第四章延迟焦化装置岗位群

1、1第四章 延迟焦化东营职业学院东营职业学院v延迟焦化延迟焦化是一种石油二次加工技术，也是石油焦是一种石油二次加工技术，也是石油焦化中的一种主要加工过程。化中的一种主要加工过程。v以贫以贫氢氢的的重质油重质油（如减压渣油、裂化渣油等）为（如减压渣油、裂化渣油等）为原料，在高温和长反应时间条件下，进行深度的原料，在高温和长反应时间条件下，进行深度的热裂化和热裂化和缩合反应缩合反应的热加工过程，原料转化为富的热加工过程，原料转化为富气、汽油、气、汽油、柴油柴油、蜡油蜡油（重馏分油）和（重馏分油）和焦炭焦炭。【工艺简介工艺简介】v它是目前世界渣油深度加工的主要方法之一，处它是目前世界渣油深度加工的主要

2、方法之一，处理能力占渣油处理能力的三分之一。理能力占渣油处理能力的三分之一。v延迟焦化是炼油厂提高轻质油收率和生产石油焦延迟焦化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的主要手段，在我国炼油工业中将继续发挥重要作用。作用。v延迟焦化装置目前已能处理包括直馏（减粘、加延迟焦化装置目前已能处理包括直馏（减粘、加氢裂化）渣油、裂解焦油和循环油、焦油砂、沥氢裂化）渣油、裂解焦油和循环油、焦油砂、沥青、脱沥青焦油、澄清油、以及煤的衍生物、催青、脱沥青焦油、澄清油、以及煤的衍生物、催化裂化油浆、炼厂污油（泥）等化裂化油浆、炼厂污油（泥）等6060余种原料。余种原料。 减

3、压渣油 延 迟 焦 化 装 置 裂解气体 焦化汽油 焦化柴油 焦化蜡油 焦炭 （530 ? 以上） 总厂燃料气管网 催化重整装置 柴油加氢改质装置 催化裂化装置 炼厂产品销售 v所产生的气体含有较多的甲烷、乙烷以及少量的所产生的气体含有较多的甲烷、乙烷以及少量的丙烯、丁烯等，可用作燃料或制氢原料丙烯、丁烯等，可用作燃料或制氢原料 减压渣油 延 迟 焦 化 装 置 裂解气体 焦化汽油 焦化柴油 焦化蜡油 焦炭 （530 ? 以上） 总厂燃料气管网 催化重整装置 柴油加氢改质装置 催化裂化装置 炼厂产品销售 v焦化汽油和焦化柴油安定性很差，其中不饱和烃、焦化汽油和焦化柴油安定性很差，其中不饱和烃、

4、硫、氮等的含量都比较高，必须经过加氢精制等硫、氮等的含量都比较高，必须经过加氢精制等精制过程后方可作为发动机燃料精制过程后方可作为发动机燃料 减压渣油 延 迟 焦 化 装 置 裂解气体 焦化汽油 焦化柴油 焦化蜡油 焦炭 （530 ? 以上） 总厂燃料气管网 催化重整装置 柴油加氢改质装置 催化裂化装置 炼厂产品销售 v焦化蜡油主要作为加氢裂化或催化裂化的原料，焦化蜡油主要作为加氢裂化或催化裂化的原料，也可作为调合燃料油；也可作为调合燃料油； 减压渣油 延 迟 焦 化 装 置 裂解气体 焦化汽油 焦化柴油 焦化蜡油 焦炭 （530 ? 以上） 总厂燃料气管网 催化重整装置 柴油加氢改质装置 催

5、化裂化装置 炼厂产品销售 v焦炭除了可用作燃料外，可用于高炉炼铁，也可焦炭除了可用作燃料外，可用于高炉炼铁，也可用于制造炼铝、炼钢的电极等用于制造炼铝、炼钢的电极等 焦化产品焦化产品焦化产品的分布和质量受原料的组成和性质、工艺过程、反应条件等多种因素影响。 典型的操作条件下，延迟焦化过程产品收率为：v 焦化气体： 7%10%（液化气干气）；v 焦化汽油： 8%15%；v 焦化柴油：26%36%；v 焦化蜡油：20%30%；v 焦炭产率：16%23%；v延迟焦化过程延迟焦化过程是现代化炼油厂中仅有的一种是现代化炼油厂中仅有的一种间歇间歇连续加连续加工工艺工工艺。v原料连续流经加热炉并加热到反应温

