延遲焦化講課1第1頁，課件共124頁，創作于2023年2月延遲焦化工藝和參數2第2頁，課件共124頁，創作于2023年2月延遲焦化工藝和工程

延遲焦化工藝流程延遲焦化基本參數

加熱爐長周期運行考慮

焦化產品收率和質量預測

延遲焦化工藝技術的發展

幾點看法

目錄3第3頁，課件共124頁，創作于2023年2月一.延遲焦化工藝和工程

4第4頁，課件共124頁，創作于2023年2月延遲焦化工藝在煉油廠重油深加工中作用延遲焦化工藝特點延遲焦化工藝和工程設計考慮一.延遲焦化工藝和工程

5第5頁，課件共124頁，創作于2023年2月1.延遲焦化工藝在煉油廠重油深加工中作用世界原油特性的趨勢是變重、變劣；高硫、高殘炭、高金屬、高酸值原油比例逐步增加。隨著重質燃料油需求不斷減少，煉油廠的主要任務是將原油最大限度的轉化為輕質運輸燃料和石化原料延遲焦化工藝從30年代工業化以來，至今是應用最廣的渣油深加工技術，尤其是對加工高硫、高瀝青質的重質渣油據2003年美國SFA太平洋咨詢公司統計，世界重油加工能力已超過8.64億噸／年，約占原油一次加工能力的21％

焦化約占重油加工總能力的30％，裂化／減粘占26％重油催化裂化占24％重油加氫占17％溶劑脫瀝青占3％一.延遲焦化工藝和工程

6第6頁，課件共124頁，創作于2023年2月世界重油加工能力構成一.延遲焦化工藝和工程

1.延遲焦化工藝在煉油廠重油深加工中作用7第7頁，課件共124頁，創作于2023年2月技術成熟、對原料適應性強產品的靈活性通過調節溫度、壓力和循環比等參數增加操作彈性一.延遲焦化工藝和工程

2延遲焦化工藝特點8第8頁，課件共124頁，創作于2023年2月2.延遲焦化工藝特點--技術成熟、對原料適應性強

能處理包括直餾渣油、裂解焦油，脫油瀝青、煤焦油、澄清油、減粘渣油等多種重質、劣質原料處理原料康氏殘炭為3.8m%～45m%，°API2.0～20的廣泛油品隨著烴類合成液體燃料和合成原油技術開發，也多用延遲焦化技術進行改質。如委內瑞拉利用焦化工藝和加氫工藝對奧利油進行改質生產°API16～32，S<0.1m%的合成油一.延遲焦化工藝和工程

9第9頁，課件共124頁，創作于2023年2月2.延遲焦化工藝特點--產品的靈活性

焦炭塔壓力及不同渣油焦化產品收率

一.延遲焦化工藝和工程

10第10頁，課件共124頁，創作于2023年2月2.延遲焦化工藝特點--通過調節溫度、壓力和循環比等參數增加操作彈性爐出口溫度增加5～6℃，瓦斯油收率增加1.0～1.2％循環比降低到0.05～0.15，可較大提高液收，但務必注意加熱爐管結焦和分餾塔蒸發段超溫問題餾份油循環，液收可增加2.0～2.5m％，焦炭收率下降2.5～3.5m％，并緩和爐管結焦縮短焦化循環周期，提高焦化處理能力。但焦化周期從24小時縮短到18小時，焦炭塔壽命損失25％，而且焦炭VCM會增加約1.0m％一.延遲焦化工藝和工程

11第11頁，課件共124頁，創作于2023年2月2.延遲焦化工藝特點--通過調節溫度、壓力和循環比等參數增加操作彈性不同循環比減渣焦化產品收率及柴汽比

一.延遲焦化工藝和工程

12第12頁，課件共124頁，創作于2023年2月3.延遲焦化工藝和工程設計考慮--工藝設計適應當前和未來可能操作原料性質變化當加工低硫原料生產優質電極焦時，要優化工藝條件，達到餾份油和焦炭收率之間最佳平衡和經濟的操作點加工重質劣質“四高”原料量，一般采用低壓、高溫和低循環比操作條件，以實現最大餾份油收率，但務必注意彈丸焦生成問題。調整循環比，在達到最大餾份油收率和處理量時，應滿足對蠟油（HCGO）質量要求在采用低壓操作時，務必考慮到焦炭塔內氣速以及造成的設備、管線及系統壓降，從而對氣壓機產生的影響優化分餾與換熱流程，選擇合理的工藝方案，節省投資和能耗一.延遲焦化工藝和工程

