吨的炼油产品，年均销售收入将超过800亿元，年均利税将超过100亿元，同时还可以带动数百亿元乃至上千亿元的乙烯后加工产值该在这近一个月的时间内，我收获了很多的东西，这些都是我在学校里和课本上找不到的，现在我们已经是大四了，马上就要踏入社会，这些实践性的东西对我们来说是至关重要的，它让我们脱离了书生的稚气，增加了对社会的感性认识、对知识的更深入的了解。一下就是我在实习期间通过师傅的讲授，老师的讲解，同学的讲解以及我的自学获得的一些延迟焦化车间的知识。延迟焦化炼油工业中曾经用过的焦化方法主要是釜式焦化、平炉焦化、接触焦化、延迟焦化、流化焦化和灵活焦化等。延迟焦化应用最广泛，是炼油厂提高轻质油收率和生产石油焦的主要手段，在我国炼油工业中将继续发挥重要作用。焦炭化简称焦化是深度热裂化过程，也是处理渣油的手段之一。原理焦化过程是对重质油进行无催化剂的热破坏加工，减压渣油加热到490505的高温，就发生一系列的热裂解和缩合反应。热裂解反应是吸热反应，其产物是轻质油；缩合反应是放热反应，产物是焦炭。热裂解反应在焦化过程中占主导地位，因此焦化过程表现为吸热反应，加热炉为反应提供热源。即在焦炭塔结焦，而不在炉管和其它地方结焦。尤其是某些行业对优质石油焦的特殊需求，致使焦化过程在炼油工业中一直占据着重要地位。一、延迟焦化的原料延迟焦化以贫氢重质残油如减压渣油、裂化渣油以及沥青等为原料，在高温400500下进行深度热裂化反应，如原油、常压重油、减压渣油、沥青等，以及硫含量较高、残炭值高达50的残渣原料，甚至是芳香烃含量很高难以裂化的催化裂化澄清油和热裂解渣油等。通过裂解反应，使渣油的一部分转化为气体烃和轻质油品；由于缩合反应，使渣油的另一部分转化为焦炭。一方面由于原料重，含相当数量的芳烃，另一方面焦化的反应条件更加苛刻，因此缩合反应占很大比重，生成焦炭多。二、延迟焦化的产品特性延迟焦化的产品包括气体、汽油、柴油、蜡油和石油焦，其产率及性质在很大程度上取决于原料性质。气体。焦化气体含有较多的甲烷、乙烷和少量烯烃。汽油。焦化汽油含有较多的不饱和烃，并且含有较多的硫、氮等非烃化合物，其安定性较差。柴油。焦化柴油的安定性差，残炭值高，以石蜡基原油的减压渣油为原料时所得焦化柴油的十六烷值较高。蜡油。焦化蜡油的烃类组成和直馏蜡油基本相同，重金属含量较低，硫、氮含量较高，可用作催化裂化和加氢裂化的原料。石油焦。石油焦是焦炭化过程的特有产品。我国延迟焦化生产的石油焦属于低硫石油焦，一般硫含量小于2。从焦炭塔出来的生焦含有812的挥发分，经1300煅烧可变成熟焦，挥发分降至05以下，可用于冶炼工业和化学工业。石油焦的用途不同，对石油焦产品质量的要求也不同。一级焦用做冶炼钢和铝的工业电极焦，它的质量要求最为严格；二级焦用做一般电极和绝缘材料，一些主要指标同于一级焦标准，但是不如一级焦那么严格；三级焦作为冶金工业的燃料，它的质量要求不高，在一般的延迟焦化工艺条件下都能生产；等外焦则多用于煅烧和民用燃料，无过高质量要求，只控制挥发分不大于16挥发分与原料的含盐量有关。三、延迟焦化工艺流程延迟焦化的工艺流程如下图所示。原料油换热后进入分馏塔下部，与来自焦炭塔的高温油气（430440）换热，一方面加热原料油，将原料油中的轻质油蒸发出来，同时又将过热的焦化油气降至可进行分馏的温度。