6、度，在原料连续流经加热炉并加热到反应温度，在高流速、短停高流速、短停留时间留时间的条件下，使原料基本不发生或只发生少量裂化反的条件下，使原料基本不发生或只发生少量裂化反应就迅速离开加热炉，应就迅速离开加热炉，避免炉管结焦避免炉管结焦；v原料进入其后绝热的焦炭塔内，借助于自身的热量，在原料进入其后绝热的焦炭塔内，借助于自身的热量，在“延迟延迟”状态下进行裂化和生焦缩合反应，将结焦过程延状态下进行裂化和生焦缩合反应，将结焦过程延迟到迟到焦炭塔焦炭塔中进行，顾名思义称之为中进行，顾名思义称之为“延迟焦化延迟焦化”过程。过程。v工艺流程工艺流程v典型的延迟焦化装置由典型的延迟焦化装置由焦化部分、分馏部

7、分、放空部分焦化部分、分馏部分、放空部分和和焦炭处理设施焦炭处理设施组成。组成。v就生产规模而言，有一炉两塔（焦炭塔）流程、两炉四就生产规模而言，有一炉两塔（焦炭塔）流程、两炉四塔流程等，塔流程等，v待一个焦炭塔处于在线充焦时，另一个焦炭塔进行蒸汽待一个焦炭塔处于在线充焦时，另一个焦炭塔进行蒸汽吹扫、冷却、除焦、升压和暖塔操作。吹扫、冷却、除焦、升压和暖塔操作。 常规延迟焦化流程示意图常规延迟焦化流程示意图 一炉两塔延迟焦化工艺原理流程一炉两塔延迟焦化工艺原理流程 两炉四塔延迟焦化工艺原理流程两炉四塔延迟焦化工艺原理流程 原料油经换热及加热炉对流管加热至原料油经换热及加热炉对流管加热至340-

8、350，进入分馏塔下部，与来自焦，进入分馏塔下部，与来自焦炭塔顶部的高温油气换热，一方面把原料油中的轻质油蒸发出来，同时加热炭塔顶部的高温油气换热，一方面把原料油中的轻质油蒸发出来，同时加热原料及淋洗下高温油气中夹带的焦末。原料和循环油一起从分馏塔底抽出，原料及淋洗下高温油气中夹带的焦末。原料和循环油一起从分馏塔底抽出，送至加热炉辐射式炉管，加热后分别经四个四通阀进入焦炭塔底部。热渣油送至加热炉辐射式炉管，加热后分别经四个四通阀进入焦炭塔底部。热渣油在塔内进行反应，最后生成焦炭聚结在焦炭塔内，生成油气从塔顶溢出，进在塔内进行反应，最后生成焦炭聚结在焦炭塔内，生成油气从塔顶溢出，进入分馏塔，与原

9、料换热后，经分馏得到气体、汽油、柴油、蜡油和循环油。入分馏塔，与原料换热后，经分馏得到气体、汽油、柴油、蜡油和循环油。分馏塔的特点：分馏塔的特点： 塔的下部是换热段，新鲜原料油与高温油气换热，同时起塔的下部是换热段，新鲜原料油与高温油气换热，同时起到洗涤的作用，将反应油气中携带的焦末淋洗下来；到洗涤的作用，将反应油气中携带的焦末淋洗下来；1. 部分塔底油进行循环，为了避免塔底结焦和堵塞。部分塔底油进行循环，为了避免塔底结焦和堵塞。延迟焦化的现场图延迟焦化的现场图v延迟焦化车间主要生产岗位有延迟焦化车间主要生产岗位有反应岗位（加热炉反应岗位（加热炉岗位、焦炭塔岗位）、分馏岗位、吸收稳定岗位、岗位