13第13頁，課件共124頁，創作于2023年2月3.延遲焦化工藝和工程設計考慮--加熱爐設計采用雙面輻射加熱爐爐管熱量分布更均勻，熱強度周向不均勻系數低，降低了管壁峰值溫度和最大局部熱強度。但提高平均熱強度，可減少總輻射面積約25～35％，并延長了加熱爐操作同期在加熱爐系統中采用ESD聯鎖，減少并緊急處理非計劃停工，起到加熱爐作用在線清焦（on-linespalling（一般1.5～2天／次）設計，延長加熱爐連續運行時間采用多點注汽、雙向燒焦技術以及“在線”燒焦（on-linedecoking）技術正確選定輻射輻射段入口溫度和適宜的爐膛體積熱強度。短停留時間（427℃≯40秒）采用中、小能量低NOx火嘴及扁長形爐膛尺寸和對稱爐管布置恒定和升溫梯度及良好的燃燒室熱分布控制一.延遲焦化工藝和工程

14第14頁，課件共124頁，創作于2023年2月3.延遲焦化工藝和工程設計考慮--焦炭塔和框架結構設計中要充分考慮焦炭塔的加熱／冷卻之周期，保證焦塔壽命。優化焦炭塔設計，依據原料性質（如殘炭、瀝青質、密度、粘度等）、處理量、循環比、溫度、壓力以及是否考慮注有效消泡劑來計算確定焦炭收率、焦炭塔允許氣速，從而來決定焦炭塔數目和塔徑、高度（顯然要結合考慮到水力除焦設備的能力和投資縮短生焦周期，要考慮到塔殼體／裙座連接處應力，采用有限元分析法，減少應力焦炭塔框架設計便于操作、維修基礎上優化高度，節省投資焦炭塔框架高度主要取決于焦炭塔溜槽、焦池、塔自身高度和甩油罐高度等要求一.延遲焦化工藝和工程

15第15頁，課件共124頁，創作于2023年2月典型的延遲焦化工藝流程放空系統流程焦炭處理系統流程二.延遲焦化工藝流程16第16頁，課件共124頁，創作于2023年2月1.典型的延遲焦化工藝流程延遲焦化是一種主要的重油加工工藝，通過熱裂化和縮合反應使重質烴類輕質化常規延遲焦化裝置由焦化、分餾（有的包括氣體回收）、焦炭處理、放空系統和冷、切焦水處理等幾個部分所組成世界上各大公司開發的焦化工藝，他們的焦化－分餾流程差別不大，主要在專有技術方面各有特色，形成各公司的專利二.延遲焦化工藝流程17第17頁，課件共124頁，創作于2023年2月1.典型的延遲焦化工藝流程二.延遲焦化工藝流程18第18頁，課件共124頁，創作于2023年2月1.典型的延遲焦化工藝流程-可調循環比焦化工藝流程

二.延遲焦化工藝流程19第19頁，課件共124頁，創作于2023年2月1.典型的延遲焦化工藝流程-可調循環比焦化工藝流程“可調循環比焦化工藝流程”的循環比是通過循環油泵抽出分餾塔底循環油，在流量控制下混入加熱爐進料緩沖罐后實現的，這種流程的特點是：采用分餾塔底循環油（相當于重蠟油餾份）代替國內傳統流程中的新鮮原料渣油在分餾塔底部換熱段與來自焦碳塔的高溫油氣間進行換熱循環油不僅可以用在分餾塔洗滌換熱段的換熱、洗滌，冷凝來自焦炭塔高溫油氣中的循環油，作為爐輻射進料，調節循環比，也可用蠟油、或柴油餾份，實現選擇性餾份油循環由于采用塔底循環油經塔外換熱器循環回流取熱，可控制塔底溫度不至于太高，減緩了塔底結焦和塔底泵抽空現象由于受到換熱流程中熱流溫位的限制，使加熱爐進料溫度最高330℃，這樣降低了加熱爐進料泵苛刻度焦化新鮮原料渣油不進入分餾塔內與高溫油氣接觸換熱，對穩定和提高蠟油產品質量會有一定的好處

