调研各厂高硫焦性质及用途

1、 97年各炼厂焦化炉主要参数厂名对流量 t/h辐射量 t/h油速度 m/hq有效/g辐*t辐管平均热强kc/m2辐射温升 0c原料油稳定因子循环比 r胜利49.8 64 1.45 0.14512.85*10411731.7160.285南京45.459.11.560.2352.50*10411523.7670.30广州56761.7230.17172.56*10414239.770.357长岭45.4671.530.1542.75*1041090.476荆门45.361.21.380.15112.30*1041260.351福建7594.52.140.1533.08*1041100.26待添加

2、的隐藏文字内容3茂名30.454.41.7710.1692.65*1041240.416石家庄43.761.21.3840.15973.0*1041350.40安庆40.650.51.1160.16352.28*10411415.560.268沧州65721.50.1553.03*10411623.7670.25三 调研各厂含硫焦性质及用途1、 各厂含硫焦的性质单位年产量（万吨）硫含量（%）挥发分(%)灰分(%)堆密度(g/cm3)安庆石化251.679.720.260.89广州石化211.48121.20.78茂名石化153.0-4.07.50.12福建炼化132.038.650.512、

3、含硫石油焦的用途1/.调研企业含硫焦用途 由于各厂加工进口原油品种较多，致使焦化原料含硫不一，且变化较为频繁，造成石油焦硫含量波动较大。各厂硫含量也存在较大的差异，目前含硫焦按含硫量分别出厂。下面把各厂含硫焦的销售情况介绍如下： 广州石化：该厂生产的大于3%的高硫焦于97年与江门水泥厂合作，成功地将高硫焦用于水泥厂机械立窑水泥生产线上，已经应用3。5万吨。目前，该厂含硫焦主要销售到水泥厂、热电厂，小于3%的含硫焦用于出口和国内碳素厂。 安庆石化：含硫焦销售年出口5万吨，本厂热电厂掺烧发电，掺烧比10-20%，其它用于国内各碳素厂。 茂名石化：含硫焦出口每年5万吨，主要出口到日本和印度，由于硫含

4、量大于3%，国内销售主要用于金属冶炼厂和热电厂做燃料。 福建炼化：含硫焦大于2.5%：用于冶炼电石和生产结晶硅等，9万吨/年； 含硫焦小于2.5%：用于炼铝业，2万吨/年； 出口日本和印尼1.5万吨。2/.其他企业高硫焦用途开发目前，各企业都在积极探索高硫焦在工业生产中的应用，有些企业已经取得了可喜的成绩，如镇海炼化总厂和上海石化股份有限公司，将高硫焦用作cfb（循环流化床）燃料来发电，从而大大开拓了高硫石油焦的出路。3/.国外高硫焦的出路据美国烃加工有关重油加工途径方面的报道，认为，在二十一世纪采用延迟焦化+石油焦汽化工艺是最有效的经济路线。（1） 石油焦汽化： 德士古汽化工艺是解决焦碳处理

5、问题的好办法，投资低又符合环保的要求。该工艺主要产品方案是生产氢和氨。焦碳汽化是多种产品联产的工艺过程，如产氢、产汽和发电。联产装置效率可超过75%。焦碳汽化的基准收益率为15%，独立发电是汽化工艺另一种产品方案，适用于需要大量电力和缺乏天然气的地方。一个日处理2200吨焦碳的联产多种产品的汽化装置中，在发电部分可提供内部使用电力140兆瓦，外输100兆瓦。每小时发汽40.8吨，同时还日产氢气70.75万立方米。该公司正在el dorado炼厂投产一套焦碳汽化联产装置，日处理石油焦166吨，向炼厂提供35兆瓦的电力和8.16吨/时的蒸汽。该装置虽然不生产氢，但可提供氧，以解除硫回收装置的瓶颈制

6、约，提供压缩风和氮气并可解决炼厂废弃物的处理。正在开发的项目还有：koch公司设计中汽化项目，该装置纳入联合循环系统，将高硫焦转化为高纯氢、不同等级的蒸汽和电力。（2） 石油焦代煤制氨 日本宇部工业公司过去以石脑油和lgp为原料生产氨，后改为廉价且资源丰富的煤。自1984年建成并沿用至今的唯一煤气化法合成氨装置，在美国德士古技术的基础上经宇部兴产改良，年产能力达到38万吨。该公司已解决了原料转换，以石油焦代替煤。石油焦比煤更便宜且生产效率高，可降低氨的制造成本。生产一吨氨需耗煤1300千克，而石油焦的耗量比煤少200千克。 四 环境保护我国焦化装置的焦碳塔吹汽、冷焦水空系统已采用了全密封塔式接