原料油和循环油一起从分馏塔的塔底抽出，送至加热炉加热到500左右，然后经过四通阀进入焦炭塔底部。热的原料油在焦炭塔内进行裂解、缩合等反应，最后生成焦炭。焦炭聚集在焦炭塔内，反应油气自焦炭塔顶部逸出，进入分馏塔，得到焦化气、汽油、柴油、蜡油和循环油。延迟焦化工艺流程示意图1、焦化反应化学原理焦化原料油所含烃类的分子很大，并有相当数量的芳烃。1裂解反应在高温400550条件下，大分子烃类裂解生成小分子烃类，使渣油转化为气体烃和轻质油品；2缩合反应烃类又发生缩合反应，使渣油转化成焦炭。缩合反应是指小分子烃类相互作用生成较大分子的化合物，同时还生成其它小分子的化合物。各种烃类在焦化过程中的反应是不相同的。烷烃在400600下易裂解为小分子的烷烃与烯烃。环烷烃可裂解成烯烃或脱氢转化为芳烃。裂解反应示例如下1断链2裂环3脱氢缩合反应示例如下芳香烃不易裂解，而易发生缩合反应，成为大分子的多环或稠环烃，并可与烯烃缩合生成石油焦。石油焦的组成和普通焦炭相似，所以也叫焦炭。四、工艺流程延迟焦化装置的生产工艺分为焦化和除焦两部分，焦化为连续操作，除焦为间隙操作。由于工业装置一般设有两个或四个焦炭塔，所以整个生产过程仍为连续操作。延迟焦化装置的工艺流程有不同的类型，就生产规模而言，有一炉两塔（焦炭塔）流程、两炉四塔流程等。1原油预热阶段焦化原料减压渣油先进入原料缓冲罐，再用泵送入加热炉对流段升温至340350左右。2经预热后的原油进入分馏塔底，与焦炭塔产出的油气在分馏塔内（塔底温度不超过400）换热。作用一方面把原料中的轻质油蒸出来，同时又加热了原料（至390395左右）。原油预热阶段焦化原料减压渣油先进入原料缓冲罐，再用泵送入加热炉对流段升温至340350左右。经预热后的原油进入分馏塔底，与焦炭塔产出的油气在分馏塔内（塔底温度不超过400）换热。作用一方面把原料中的轻质油蒸出来，同时又加热了原料（390395左右）。原料油和循环油一起从分馏塔底抽出，用热油泵打进加热炉辐射段，加热到焦化反应所需的温度（500左右），再通过四通阀由下部进入焦炭塔，进行焦化反应。为防止油在炉管内反应结焦，需向炉管内注水，以加大管内流速（一般为2M/S以上），缩短油在管内的停留时间，注水量约为原料油的2左右。进入焦炭塔的高压渣油，需在塔内停留足够时间，以便进行充分反应。原料在焦炭塔内反应生成焦炭聚积在焦炭塔内，油气从焦炭塔顶出来进入分馏塔，与原料油换热后，经过分馏得到气体、汽油、柴油和蜡油。塔底循环油和原料一起再进行焦化反应。焦化生成的焦炭留在焦炭塔内，通过水力除焦从塔内排出。焦炭塔是两台一组，每套延迟焦化装置中有的是一组两台，有的是两组四台焦炭塔。两组塔既可单独操作，又可并联操作，在每组塔中，一台塔在反应生焦时，另一台则处于除焦阶段。即当一台塔内焦炭积聚到一定高度时（一般为塔高的2/3左右高度时）进行切换，切换后通入蒸气除去轻质烃类并注水冷却，然后除焦。每台塔的切换周期一般为48小时，其中结焦24小时，除焦及其它辅助操作24小时。流程我们实习的延迟焦化装置由一个加热炉与两个焦炭塔构成。一个焦炭塔在反应生焦时，另一个焦炭塔做水力除焦，两塔互为轮换，每个塔一般在20小时或24小时内分别经历初始预热、循环升温、切换（小吹汽）、大吹汽、给水冷焦、水力除焦等过程。这些过程中给水冷焦前的几个过程都会。