10、、焦炭塔岗位）、分馏岗位、吸收稳定岗位、脱硫岗位脱硫岗位等等v在生产中各岗位必须严格按照岗位操作规范进行在生产中各岗位必须严格按照岗位操作规范进行操作，以确保生产的正常进行操作，以确保生产的正常进行岗位一岗位一 加热炉岗加热炉岗【岗位任务岗位任务】1、将焦化原料油，在炉管里加热到焦化反应所需要、将焦化原料油，在炉管里加热到焦化反应所需要的温度，并迅速离开炉管，使焦化反应推迟到焦炭塔的温度，并迅速离开炉管，使焦化反应推迟到焦炭塔内进行。内进行。2、平稳操作，保证加热炉长周期运转，努力降低燃、平稳操作，保证加热炉长周期运转，努力降低燃料的单耗，不断提高加热炉的热效率。料的单耗，不断提高加热炉的热效

11、率。3、保持鼓、引风机的正常良好运行，加强空气预热、保持鼓、引风机的正常良好运行，加强空气预热器的管理。器的管理。4、定期检查炉管壁温、压降，炉架，炉墙，衬里等，、定期检查炉管壁温、压降，炉架，炉墙，衬里等，发现结焦等问题及时处理。发现结焦等问题及时处理。【典型案例典型案例】延迟焦化加热炉仿真延迟焦化加热炉仿真DCS图图【操作规范操作规范】【工艺原理及主要设备】一、延迟焦化加热炉作用一、延迟焦化加热炉作用焦化加热炉的作用利用燃料燃烧放出的热量，通过焦化加热炉的作用利用燃料燃烧放出的热量，通过炉管将炉内迅速流动的油品加热至炉管将炉内迅速流动的油品加热至500500左右高温左右高温的热力设备，的热

12、力设备，是焦化装置的关键设备。是焦化装置的关键设备。加热炉工作主要包括两个同时进行的过程：加热炉工作主要包括两个同时进行的过程：u其一其一是燃料在炉膛内燃烧后不断放出热量，燃烧是燃料在炉膛内燃烧后不断放出热量，燃烧产生的产生的高温烟气通过热传播将热量传递给加热炉受高温烟气通过热传播将热量传递给加热炉受热面热面，然后通过烟道由烟囱排出；，然后通过烟道由烟囱排出；u其二其二是加热炉受热面将吸收的是加热炉受热面将吸收的热量传递给受热面热量传递给受热面内的油品内的油品，使油品受热升温，通过控制调节后，达，使油品受热升温，通过控制调节后，达到生产需要的温度后送往焦炭塔。到生产需要的温度后送往焦炭塔。u要

13、求加热炉内有要求加热炉内有较高的传热速率较高的传热速率以保证在短时以保证在短时间内给油提供足够的热量，间内给油提供足够的热量，u同时要求提供同时要求提供均匀的热场均匀的热场，防止局部过热引起，防止局部过热引起炉管结焦。炉管结焦。u延迟焦化通常采用延迟焦化通常采用无焰炉无焰炉 延迟焦化加热炉要求延迟焦化加热炉要求二、延迟焦化加二、延迟焦化加热炉结构热炉结构焦化加热炉由焦化加热炉由辐射辐射室、对流室、燃烧室、对流室、燃烧器、烟囱及烟气余器、烟囱及烟气余热回收系统热回收系统等几部等几部分构成分构成 u辐射室为焦化加热炉的主要辐射室为焦化加热炉的主要传热部位传热部位，其吸热量约，其吸热量约为总吸热量的

14、为总吸热量的65-75%u在辐射室内约在辐射室内约80%以上的热量是由以上的热量是由热辐射热辐射来完成，来完成，其余部分是由高温烟气和炉管的对流传热来完成其余部分是由高温烟气和炉管的对流传热来完成u良好的辐射炉管布置对良好的辐射炉管布置对均匀地吸收均匀地吸收辐射热量是非常辐射热量是非常重要的。重要的。辐射室辐射室u按照辐射室按照辐射室形状形状分，焦化加热炉可分为立式炉、分，焦化加热炉可分为立式炉、箱式炉和阶梯炉；箱式炉和阶梯炉；u按照辐射管按照辐射管受热方式受热方式分，焦化加热炉可分为单分，焦化加热炉可分为单面辐射炉和双面辐射炉；面辐射炉和双面辐射炉；u按照辐射室内按照辐射室内炉膛数量炉膛数量

