延迟焦化培训

1、讲课人：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX一.延迟焦化的地位和发展趋势。二.延迟焦化的原料管理的重要性和几个案例。三.延迟焦化加热炉管理四.加热炉在线清焦技术五.加热炉智能化管理六.延迟焦化的设备防腐七. 催化油浆与减压渣油的对比1.21世纪世界石油产业可能分为二个阶段：第一阶段（2001年-2030年）高油价时代第二阶段（2030年-2100年）后石油时代中国原油进口依存度2020年中国原油将消费4.56.5亿吨年份进口量（亿吨） 依存度20041.23（实际）40.220101.21.3（预计）50（预计）20202.02.2预计）60（预计）世界炼油业高度重视重油加工、重视焦化世界

2、炼油加工能力 百万桶/天19901995200020052010增长蒸馏74.675.683.689.495.828催化裂化11.912.714.61617.849.6加氢裂化2.93.44.55.26.4120重整10.710.812.113.515.343延迟焦化2.73.13.94.55.396.3延迟焦化产业快速增加由于世界燃料油需求的减少，重油深加工增加，汽油和中间馏份需求以及重质和超重质原油产量的增加，焦化在含硫原油和重质原油加工总流程中占重要地位。2000年世界焦化能力20.6Mt/a，2005年为24.4Mt/a，平均增长18.56。上个世纪焦化的发展慢于催化，但是进入新世纪后

3、，焦化发展快于催化。2001年全国焦化2164万吨/年；2002年全国焦化2525万吨/年；2003年全国焦化2930万吨/年；2004年全国焦化3725万吨/年。延迟焦化快速发展的客观因素1.资源因素：含硫重质原油产量增加2.市场因素：焦化轻质油收率，柴油收率高，焦化石脑油是一种良好的乙烯原料，（美国侧重发展焦化，欧洲侧重发展减粘）3.环境因素：对环境影响比较大，一些国土比较小的国家如日本主要发展渣油加氢。4.经济因素：重质油价格低，波动范围小，加工成本低，效益好。延迟焦化三个发展方向1.装置规模大型化委内瑞拉最大的600万吨/年；美国的基本在300万吨/年以上；我国惠州拟建400万吨/年；

4、焦炭塔直径和高度都有所增加。2.生产技术高效化3.装置环境清洁化延迟焦化可以挖掘的节能潜力1.工艺：1）提高出力量2）原料管理3）加热炉管理4）换热流程优化5）吹气控制2.设备： 1）电机变频2）泵叶轮切削3）换热冷却设备4）管线和塔的热损失5）除焦水泵3.延长开工周期4.降低加工损失一些主要装置对原料的管理乙烯裂解：原料：直镏轻石脑油 加氢轻石脑油 要求：烷烃高重整：原料：直镏石脑油 加氢石脑油 要求：馏程 芳潜 S N 加氢裂化：原料：直镏蜡油 加氢焦蜡 要求：饱和烃多 芳香烃少 参炭低催化裂化：原料：蜡油掺渣油 350馏分 要求：残炭低 金属含量低延迟焦化：原料：渣油 脱沥青油 催化油浆

5、 污油 要求：目前国内尚无比较明确的要求 1.控制好入炉混合油性质：四组分，粘度，残炭，酸值，硫，催化剂2.原料四组分分析应该是真正影响焦化反应速率及其焦炭收率，确定焦化装置工艺参数的主要因素。一般装置只重视原料密度、残炭、硫含量的控制，缺少对四组分的分析。由于未重视原料管理造成事故的几个事例：长岭分公司加工纳波减压渣油时，焦炭产率高达29.72，液收仅仅61.54，比常规减压渣油液收少3左右，焦炭产率增加5，进料时焦炭塔出现振动，除焦时发现生成大量弹丸焦。/后经过调整，将掺炼比降到1/3，操作和焦炭质量恢复了正常/金陵分公司焦化掺炼重油催化油浆后，曾出现加热炉进料泵出口压力由3.2MPa逐渐