对整个装置的操作带来明显的影响，特别是会引起分馏塔各部分温度的波动。其中初始预热一般持续14小时，初期会使分馏塔温度下降，随后温度缓慢回升。循环升温一般持续4到6小时，初期会引起分馏塔温度大幅度下降，随后温度也会回升，但过程很缓慢。换塔一般持续1到2个小时左右，初期温度激剧下降，随后温度又会较快速的上升。大吹汽阶段一般持续1到2个小时，初期主要是分馏塔上部温度下降，随后分馏塔温度会整体上升。大吹汽后1到2个小时内分馏塔恢复正常操作。延迟焦化装置所产气体、汽油，分别用气体压缩机和泵送入吸收稳定部分进行分离得到干气及液化气，并使汽油的蒸汽压合格；柴油需要加氢精制；蜡油可作为催化裂化原料或燃料油。延迟焦化装置的主要矛盾在于使用的原料为重质油，容易结焦，但希望它在焦炭塔中结焦，而不希望它在加热炉、转油线、焦炭塔馏出线和分馏塔底等处结焦。这个矛盾解决了，就可以操作平稳，延长开工周期。为了解决这个矛盾，在流程设计上就要考虑采取措施。如在原料油进加热炉辐射管之前，注入蒸汽或软化水，以加大原料油在炉管中的流速；在分馏塔底设循环油泵，并在泵入口加过滤器，滤掉焦炭塔油气带来的粉焦。五、延迟焦化过程的主要设备（一）焦炭塔焦炭塔是用厚锅炉钢板制成的空筒，是进行焦化反应的场所。一般焦炭塔的高度在30米以下为宜。太高则操作时易产生振动或损坏塔壁，又浪费钢材。塔的顶部设有除焦口、油气出口；塔侧设有料面指示计口。延迟焦化的化学反应主要是在焦炭塔内进行，生成的焦炭也都积存在此塔内。随着油料的不断引入，焦层逐渐升高；为了防止泡沫层冲出塔顶而引起油气管线及分馏塔的结焦，在焦炭塔的不同高度位置，装有能监测焦炭高度的料位计。塔底部为锥形，锥体底端为排焦口，正常生产时用法兰盖封死，排焦时打开。在运转中，分馏塔有时也会出现结焦现象，为此需控制塔底温度不超过400，并采用塔底油循环过滤的方法滤去焦粉和加强液体的流动来加以防止。焦炭塔的塔体变形、开裂及可能产生的腐蚀（二）水力除焦设备焦炭塔是轮换使用的，即当一个塔内焦炭聚结到一定高度时，通过四通阀将原料切换到另一个焦炭塔聚结焦炭的焦炭塔先用蒸汽冷却，然后进行水力除焦。目前的除焦设备都已采用高压水力除焦法。除焦用水力除焦法，即采用118MPA高压水除焦。余下的焦炭落入焦池，同时用桥式起重抓斗送到别处存放或装车外运。（三）除焦原理由高压水泵输送的高压水，经过水龙带、钻杆到水力切焦器的喷嘴，从水力切焦器喷嘴喷出的高压水形成高压射流，借高压射流的强大冲击力将石油焦切割下来，使之与水一起由塔底流出。钻杆不断地升降和转动，直到把焦炭塔内石油焦全部除净为止。水力除焦装置有两种形式有井架除焦装置和无井架除焦装置。清洁水从进水管进入高位贮水罐，由高压水泵输送的高压水经泵出口管到焦炭塔的顶部，用水龙带送到水龙头，进入空心的钻杆和切焦器。高压水经切焦器上的喷嘴喷到焦炭塔里，约118MPA的高压水将塔中焦炭切割破碎，水和切割下来的焦炭一同落到焦炭塔底，经28溜槽进入贮焦场。焦场的水经过几道栅栏流入吸水井，而落入焦场的石油焦用桥氏吊车抓走分开堆放。（四）无焰燃烧炉焦化加热炉是本装置的核心设备，其作用是将炉内迅速流动的渣油加热至500左右的高温。无焰燃烧炉，由内燃机、发电机、预热器和电加热锅炉组成。在预热器的一侧有一内燃机。在预热器内的上部带有冷却系统换热器。