15、分，可分为单室炉、双分，可分为单室炉、双室炉及多室炉。室炉及多室炉。辐射室辐射室u对流室也是焦化加热炉的对流室也是焦化加热炉的传热部位之一传热部位之一。u在对流室内高温烟气主要以在对流室内高温烟气主要以对流的方式对流的方式将热量将热量传给炉管内的介质，也有很小一部分烟气及炉墙传给炉管内的介质，也有很小一部分烟气及炉墙的辐射传热。的辐射传热。对流室对流室u如果一个加热炉只有辐射室而无对流室，则排如果一个加热炉只有辐射室而无对流室，则排烟温度很高，造成能源浪费，操作费用增加，经烟温度很高，造成能源浪费，操作费用增加，经济效益降低。济效益降低。u为此，在设计加热炉时，通常都要为此，在设计加热炉时，通

16、常都要设置对流室，设置对流室，以便能充分回收烟气中的热量。以便能充分回收烟气中的热量。对流室对流室u燃烧器燃烧器类型及性能类型及性能对焦化炉操作的好坏有着极其对焦化炉操作的好坏有着极其重要的作用。重要的作用。u为满足炉管表面热强度及烟气温度沿炉膛高度方为满足炉管表面热强度及烟气温度沿炉膛高度方向上分布的均匀性，其火焰高度应在炉膛高度的向上分布的均匀性，其火焰高度应在炉膛高度的1/3为宜。为宜。燃烧器燃烧器u为满足炉管表面热强度及烟气温度沿炉管长度方为满足炉管表面热强度及烟气温度沿炉管长度方向上分布的均匀性，采用小能量的向上分布的均匀性，采用小能量的扁平火焰扁平火焰的气体的气体燃烧器较为合适。燃

17、烧器较为合适。燃烧器燃烧器u余热回收系统是利用出对流室的余热回收系统是利用出对流室的烟气来预热燃烧空烟气来预热燃烧空气气，降低最终的排烟温度，设计热效率一般均在，降低最终的排烟温度，设计热效率一般均在90%以上。以上。u国内目前所有的焦化加热炉均设置了余热回收系统，国内目前所有的焦化加热炉均设置了余热回收系统，一般由一般由空气预热器、风机、吸风口及烟风道空气预热器、风机、吸风口及烟风道组成组成u根据空气预热器布置位置分为根据空气预热器布置位置分为上置式和下置式上置式和下置式两种两种 余热回收系统余热回收系统岗位二岗位二 焦炭塔岗焦炭塔岗1、按生产周期进行焦炭塔的准备、切换、处理和操作，正确操作

18、四通阀，给汽封。2、控制好焦炭塔顶温、压力、生焦高度，以防止油气线结焦；控制好接触冷却塔温度、压力、液位、回流，保证各放空、安全阀泄压安全排入本系统。3、做好对外联系工作，严格控制出装置油温 100，保证甩油正常。4、为焦炭塔提供合格的冷焦水，做好冷焦水回收、除油、冷却、循环使用等工作。5、负责本岗位所有设备的维护、保养，按照规定时间、路线、检查内容进行巡检，发现异常情况要及时向班长汇报，妥善处理。【典型案例典型案例】延迟焦化焦炭塔仿真延迟焦化焦炭塔仿真DCS图图【操作规范操作规范】【工艺原理及设备工艺原理及设备】一、延迟焦化主要化学反应一、延迟焦化主要化学反应烃类在加热条件下的反应基本上可分