二.延遲焦化工藝流程20第20頁，課件共124頁，創作于2023年2月1.典型的延遲焦化工藝流程-可調循環比焦化工藝流程該流程相應的欠缺之處：循環油通過循環油泵來傳送，而不是在分餾塔內經與原料油和／或蠟油餾份與來自焦碳塔頂的高溫油氣直接接觸后冷凝流入塔底，然后一步用加熱爐進料泵抽出，泵送流程經加熱爐快速加到所需溫度由于分餾塔內蠟油或重蠟油集油箱以下的換熱洗滌段取熱是通過泵送循環油在塔外流經原料換熱器或蒸汽發生器后取走的，不是在塔內用蠟油餾份與高溫油氣直接接觸取熱，勢必傳熱效果要差，導致加熱爐進料溫度較低，增加了加熱爐的所需熱負荷用分餾塔底含有焦粉的循環油作為分餾塔下沖洗滌換熱段換熱洗滌油使用，在同樣操作負荷下會增加焦粉隨上升油氣夾帶入柴、蠟油餾份中的份量含有大量焦粉的塔底循環油，若外送出裝置，會對換熱和冷卻設備的正常使用和循環油的利用帶來令人麻煩的問題若分餾塔底含焦粉的循環油不外送，從焦粉平衡的角度看，會增加塔底焦粉的沉積速率，并且會造成瀝青態和焦態固體物的積聚，影響分餾塔和過濾器的正常運行

二.延遲焦化工藝流程21第21頁，課件共124頁，創作于2023年2月1.典型的延遲焦化工藝流程--CONOCO焦化零自然循環原則流程二.延遲焦化工藝流程22第22頁，課件共124頁，創作于2023年2月2.放空系統流程焦化裝置放空系統用于處理焦炭塔吹汽、冷焦過程中從焦炭塔排出的油氣和蒸汽為控制污染和提高烴氣體回收率,延遲焦化裝置設有氣體放空系統焦炭塔生焦完畢后，開始除焦之前,需泄壓并向塔內吹蒸汽，然后再注水冷卻此過程從焦炭中汽提出來的油氣、蒸汽混合物排入放空系統的放空塔下部，用經過冷卻的循環油從混合氣體中回收重質烴。然后將之送回焦化主分餾塔放空塔頂排出的油氣和蒸汽混合物經過冷凝、冷卻后,在沉降分離罐內分離出污油和污水，分別送出裝置沉降分離罐分出的輕烴氣體經過壓縮后送入燃料氣系統

二.延遲焦化工藝流程23第23頁，課件共124頁，創作于2023年2月2.放空系統流程

延遲焦化裝置放空系統流程圖

二.延遲焦化工藝流程24第24頁，課件共124頁，創作于2023年2月2.放空系統流程-美國ABBLunnns公司延遲焦化裝置放空流程

二.延遲焦化工藝流程塔頂冷凝水可去切焦水和／或冷焦水系統回用回收的污油可去分餾塔回用輕烴氣體可密閉利用作燃料氣25第25頁，課件共124頁，創作于2023年2月2.放空系統流程國內現已設計的全密閉放空系統在放空塔底增設塔釜溫度控制的塔底油循環加熱器，以保證塔釜油脫水和除焦粉。這種工藝流程具有如下特點：污油可回用、降低污油排放和污染酸性水去可切焦水或冷焦水罐回用輕烴氣密閉利用、蠟油餾份可去分餾塔避免堵塞塔板、管線避免水入分餾塔突沸使塔頂和污油系統的蠟最小