在预热器内的下部带有一消声换热器。在预热器内的右部有一水净化换热器。可用于社区和小型单位供暖系统。既可燃气又可燃油，还可燃烧具有燃烧条件的一定比例的水蒸汽。废气经排气管进入各换热器，由换热器对预热器内的水加热，再进入电热锅炉再加热，然后进入供暖系统。由内燃机带动发电机发电，可对电热锅炉内的水进行加热。它的优点在于体积小，重量轻，结构简单。又具有燃料利用率高，热效率高的特点，把内燃机燃烧燃料所产生的热量绝大部分都能够回收利用。是一种较为理想的产品。因此，要求炉内有较高的传热速率以保证在短时间内给油提供足够的热量，同时要求提供均匀的热场，防止局部过热引起炉管结焦。为此，延迟焦化通常采用无焰炉。六、焦化装置结焦的原因及对策1、焦化装置结焦的原因渣油是胶体分散体系，其中沥青质构成分散相胶束的核心，胶质、芳烃以及饱和分构成分散介质。胶质、沥青质分子的基本结构是以多个芳香环组成的稠合芳香环系为核心，周围连接若干个环烷环，芳香环和环烷环上都有若干个长度不一的烷基侧链，分子中还杂有各种含硫、氮、氧基团及络合的镍、钒、铁等金属，图1是这种单元结构的示意图。而胶质、沥青质是由若干个单元薄片重叠组成。薄片间依靠分子间作用力形成个半有序的类石墨晶胞结构度达到某一值后，胶质的溶解能力降低，使渣油的胶体体系受到破坏。在加热过程中缩合反应使原有胶质结构改变，并生成新的沥青质，增加了沥青质的含量，同时胶质也发生裂解反应，使胶质的芳香性减弱，裂解反应所产生的轻质烃类降低了分散介质的分散性能，使得胶溶组分胶溶能力下降，破坏胶粒与周围油相之间物理平衡，导致沥青质析出。在这些因素的共同作用下，沥青质浓度迅速增高到分散体系的最低浓度以上，超过了分散介质与其相溶的程度，从而使沥青质发生聚沉，形成有明显界限的第二相；另一方面相对分子质量高的短侧链缩聚芳烃的沥青质受热易发生侧链断裂反应，致使沥青质在进行裂化反应的同时进行缩合、聚合、脱氢和脱烷基反应，形成焦炭状沥青质。这些焦炭状沥青质在延迟焦化加热炉管中沉积在炉管内壁上，受热后进一步缩合脱氢，最终导致加热炉管结焦。2、解决焦化装置结焦的有效技术措施增设环形分配器焦炭塔顶部急冷油由直接三点式注入改为在大油气线内增设环形分配器注入。根据实际焦粉颗粒情况，经过计算分析，增设环形分配器后，焦炭塔顶部大油气线速能达到0118M/S。延迟焦化装置标定焦炭塔顶部大油气线速为01237M/S，与装置标定时的油气线速接近。增设环形分配器后，急冷油与高温油气接触可形成屏幕状拦截面，拦截油气所携带的焦粉，减少进入分馏塔底部的焦粉量。改变阻焦剂的注入位置原设计焦化阻焦剂注入位置在加热炉入口，目的是减缓高温油品在炉管内的结焦。实际操作中发现，由于焦化原料性质的多变性和复杂性，加热炉炉管内注入35MPA蒸汽后可加快高温油品流速，使高温油品在炉管内的停留时间缩短，而高温油品在分馏塔底的停留时间却较长，两者相比较，高温油品在分馏塔底结焦的倾向更大。因此，将阻焦剂的注入位置移至分馏塔底部，可以有效减缓分馏塔底部、过滤器及其附属管线结焦。七、实习心得通过这第一次的茂石化实习之旅，我获益匪浅。一个月的学习和收益，让我懂得了不少，在此写下心得体会，以表心中的感激与感动。首先，更好的理解和掌握书本的理论知识。用实践方式与理论相结合，很好的切入了整个知识框架结构，不再是幻想出的机器或仅仅是