19、为两个类型，即裂解与缩合（包括叠合）（一）裂解反应（一）裂解反应热裂解反应是指烃类分子发生CC键和CH键的断裂正构烷烃热稳定性最差，且分子量越大越不稳定环烷烃的热稳定性较高，在高温下（575600）五员环烷烃可裂解成为两个烯烃分子【工艺原理及设备工艺原理及设备】一、延迟焦化主要化学反应一、延迟焦化主要化学反应烃类在加热条件下的反应基本上可分为两个类型，即裂解与缩合（包括叠合）（一）裂解反应（一）裂解反应芳烃，特别是低分子芳烃，如苯及甲苯对热极为稳定。带侧链的芳烃主要是断侧链反应，即“去烷基化”，但反应温度较高。直侧链较支侧链不易断裂，而叔碳基侧链则较仲碳基侧链更容易脱去。【工艺原理及设备工艺原

20、理及设备】一、延迟焦化主要化学反应一、延迟焦化主要化学反应（二二）缩合反应缩合反应缩合反应使产品中存在相当数量的沸点高于原料油的大分子缩合物，以至焦炭。缩合反应主要是在芳烃及烯烃中进行芳烃缩合生成大分子芳烃及稠环芳烃，烯烃之间缩合生成大分子烷烃或烯烃，芳烃和烯烃缩合成大分子芳烃，缩合反应总趋势为：芳烃，烯烃（烷烃烯烃）缩合产物胶质、沥青质炭青质二、延迟焦化焦炭塔的作用二、延迟焦化焦炭塔的作用p延迟焦化的延迟焦化的化学反应化学反应主要是在焦炭塔内进行，主要是在焦炭塔内进行，p它提供了反应空间使油气在其中有足够的它提供了反应空间使油气在其中有足够的停留时间进停留时间进行裂解、缩合等反应，最后生成焦

21、炭，聚结在焦炭塔内行裂解、缩合等反应，最后生成焦炭，聚结在焦炭塔内p焦炭塔是焦化装置的焦炭塔是焦化装置的核心设备核心设备，是焦化装置的，是焦化装置的反应器反应器三、延迟焦化焦炭塔的结构三、延迟焦化焦炭塔的结构p焦炭塔是一个焦炭塔是一个直立圆柱壳压力容器直立圆柱壳压力容器，是进行焦，是进行焦化反应的场所。化反应的场所。p一般焦炭塔的高度在一般焦炭塔的高度在30米以下米以下为宜，太高则操为宜，太高则操作时易产生振动或损坏塔壁，又浪费钢材。作时易产生振动或损坏塔壁，又浪费钢材。 p塔的顶部是塔的顶部是球形或椭圆形封头球形或椭圆形封头，设有除，设有除焦口、油气焦口、油气出口；出口；p塔侧设有塔侧设有料

22、面指示计口料面指示计口，随着油料的不断引入，焦，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后部管层逐渐升高，为了防止泡沫层冲出塔顶而引起后部管线和分馏塔的堵塞，在焦炭塔的不同高度位置，装有线和分馏塔的堵塞，在焦炭塔的不同高度位置，装有能监测焦炭高度的料位计；能监测焦炭高度的料位计；p塔底部为塔底部为锥形锥形，锥体底端为排焦口，正常生产时用，锥体底端为排焦口，正常生产时用法兰盖封死，排焦时打开。法兰盖封死，排焦时打开。三、延迟焦化焦炭塔的结构三、延迟焦化焦炭塔的结构四、焦炭塔的除焦四、焦炭塔的除焦p焦炭塔一般是焦炭塔一般是两台一组两台一组，每套延迟焦化装置中有的，每套延迟焦化

23、装置中有的是一组，有的是两组焦炭塔。是一组，有的是两组焦炭塔。p在每组塔中，一台塔在在每组塔中，一台塔在反应生焦反应生焦时，另一台塔则处时，另一台塔则处于于处理阶段处理阶段。p当一台塔内焦炭积聚到一定高度时，进行切换，通当一台塔内焦炭积聚到一定高度时，进行切换，通过过四通阀四通阀将原料油切换进另一个焦炭塔。将原料油切换进另一个焦炭塔。p原来的塔则用原来的塔则用水蒸气汽提水蒸气汽提，再通入冷却水使焦炭冷，再通入冷却水使焦炭冷却到却到70左右，开始除焦。左右，开始除焦。p除焦采用除焦采用高压水高压水，高压水压力达，高压水压力达14.835MPa，压力值，压力值取决于塔径的大小，取决于塔径的大小，p