二.延遲焦化工藝流程26第26頁，課件共124頁，創作于2023年2月3.焦炭處理系統流程--直接裝車

二.延遲焦化工藝流程

焦炭直接裝車系統圖

27第27頁，課件共124頁，創作于2023年2月3.焦炭處理系統流程--焦池裝車

二.延遲焦化工藝流程焦池裝車系統流程圖

28第28頁，課件共124頁，創作于2023年2月3.焦炭處理系統流程--儲焦坑裝車

二.延遲焦化工藝流程儲焦坑裝車系統流程圖29第29頁，課件共124頁，創作于2023年2月3.焦炭處理系統流程--脫水罐

二.延遲焦化工藝流程

泥漿式脫水罐系統流程圖30第30頁，課件共124頁，創作于2023年2月原料性質操作溫度 操作壓力循環比

焦化工藝參數優化三.延遲焦化基本參數31第31頁，課件共124頁，創作于2023年2月影響延遲焦化過程的有關參數原料參數工藝參數工程參數

原料參數是影響裝置設計和操作條件的主要參數有：原料的特性因素減壓蒸餾程度（DegreeofReduction）殘碳含硫量酸值和金屬含量等原料因素往往是事先確定的客觀先決條件，但對焦化過程有很大的影響三.延遲焦化基本參數32第32頁，課件共124頁，創作于2023年2月1.原料性質高酸值高稠原油，可考慮用延遲焦化匹配原油予處理的聯合工藝，作為輕質化加工手段普通高稠原油可按照“稀釋→換熱→深度電脫鹽脫水→加熱→閃餾→或初餾→焦化”流程進行加工塔河油常渣、遼河稠油渣油、沙輕減渣、伊朗油和科威特油減渣等高瀝青質含量、高殘炭、低熱穩定性的焦化料，建議不要采用超低循環比操作條件，避免在加熱爐管及主分餾塔底結焦；選用具有在線清焦技術的雙面輻射爐型；在工藝設計中考慮選擇性瓦斯油外循環流程，以增加產品方案靈活性和延長焦化爐運行周期，并且可以避免彈丸焦的生成三.延遲焦化基本參數33第33頁，課件共124頁，創作于2023年2月2.操作溫度操作溫度是指焦化加熱爐出口溫度或焦炭塔溫度在壓力和循環比一定時，焦化溫度每增加5.5℃，瓦斯油收率增加1.1％，適當增加反應溫度對焦化是有利的焦炭塔溫度過高，容易造成泡沫夾帶和促進彈丸焦的生成焦炭塔溫度同時可以控制焦炭的可燃揮發物（VCM）在操作中用加熱爐出口溫度來控制焦炭的揮發分含量

我國的延遲焦化裝置加熱爐出口溫度一般均控制在495～500℃范圍之內。

三.延遲焦化基本參數34第34頁，課件共124頁，創作于2023年2月3.操作壓力操作壓力是指焦炭塔頂壓力，焦炭塔頂壓力下限值是為克服焦化主分餾塔及后繼系統壓降所需的壓力操作溫度和循環比固定之后，提高操作壓力將使塔內焦炭中滯留的重質烴類增多，使焦炭的產率增加，氣體產率也略有增加，C5以上的液體產品產率下降。焦炭的揮發分含量也會略有增加延遲焦化工藝的發展趨勢是降低操作壓力，以提高液體產品的收率我國焦化裝置的操作壓力在0.15～0.20MPa之間以前，典型焦化裝置的設計壓力為0.25MPa左右新設計的焦化裝置操作壓力為0.1Mpa，低壓操作設計應注意焦化部份的系統壓力平衡,在老裝置改造時會受一定限制。三.延遲焦化基本參數35第35頁，課件共124頁，創作于2023年2月3.操作壓力

延遲焦化裝置操作壓力對產品收率的影響三.延遲焦化基本參數36第36頁，課件共124頁，創作于2023年2月3.操作壓力三.延遲焦化基本參數

焦炭塔壓力對焦化餾出油產率的影響

37第37頁，課件共124頁，創作于2023年2月4.循環比循環比是對裝置處理能力、產品性質及其分布都有影響的重要操作參數延遲焦化循環比的定義有二種：循環比＝循環油量/新鮮原料油量聯合循環比（CFR）=（新鮮原料油量+循環油量）/新鮮原料油量=（1+循環比）通量循環比（TPR），和聯合循環比（CFR）相同延遲焦化工藝總的趨向是降低循環比，尤其是新建裝置循環比由過去常規的1.2%降低到0.3%三.延遲焦化基本參數38第38頁，課件共124頁，創作于2023年2月4.循環比下述場合，也需要增加循環比：減少焦化蠟油（HCGO）產量改善焦炭質量保護下游較老或超負荷的加氫精制（或加氫裂化裝置）避免彈丸焦（Shot-coke）生成減少加熱爐結焦三.延遲焦化基本參數39第39頁，課件共124頁，創作于2023年2月4.循環比三.延遲焦化基本參數聯合循環比（TPR）對焦化液體產品收率的影響40第40頁，課件共124頁，創作于2023年2月4.循環比三.延遲焦化基本參數聯合循環比對大慶減壓渣油焦化產品收率的影響