7、触冷却密闭放空系统，达到了国外现有水平。在冷焦水处理方面仍采用露天逐级沉降方法，不仅占地面积大，而且焦油挥发和焦粉飞扬，污染较严重。美国阿慧港炼厂330万吨/年焦化装置，采用封闭式冷切焦水沉降、隔油，并注入适量破乳剂加速油水分层，石油焦的破碎、筛分、封闭式管道输送、自动计量装入小火车，并设喷雾装置，周围环境很干净。当然，建这些设备和设施投资较高。下面将调研企业环保情况介绍如下：1 放空系统：调查四家企业放空系统存在着不同的差异，其中个别企业放空系统为老式放空系统，对环境造成一定的影响；安庆石化没有设置密闭放空塔，水槽冷却器位置偏低，造成放空系统憋压，该厂正在着手改造。下面将新旧放空系统比较如下

8、：、 冷焦水和切焦水处理：目前大部分企业都能做到切焦水和冷焦水的循环回用。但茂名石化冷焦水和切焦水合并使用，使切焦水含油较多，影响切焦设备正常运行。另外，有些企业冷焦水隔油处理运行不好，造成污水大量外排，影响污水处理装置。茂名石化由于该系统存在问题，切焦水和冷焦水未做到循环使用。从环保和节能角度考虑，应该进行技术改造。3、 炼厂污油回炼及国外废油回炼情况 1）.国内情况:各厂对焦化装置焦炭塔预热甩油基本做到回炼，效果较好。放空系统污油除广石化采用与甩油混合多级加温脱水作为焦炭塔急冷油全部回炼外，其他炼厂将该油送出装置。福建炼化将污水厂“三泥”进行了成功的回炼，具体方法是：将“三泥”用汽车注入焦

9、化三泥罐，用泥浆泵打入焦炭塔底，时间为焦炭塔大吹汽后，一般注入1-1.5小时注入量为8-10吨，此设施运行一年，效果很好。解决了污水厂三泥处理的难题，值得推广。 2）.国外情况：再美国，焦化装置已日趋名副其实地扮演了炼厂垃圾桶的角色。除了在原料中混对半沥青、油浆以外，还在开发不同的污油和污泥进入焦化装置回炼技术，如美国f.w、lummus、kellogg、scaltech公司，利用特殊设计的离心分离器，脱除污油和污泥中的水分，进焦碳塔回炼，这样，可以免除水对操作产生的影响。二4能耗和节能措施 近年来，延迟焦化装置的节能措施日趋深入和完善，各厂在节能方面也做了很多的探索和实践，取得了一些成果。焦

10、化装置的工艺特点决定了高温位介质能量过多，低温位的介质能量过少，从而制约了能量的换热利用率。为此，各炼厂焦化装置都在不断寻找“冷源”，优化装置换热流程，如采用分馏塔顶回流，柴油流出的热量加热水，供炼厂生活区居民的采暖和生活热水；利用柴油和蜡油流出热量来加热软化水、设置除氧器用于生产脱氧水供本装置发汽和注水。安庆石化厂采用气压机凝结水经换热后给辐射管注汽等等。这都说明焦化装置节能措施日趋多样化。有些企业把焦化装置工艺参数变化较大的机泵采用变频调速新技术取得良好效果，广州石化厂辐射进料泵采用变频调速技术，使出口压力由3.5mpa降到2.6mpa，给加热炉流量调节带来较好的条件，同时也保证了辐射泵长

11、周期运行。另外，还有企业将富气压缩机采用变频调速技术，能适应瓦斯流量变化，幅度变化较大的各种工况，单炉、双炉该气压机都能平稳运行，并且由于采用变频调速技术，可以尽量不使用反飞动，从而减轻分馏塔顶冷却器的冷却负荷，同时也节约了大量的电力，初步估算，每小时可节电200千瓦左右。 加热炉的燃料消耗占焦化总能耗的65%以上，所以提高加热炉的热效率是焦化装置节能的关键所在。许多炼厂利用焦化烟气余热加热空气，为加热炉提供热空气，有些炼厂积极探索加热炉火咀的型式，以求得燃烧较少的瓦斯，另外，有些企业利用炉内衬里，提高炉管的辐射热，从而使加热炉效率达到90%。5各厂加工成本及费用情况随着石化企业管理水平的提高