6、降低到2.5MPa，致使加热炉辐射量下降，不能保证正常生产。拆修发现辐射进料泵叶轮与平衡鼓之间有较多脆而松散大拿固体杂质，径向间隙堵塞。2003年2月，由于辐射进料泵无法保证，装置紧急停工。抢修发现，分馏塔底结焦1.6米，达到辐射泵侧线抽出口，两台塔底过滤器几乎被焦堵死，辐射进料泵的第一级叶轮入口处有大量焦块。对泵内和分馏塔底粘结物采样分析，诊断为催化剂固体粉末和沥青质，对粘结物灼烧灰份分别高达54.5和41.3。主要是重油催化油浆的催化剂粉末。茂明分公司焦化在掺炼催化油浆后，发现辐射进料泵内有焦粉及催化剂粉末沉积。辐射进料调节阀有卡涩现象，曾引起辐射量大幅度波动，在掺炼催化油浆后，投用仅半年

7、两个辐射调节阀因为阀心磨损关不严而被迫更换。1999年初，镇海焦化加工进口含硫原油的减压渣油，其原料四组分分析为：饱和烃28.9，芳香烃42.3，胶质18.4，沥青质10.4。按常规操作，加工仅5-7天，两台炉炉管表面温度达650度以上，判断炉管结焦，随即停工烧焦。重现开工后，由于原料未改善，不到半月炉管结焦。加强对焦化原料的管理，对新油料必须对原料进行四组分分析，原料中沥青质含量4。合理搭配原料，优化原料配置，实现不同原料的合理调配，切忌原料变化大起大落。加强与计调部门的联系，规定当班操作人员必须知晓原料名称和掺炼情况，是操作人员对原料做到心中有数。综合上述事例分析，加强焦化原料的管理，对原

8、料进行系统的分析化验，是装置安全平稳长周期生产的前提，同时也给操作做好铺垫。对装置可能出现的问题做好预案都是有很大的帮助。调整操作条件，根据原料密度，粘度，残炭，S，钠盐含量以及四组分分析数据，及时调整循环比，炉注水量，炉出口温度，焦炭塔顶温度等条件。一.在线清焦技术：定义：在不停加热炉条件下，对多管加热炉中谋一管程进行通蒸汽清焦，通过改变蒸汽量和管壁温度使焦炭剥落，达到清焦目的。使用条件：加工低热稳定性的重质原料以及消除扩能瓶颈的低循环比工况的操作条件。效果（F.W公司）1）清焦后燃料节省1015。2）单炉可连续运行三年以上，（即二年以上用蒸汽和空气烧焦一次）3）炉管表面温度降低51.7度。

9、4）炉管内压降基本恢复正常（开工前压降）。金山高桥影响炉管壁厚8.5mm12mm壁厚增加影响炉升温后炉管径向伸缩，从而影响焦炭脱落燃烧火焰短、硬、透明、没有红光，保温性能好偏高支架形式径向有限制径向无限制影响炉管径向变形升温幅度150120结焦程度严重结焦一般程度结焦在线清焦温炉管度640 620升降温速度：要求升温速度快，除第一次升降温1.5小时外，其余要求5分钟升降温150 ，高桥做不到。二.炉墙衬里与辐射炉管处理（调研资料）1.炉衬里或烟道衬里（05.10mm）作用：衬里补强，裂缝密封，提高辐射强度，炉效率提高35，炉外壁下降3060。（上海硅酸盐研究所）2.辐射炉管外表涂料：提高传热系

10、数，减少辐射结垢。3.辐射炉管采用Cr9Mo渗铝材料比Cr9Mo耐高温提高38 。三.加热炉智能控制技术现有自动控制：以燃烧控制为主，通过烟道挡板和进风蝶阀进行调节，以满足排烟温度和炉膛负压趋近设定值，实现最佳燃烧。智能控制：不以排烟氧含量为目标，而是实现工艺要求的前提下燃料消耗最低为控制目标。以相关压力、流量、温度作为检测和控制对象，解决仪表检测误差和执行机构不精确带来的不利影响，设定多项而非单一控制策略。动态优选、寻找、记忆最佳路线和最优参数组合，使加热炉始终处于最佳状态，实现节能增效目的。该技术应用在冶金行业加热炉上节约燃料510。金陵分公司三套常减压炉已应用，效果不错。大型双面辐射炉优

11、点：炉子效率达90以上，同比老式加热炉节约15投资，节约燃料气15，噪声和NOx含量达到国际先进水平。最先引进的是上海金山焦化。目前国内已有多家使用该类型炉，但也有一些人对此加热炉存在疑意。焦化装置目前加工的原料多数含硫量较高，因此设备根据不同的操作条件分别存在者高温硫腐蚀以及低温部分的湿H2S腐蚀。高温硫对设备的腐蚀从240开始，随着温度的升高而迅速加剧，到480左右，达到最高，因此腐蚀发生的范围为240500。影响高温硫腐蚀的因素一般认为主要有几方面：温度、硫化氢等活性硫的浓度，流速、材质。在这种腐蚀环境下，碳钢的腐蚀速率一般都比较高，而含铬合金钢的腐蚀率远比碳钢小，这是由于铬是具有钝化倾