41第41頁，課件共124頁，創作于2023年2月4.循環比循環比大小直接影響焦化蠟油的干點。在操作上，一般是通過提高焦化蠟油（HCGO）的干點來降低循環比循環比降低后，焦化加熱爐輻射段進料性質將發生變化，表現為密度增加，CCR增加，瀝青質增加，更接近焦化新鮮原料的性質。三.延遲焦化基本參數42第42頁，課件共124頁，創作于2023年2月4.循環比循環比降低后對蠟油和加熱爐輻射段進料性質影響

三.延遲焦化基本參數43第43頁，課件共124頁，創作于2023年2月4.循環比單程和低循環比焦化液收高，焦炭收率低，反之蠟油收率高，但柴油收率低、汽油和富氣收率略低。目前對國內現有焦化裝置應“因地制宜”，經過少量整改，通過降低循環比提高裝置加工量和液收是主要增效措施單程和低循環比下蠟油變重、變稠、康氏殘炭高達1.90m%，這會影響到下游催化裂化的加工能力低循環比下焦化爐進料油性質變差，特別是殘炭和瀝青質含量提高，必然會影響到焦化爐運行周期，因此最好選用可以進行在線清焦的雙面輻射爐爐型，并配以當爐管內介質溫升速率達到某一△T/△τ值時，分別在前后管段適當部位注入少量不同餾份油的技術。其原理是改變該高△T/△τ管段介質的四組成結構，提高熱穩定性三.延遲焦化基本參數44第44頁，課件共124頁，創作于2023年2月4.循環比

近年來延遲焦化工藝的發展趨向是盡量降低循環比，如果下游加工焦化蠟油的裝置能夠忍受較高的干點、金屬含量和高殘炭，例如總流程中配置有焦化蠟油加氫精制裝置，則新設計中就可以采用“超低循環比”假如和降壓操作一起進行，焦化蠟油CGO收率有很大提高，當然由于蠟油性質變差，焦化主分餾塔設計應作一定改進三.延遲焦化基本參數45第45頁，課件共124頁，創作于2023年2月4.循環比不同操作條件下的焦化蠟油產率和質量

三.延遲焦化基本參數46第46頁，課件共124頁，創作于2023年2月5.焦化工藝參數優化各種循環比下焦化蠟油的干點

三.延遲焦化基本參數47第47頁，課件共124頁，創作于2023年2月5.焦化工藝參數優化焦化蠟油（HCGO）干點和中沸點變化情況

三.延遲焦化基本參數48第48頁，課件共124頁，創作于2023年2月5.焦化工藝參數優化

為循環比和焦炭增量的關系（產能1.23Mt/a）

三.延遲焦化基本參數49第49頁，課件共124頁，創作于2023年2月5.焦化工藝參數優化

焦化裝置（能力1.375Mt/a）采用低循環比后燃料成本的變化三.延遲焦化基本參數50第50頁，課件共124頁，創作于2023年2月5.焦化工藝參數優化

延遲焦化產品收率及焦化重瓦斯油的質量比較三.延遲焦化基本參數51第51頁，課件共124頁，創作于2023年2月5.焦化工藝參數優化生產加氫裂化原料的延遲焦化裝置產品收率

三.延遲焦化基本參數52第52頁，課件共124頁，創作于2023年2月5.焦化工藝參數優化--福斯特－惠勒公司（F.W）超低循環比方案焦化裝置循環油來自以下三部分：

注入的急冷油（通常是焦化蠟油），可減少焦炭塔頂大油氣管線內結焦

焦炭塔頂大油氣管線熱量損失產生的冷凝液

分餾塔下部內回流，最好是焦化蠟油返塔的洗滌油三.延遲焦化基本參數53第53頁，課件共124頁，創作于2023年2月5.焦化工藝參數優化--福斯特－惠勒公司（F.W）超低循環比方案

超低循環比的焦化分餾塔下部設計三.延遲焦化基本參數54第54頁，課件共124頁，創作于2023年2月5.焦化工藝參數優化--福斯特－惠勒公司（F.W）最新技術－零循環比方案

投資最小的零循環比改造流程

三.延遲焦化基本參數55第55頁，課件共124頁，創作于2023年2月5.焦化工藝參數優化--福斯特－惠勒公司（F.W）最新技術－零循環比方案零循環比方案和超低循環比方案焦化收率比較