24、除下的焦炭落入焦池，同时用桥式起重抓斗经皮带输除下的焦炭落入焦池，同时用桥式起重抓斗经皮带输送到别处存放或装车外运。送到别处存放或装车外运。四、焦炭塔的除焦四、焦炭塔的除焦p装置所产的气体和汽油，分别用气体压缩机和泵送入装置所产的气体和汽油，分别用气体压缩机和泵送入稳定吸收系统进行分离，得到干气及液化气，并使汽油稳定吸收系统进行分离，得到干气及液化气，并使汽油的蒸汽压合格。的蒸汽压合格。p柴油需要加氢精制，蜡油可作为催化裂化及加氢裂化柴油需要加氢精制，蜡油可作为催化裂化及加氢裂化原料或燃料油。原料或燃料油。四、焦炭塔的除焦四、焦炭塔的除焦由高压水泵输送的高压水，经过水龙带、钻杆到水力由高压水泵

25、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，借压射流，借高压射流的强大冲击力高压射流的强大冲击力将石油焦切割下来，将石油焦切割下来，使之与水一起由塔底流出。使之与水一起由塔底流出。水力切焦器安装在一根钻杆的末端，钻杆不断地升降水力切焦器安装在一根钻杆的末端，钻杆不断地升降和转动，在焦炭塔内由上而下地切割焦层，直到把焦炭和转动，在焦炭塔内由上而下地切割焦层，直到把焦炭塔内石油焦全部除净为止。塔内石油焦全部除净为止。1、除焦原理、除焦原理水力除焦装置有两种形式：有井架除焦装置和无井架水力除焦装置有两种形

26、式：有井架除焦装置和无井架除焦装置，见图除焦装置，见图3-15、3-16。近年来多采用无井架水力除焦方法，利用可缠绕在一近年来多采用无井架水力除焦方法，利用可缠绕在一个转鼓上的高压水龙带来代替井架和长的钻杆。个转鼓上的高压水龙带来代替井架和长的钻杆。2、除焦装置、除焦装置岗位三岗位三 分馏岗分馏岗【岗位任务岗位任务】1 1、给原料与焦炭塔来的高温油气换热提供场所，将焦、给原料与焦炭塔来的高温油气换热提供场所，将焦炭塔来的高温油气由过热状态变成饱和状态，洗涤反应炭塔来的高温油气由过热状态变成饱和状态，洗涤反应油气携带的焦粉颗粒，同时根据原料性质调整合适的循油气携带的焦粉颗粒，同时根据原料性质调整

27、合适的循环比。环比。2 2、控制好各回流量，合理地调整热平衡，在允许的范、控制好各回流量，合理地调整热平衡，在允许的范围内使气液相负荷均匀分配，充分发挥每层塔盘的作用。围内使气液相负荷均匀分配，充分发挥每层塔盘的作用。【岗位任务岗位任务】3 3、把焦炭塔顶来的高温油气按其组分的相对挥发度不、把焦炭塔顶来的高温油气按其组分的相对挥发度不同分割成富气、汽油、柴油、蜡油及部分循环油等馏份；同分割成富气、汽油、柴油、蜡油及部分循环油等馏份；按质量要求及时调整操作，保证稳定汽油的干点、柴油按质量要求及时调整操作，保证稳定汽油的干点、柴油的干点、凝固点和蜡油的残炭质量合格。的干点、凝固点和蜡油的残炭质量合格。4 4、维护好本岗位所属设备、仪表，保证安全生产。、维护好本岗位所属设备、仪表，保证安全生产。5 5、巡回检查时要注意现场液面、界面、阀位与操作室、巡回检查时要注意现场液面、界面、阀位与操作室指示是否一致，发现异常联系处理。指示是否一致，发现异常联系处理。岗位三岗位三 分馏岗分馏岗【典型案例典型案例】延迟焦化分馏塔仿真延迟焦化分馏塔仿真DCS图图【操作规范操作规范】焦