12、，各厂已经开始着手降低加工费用，取得了显著的进步，下面将调研各企业加工费用情况对比如下；6焦化装置主要设备（1） 加热炉 加热炉是焦化装置的主要设备，我们这次调研安庆、广州、茂名、福建四家企业，共八台加热炉，其规格见表6-1。 目前，各企业加热炉运行工况良好，安庆石化厂三台加热炉炉管均采用刀刃式热电偶，对辐射管温度进行监控，管壁温度为540-600度,有效地防止了炉管超温运行,该厂对炉202#安装了闭路电视监控系统,并采取了声波变频吹灰技术,排烟温度控制在180度之内。广石化加热炉风机入口蝶阀加了遥控，在入口风量不足的条件下，能报警提示，并能自动打开风道快开门，有效地保证了加热炉的安全运行。但

13、也有个别企业加热炉炉膛温度偏高，炉管表面未设置热电偶，对加热炉的安全运行缺少有效的监控手段。四家企业加热炉均采用卧管单辐射立式炉，对流段由注水、过热蒸汽、原料预热和辐射渣油加温组成，这样对流、辐射段介质布置，势必导致对流段出口温度以及分馏塔蒸发段温度变化（循环比波动），分馏塔底温度波动，对流量波动以及加热炉过剩空气系数变化。另外四家企业加热炉均未采用多点注汽和在线清焦技术。（2） 焦炭塔和分馏塔 调研四家企业共有焦炭塔16台，分馏塔5台，其规格型号见表6-2国内设计焦炭塔,设计压力偏低,塔径偏小,在大负荷生产中,焦炭塔气相流数较大,在原料残炭较高时，焦炭塔生焦高度较高，泡沫层夹带焦粉明显，各厂

14、均采用注消泡剂设施，以降低泡沫层高度。福建采用了中子料位计对焦高及泡沫层的厚度进行控制，防止油气夹带焦粉进入分馏塔。国内延迟焦化装置焦炭塔材质均按低硫原料设计，在加工高硫原料时，上表焦炭塔材料，一般为20g或20g与0cr13复合材料，能否耐高硫原料腐蚀，仍是今后工作中需要研究的课题。各厂重视对焦炭塔和分馏塔的操作，注意防止冲塔，延长装置开工周期，广石化取得了分馏塔连续运行1087天的好成绩，但有的厂家目前焦炭塔未配料位计，焦炭塔地脚螺栓松动，且有缩颈现象。（3） 其它设备（气压机、辐射泵）各厂机组和辐射泵运行正常，但有些企业气压机成为制约装置大负荷操作的瓶颈，安庆厂在120万吨/年加工负荷中

15、，正在实施富气压缩机扩能工作，准备新增一台1.8万nm3/h富气压缩机，广石化气压机流量过小，也是装置超负荷运行的主要瓶颈。由于流量大时，转速无法达到正常值，影响装置处理量。福建炼化对原2mcl-406气压机进行改造，压缩机改为2mcl-407，但气轮机部分未动，压缩机与气轮不相匹配，影响装置处理量。调研装置辐射泵均为进口设备，其中德国ksb公司5台，idp日本公司4台，广州石化厂对辐射泵进行了变频调速技术改造，取得了降低炉入口压力、节省电能的良好效果。但个别厂在大负荷处理量条件下，易造成辐射泵造负荷运行。五、管道和设备防腐随着二次加工能力的不断提高，加之各厂加工原料中硫含量不断上升，焦化装置

16、原设计中设备和工业管道防腐问题明显力度不够，各家企业对焦化装置的设备和管线进行了防腐改造，尤其是在高温部位，材质进行了升级，各厂在这方面做了大量细致的工作，也取得了良好的效果，为保证高含硫原料的安全生产打下了基础。安庆石化总厂焦化装置大部分高温易腐蚀部位材质已由20#钢升级为cr5mo，对末升级的焦炭塔大油气线，12.5米油气结合管，在生产过程中强化了监控手段，以保证其安全运行；广州石化厂对加热炉对流出口管线，由原来的20#钢升级为cr5mo，蜡油抽出管线由273*8更换为273*10的厚壁管，中段抽出管线由219*7更换为219*8的厚壁管，稳定塔重沸器做了镀ni-p防腐处理，稳定系统冷换设