三.延遲焦化基本參數56第56頁，課件共124頁，創作于2023年2月5.焦化工藝參數優化--福斯特－惠勒公司（F.W）最新技術－零循環比方案零循環比方案和超低循環比方案焦化蠟油性質比較

三.延遲焦化基本參數57第57頁，課件共124頁，創作于2023年2月5.焦化工藝參數優化--福斯特－惠勒公司（F.W）最新技術－零循環比方案超重焦化蠟油（XHCGO）的出路假如煉廠下游加工工藝裝置能夠很經濟地解決質量變差的問題，XHCGO就可以和HCGO重新混合起來，這種情況時，不用關心這二種產品之間的分餾問題。所增加的焦粉可以用焦化裝置的過濾系統或改進加氫精制裝置的過濾器來解決XHCGO也可以作為單獨的產品加以回收，用作為催化裂化和加氫精制裝置原料假如焦化裝置擴能改造后操作壓力有了提高，其質量問題可得到緩和XHCGO能用作為重燃料油的調和料，如能代替餾分油如煤油等則是非常有吸引力的三.延遲焦化基本參數58第58頁，課件共124頁，創作于2023年2月5.焦化工藝參數優化--Conocophillips公司的低循環比＋餾分油循環方案下表是常規的自然循環（循環比1.05）和Conocophillips的零循環＋20％LCGO（168－343℃）餾分油循環的經濟效益比較由表可以看出，在本案例中，效益是非常好

年增效益1350萬美元，投資回收率3－6個月內三.延遲焦化基本參數59第59頁，課件共124頁，創作于2023年2月5.焦化工藝參數優化--Conocophillips公司的低循環比＋餾分油循環方案常規自然循環和Conocophillips零循環＋20％LCGO餾分油循環效益比較

三.延遲焦化基本參數60第60頁，課件共124頁，創作于2023年2月5.焦化工藝參數優化--多產輕油的大循環比方案

三種焦化原料多產汽油時的物料平衡

三.延遲焦化基本參數61第61頁，課件共124頁，創作于2023年2月影響加熱爐長周期運行的因素

焦化原料性質的影響

加熱爐進料和燃燒系統的聯鎖控制及緩和結焦的工藝措施

良好的加熱爐工藝和結構設計四.加熱爐長周期運行考慮

62第62頁，課件共124頁，創作于2023年2月影響加熱爐長周期運行的因素歸納起來主要有以下三方面：

焦化原料、特別是加熱爐進料的性質加熱爐進料和燃燒系統的“本安型”工藝聯鎖控制及緩和結焦的工藝措施良好的加熱爐工藝和結構設計

四.加熱爐長周期運行考慮

1.影響加熱爐長周期運行的因素63第63頁，課件共124頁，創作于2023年2月

焦化原料的性質變化不僅會影響到焦化產品的分布和性質變化，而且會要求主要操作參數如：爐出口溫度進行調整，并且影響加熱爐連續運行時間，使之被迫爐管燒焦 四.加熱爐長周期運行考慮

2.焦化原料性質的影響64第64頁，課件共124頁，創作于2023年2月焦化原料如渣油中含鹽會誘發成焦先兆體的快速增加導致爐管結垢，為之要求控制鈉鹽含量≯50ppm。一般在25ppm時就會發現爐管結焦。這就要求上游常減壓裝置有良好電脫鹽設施，使脫鹽率在95%以上。

原料中含有非溶解性固體雜質，如催化劑粉末同樣會誘發、加速高溫介質在爐管內產生結焦現象，在考慮回煉催化澄清油，生產優質石油焦時，務需注意這一點，否則不僅增加石油焦中灰分含量，而且會加速爐管內結焦現象要對焦化原料進行予處理如對澄清油進行靜電除塵或自動反沖洗的機械過濾除去催化劑粉末。希望催化劑粉末≤100ppm。

四.加熱爐長周期運行考慮

2.焦化原料性質的影響--原料含鹽和固體雜質65第65頁，課件共124頁，創作于2023年2月臨界分解范圍四.加熱爐長周期運行考慮

2.焦化原料性質的影響--原料的特性因數66第66頁，課件共124頁，創作于2023年2月四.加熱爐長周期運行考慮

穩定因子與三組成的殘炭的關系式是:

SF=A+R/S·CR.............................................(4.1)A—芳烴R—膠質S—飽和烴CR—殘炭

而瀝青與殘炭的關系式是：As=A·CR+BC..............................................(4.2)As—瀝青質A、B—不同渣油修正系數