12、向的元素，铬的存在能在钢表面形成双层的垢壳，其外层多孔的硫化亚铁，内层为致密的Cr2O3，当铬含量大于5以上时，则能生成比较稳定的尖晶石型化合物，因此，一般在高温硫腐蚀部位选择含铬量较高的材料。焦炭塔的高温硫腐蚀焦炭塔的高温硫腐蚀有其特殊性。同一般的高温硫腐蚀不同，焦炭塔的结焦段塔壁通常都附着一层牢固而致密的由焦炭形成的保护层，隔开了腐蚀介质，因而一般不发生腐蚀或腐蚀不严重。腐蚀主要发生在：一是焦炭塔气相的上段塔壁和顶部封头，该部位结焦焦层薄且不牢固，尤其是开口接管和立柱加强板等处传热速度快，塔内达不到结焦温度，致使塔壁裸露腐蚀。二是塔的泡沫段，由于介质波动造成对塔的冲刷，是塔壁上附着的焦层被

13、冲刷掉而造成严重腐蚀，三是塔底除焦口。 一般对接型式和搭接型式结构简单，但应力集中系数高，易产生裂纹，因此不推荐采用。圆弧过渡对接型式(对接改进型)和整体锻焊型式应力集中系数小，不易产生裂纹。美国Fluor Daniel公司Leslie PAntalffy等人曾对这四种结构进行了研究，结果见下表： 项目一般对接型式搭接型式对接改进型式整体锻焊型式加热时的应力(MPa) 459 503 375326冷却时的应力(MPa) 28630415195疲劳计算应力集中系数 1.51.51.01.0计算疲劳寿命(次) 598478550310704通过上面表格可知，整体锻焊结构从抗疲劳方面讲具有相当的优势

14、，一是结构经机加工，表面平整，尺寸精确，没有明显的凹凸不平；其次是材料经缎压后内部缺陷较少，内在质量要比焊接结构好得多：而且设计时较容易通过应力分析对锻焊结构的结构尺寸进行优化，以获得最小的应力和最长的疲劳寿命。目前已有几套大型装置采用整体锻焊结构，加工大型薄壁锻件的经验己基本成熟。 使用缓蚀剂采用缓蚀剂是减缓和控制腐蚀的有效途径，其优点是加入量小，并可以对整个系统实施保护，分馏塔顶冷凝冷却系统除了合理选择耐腐蚀材料外，注水和加注缓蚀剂是很好的工艺防腐措施。注水可以洗去胺盐晶体，注抗H2S,HCl缓蚀剂1020ppm，就可使改 该系统获得较满意的缓蚀效果。国内外还针对环烷酸腐蚀开展了一系列研究

15、，开发出了抗环烷酸腐蚀缓蚀剂，主要为含磷和不含磷二大系列，以含磷效果好。金陵公司常减压装置减压塔中曾使用过抗环烷酸腐蚀缓蚀剂，效果很好。 牺牲阳极和渗锌层保护碳钢水冷器采用牺牲阳极保护技术，可对水侧碳钢尤其是碳钢管板和管端约200mm的部位实施有效的保护，大大减缓了碳钢腐蚀速率，延长了碳钢换热器的使用寿命；碳钢换热热管采用渗锌技术可使管、壳程的腐蚀速率大大减缓，由于锌的电极电位比碳钢负，因此渗锌层既有机械隔离腐蚀介质的作用，又有牺牲阳极保护作用，是安全形的涂料。金陵分公司延迟焦化柴油冷却器碳钢管束采用了渗锌技术后，使用寿命提高了4倍以上。延迟焦化的原料通常是减压蒸馏所得的塔底油，它的物性化学组成或分子结构基本保持着“原始”状态。催化裂化油浆是催化裂化原料（减压蜡油和减压渣油），经过催化反应进入催化分馏塔底，再经过蒸馏分离所得的塔底产物。（一）二者的对比，催化裂化油浆的特点是：1.比重大：催化油浆的比重均大于1.0，明显高于