17、备管束由原来的10#钢升级为12alcr2mova新材料，有效地防止了硫对冷换设备的腐蚀；福建炼化焦化装置在选材上高起点，中段、蜡油、对流等抽出管线全部升级为cr5mo材质；茂名石化吸取6-16事故教训，对设计温度250度以上的碳钢管线、管件，提高了全部更换为cr5mo材质，并对调研组提交了工程计划和整改清单，共安排管线升级20项，由于材料等原因，仍有8项未升级。调研组认为，在目前加工原料腐蚀性越来越高的情况下，焦化装置高温、高硫、大处理量的工况，各企业应对焦化装置的选材及工业管道材料升级工作应该引起高度的重视，切实落实好设备检测、立项、费用安排、组织实施，真正吸取茂名6-16事故教训，使延迟

18、焦化装置向本质安全迈进。另外，各企业要从设计、设备选型、工业管道选材、工程施工管理、技术验收、安全监查等环节严格把关。以必须降低循环比来降低油气量。以达到一个新的最大交叉点。同时由于焦炭塔油气线速提高，造成油气夹带泡沫和焦粉进入分馏塔底，然后进入加热炉辐射管，易造成炉管结焦。为了降低泡沫层可采用注入阻泡剂，同时在焦炭塔上安装料位计，以监测焦炭塔物料液面。 由于受到最大允许气速和最大允许焦碳积存量限制，要提高焦碳塔处理能力，只有采取：1）.改变操作条件针对国内焦碳塔尺寸可分为两类：一类d=5400mm的焦碳塔，加工生焦量小于16%原料时，主要受气速控制，可以通过降低循环比，适当提高操作压力及适当

19、降低炉出口温度（要注入阻泡剂）来增加处理能力；但当加工生焦量大于20%原料时，在同时受到气速和生焦量的控制，所以，只有降低循环比来增加处理能力。但应考虑注入阻泡剂。另一类d=6100mm的焦炭塔，加工生焦量小于24%的原料时，主要受气速控制，可通过降低循环比，适当提高操作压力及适当降低炉出口温度（注入阻泡剂）来增加处理能力，但当加工生焦量28%的原料时，只有通过降低循环比才能增加处理能力，但应考虑注入阻泡剂。2）。缩短焦碳塔生产周期从常规24小时降到16-18小时，提高焦碳塔的充焦利用率，在同样生焦率和炉出口温度下，可提高处理量30%-40%。下表为国内外焦炭塔生产周期对比表。 焦炭塔生产周期

20、对比表（hr）公司名称冷 焦卸底盖除 焦封底盖气密吹汽预热准备合 计瓦尔丁厂30730706412洛杉矶厂31315-813-16樱桃角厂51312-515中国炼厂6151156205 在缩短焦碳塔生产周期上，国外采取的主要手段有：1/ 采用自动卸顶、底盖技术，缩短卸盖时间，减轻劳动强度，如tack、system，可以自动遥控塔底盖的装卸。既安全又较快，但设备很贵。2/ 用冷焦步骤起代汽过程，增加冷焦水和放水流率，缩短冷焦时间。3/ 适当提高生焦塔预热温度和流量。4/ 提高高压水泵流量和扬程，更换新型切焦器，提高切焦效率。5/ 采用质量可靠的除焦设备如风动马达和水龙头。这一点，国内做的不足。

21、缩短生焦周期后，由于焦炭塔内充焦量增加以及调整实际油气线速提高，回加大油气夹带泡沫和焦粉，使分馏塔底聚结焦粉并增加加热炉管内结焦。因此，应该注阻泡剂。焦炭塔增设注入阻泡剂系统，抑制泡沫层高度。另外也可采取提高操作压力，但受到国内焦炭塔设计压力较低的限制。放空系统由于缩短焦炭塔生焦周期，必然要求压缩吹汽、冷焦、除焦、装卸顶底盖、冷塔预热等步骤的时间。同时由于单塔除焦量增加，冷焦、吹汽的速率和次数也相应增加，从而增加了放空系统的负荷，所以，有些焦化装置的放空系统设备要做必要的改扩建，应该采用密闭的塔式洗涤喷淋接触冷却工艺技术，回收排放的污油和污水，消除对环境的污染。水力除焦设备由于缩短了除焦时间，应确保除焦设备的可靠性，如有井架水力除焦设备的风动马达和五挡变速绞车应改进，可采用变频绞车。最好不用卫星切焦器。国内焦炭塔直径分为两种规模：5400和6100（或6000