2.焦化原料性質的影響--原料的特性因數67第67頁，課件共124頁，創作于2023年2月四.加熱爐長周期運行考慮

穩定蠟性因子是反映蠟含量對熱穩定性影響的重要指標之一

WF=（H2·103/ρ）-（n/100）.........................（4.3）H2—氫含量

ρ—密度n—<500℃餾份之含量%WF—蠟性因子

2.焦化原料性質的影響--原料的特性因數68第68頁，課件共124頁，創作于2023年2月四.加熱爐長周期運行考慮

殘炭與焦炭收率的關系

2.焦化原料性質的影響--原料的特性因數69第69頁，課件共124頁，創作于2023年2月四.加熱爐長周期運行考慮

<350℃餾份轉化率與穩定因子或殘炭的關系式:

η=-A+B（A+R/S·CR）=C-D·CR+E×104C..............................（4.4）在進行焦化加熱爐及焦炭塔設計時必須認真地收集、分析焦化原料的性質，如密度、粘度、餾程、殘炭、四組成、C5不溶物、硫、鹽含量等性質

2.焦化原料性質的影響--原料的特性因數70第70頁，課件共124頁，創作于2023年2月為了防止由于暫時停電、喘振抽空等原因造成的流量過低或中斷，以及由于爐管破裂等原因造成的緊急停工，在加熱爐進料設計中應考慮低流量報警，低/低流量聯鎖自動熄滅、停泵、緊急吹氣等一整套邏輯控制措施，以防止爐管結焦以及爐膛著火燃燒四.加熱爐長周期運行考慮

3.爐進料和燃燒系統的聯鎖控制及緩和結焦的工藝措施---加熱爐進料報警聯鎖設計71第71頁，課件共124頁，創作于2023年2月為了保證加熱爐平穩，有效地長周期運行，在燃燒系統設計中考慮燃料氣與風的比例控制；引風機入口溫度、、煙道擋板前溫度的高報警、高/高溫度聯鎖自動熄火，停泵、停風機、緊急吹汽等一整套邏輯控制措施。以防止空氣過剩系數過大、降低爐熱效率和爐管氧化剝皮現象，以及爐膛著火燒壞爐子和引風機。也就是說在焦化加熱爐設計時，應該考慮“本安型”的ESD緊急聯鎖系統設計方案四.加熱爐長周期運行考慮

3.爐進料和燃燒系統的聯鎖控制及緩和結焦的工藝措施---燃燒系統報警聯鎖設計72第72頁，課件共124頁，創作于2023年2月根據對作為介質不同四組成比例結構函數的穩定因子和蠟含量分析，顯而易見，隨著熱裂解介質在爐管內的停留時間增加，從進口到出口其介質的熱穩定性會下降，那么如何來緩和介質的結焦速率呢？同樣可以看出：當爐管內介質溫升速率達到某一△t/△τ值時可以考慮注入含芳烴較高的不同餾程范圍的油品，增加其熱穩定性和膠溶性，以緩和結焦趨勢對于底火焰燃燒上進下出結構的加熱爐，若前段部分爐管△t/△τ值超高，則注入LGO為宜，若后段部分爐管△t/△τ值超高則注入HGO為宜四.加熱爐長周期運行考慮

3.爐進料和燃燒系統的聯鎖控制及緩和結焦的工藝措施--注緩和結焦餾份的設計73第73頁，課件共124頁，創作于2023年2月

在線清焦顧名思義就是在不停加熱爐的條件下對多管程加熱爐中的某一列管程進行通蒸汽清焦，通過改變蒸汽量和管壁溫度使焦炭剝落，達到清焦目的在線清焦技術特別適用于加工低熱穩定性的重質原料以及消除擴能瓶頸的低循環比工況操作條件。采用在線清焦技術可以延長加熱爐的連續運行時間，縮短停爐燒焦次數及停工檢修次數，從而提高全裝置以至于全廠經濟效益四.加熱爐長周期運行考慮

3.爐進料和燃燒系統的聯鎖控制及緩和結焦的工藝措施--在線清焦技術設計74第74頁，課件共124頁，創作于2023年2月根據FW設計的LaondellCitgo煉廠焦化介紹，在線清焦的效果是：

爐管表面溫度降低125°F（51.7℃）

爐管壓降基本回復正常（開工前壓降）

清焦后燃料節省約10-15%

單爐可連續運行三年以上（即二年以上才用蒸汽和空氣燒焦1次）上海石化的100萬噸/年焦化裝置，首次在國內采用雙面輻射的焦化加熱爐，并具有在線清焦技術。大大地提高了我國延遲焦化工藝水平

四.加熱爐長周期運行考慮

3.爐進料和燃燒系統的聯鎖控制及緩和結焦的工藝措施--在線清焦技術設計75第75頁，課件共124頁，創作于2023年2月針對某一已知的焦化原料，尤其是加熱爐進料性質，及加熱爐應提供的有效熱負荷，被加熱介質進出口溫度、出口壓力或氣化率等工藝條件再結合爐用燃料的特性來設計出良好的加熱爐

四.加熱爐長周期運行考慮

4.良好的加熱爐工藝和結構設計

76第76頁，課件共124頁，創作于2023年2月良好的加熱爐設計應該是:高管內流速（>1.83～2m/sec）

短停留時間，特別是介質426℃以上段的停留時間

穩定的溫升梯度

爐內合理對稱布置和配管

較合理的平均熱強度及爐管熱強度周向不均勻系數小

每管程多點注汽，但小的注汽（或水）量

正確的對流轉輻射處介質設計溫度

中、小型能量的低NO火嘴及扁長形爐膛尺寸

適宜的爐膛體積熱強度。四.加熱爐長周期運行考慮

4.良好的加熱爐工藝和結構設計

77第77頁，課件共124頁，創作于2023年2月四.加熱爐長周期運行考慮

4.良好的加熱爐工藝和結構設計

典型加熱爐爐管的分析

78第78頁，課件共124頁，創作于2023年2月內膜溫度與結焦速度關系

四.加熱爐長周期運行考慮

4.良好的加熱爐工藝和結構設計--多點注汽

79第79頁，課件共124頁，創作于2023年2月比表面積與管徑的關系四.加熱爐長周期運行考慮

4.良好的加熱爐工藝和結構設計--管徑和管間距80第80頁，課件共124頁，創作于2023年2月管心距與爐管圓周方向熱強度不均勻系數之關系四.加熱爐長周期運行考慮

4.良好的加熱爐工藝和結構設計--管徑和管間距1—雙排，靠墻三角形排列

2—雙排，雙面等量輻射，

排間距=2直徑3—單排，靠墻4—單排，雙面等量輻射

81第81頁，課件共124頁，創作于2023年2月

Conoco/Bechtel公司設計的焦化爐在考慮爐管尺寸和排列方式時，以盡可能保證426℃以上管段的生焦因子和停留時間最小為出發點。為此，近爐管出口處調整爐管直徑；不在局部熱強度區安排爐管以及調整爐管出口溫控點位置，提高爐出口溫度與燃料氣壓力（或流量）串接控制的靈敏度等設計措施

當然，焦化爐輻射室的爐膛尺寸和單位燃燒熱容積，爐管直徑和長度，管間距和管墻距，火嘴距和火嘴管心距等結構參數均與采用的火嘴型式、能量大小及燃料性質都有密切關系四.加熱爐長周期運行考慮

4.良好的加熱爐工藝和結構設計--火嘴和爐管布置82第82頁，課件共124頁，創作于2023年2月康氏殘炭對焦化產品收率的影響硫含量和氮含量在產品中分配五.焦化產品收率和質量預測83第83頁，課件共124頁，創作于2023年2月1.康氏殘炭對焦化產品收率的影響根據15種不同原油的無數次試驗，得出康氏殘炭（CCR）與氫／碳原子比（NH/NC）關聯式：由阿拉伯重油數據提出氫含量和康殘關聯式：氫（m%）=12.19-0.084×CCR由28個阿拉伯重油的氮含量和康殘數據提出氮含量和康殘關聯式：氮（m%）=0.05+0.016×CCR氫／碳原子比越小表明所含芳香結構份額越多、芳香環系稠合程度越高，其生焦傾向也越大。從上二關聯式說明可以通過加氫或脫硫兩種途徑來降低殘炭

五.焦化產品收率和質量預測84第84頁，課件共124頁，創作于2023年2月1.康氏殘炭對焦化產品收率的影響

JamesH·Gary提出焦化產品分布和原料康殘的關聯式。焦炭收率m%=1.6×CCR氣體（<C4）收率m%＝7.8+0.144×CCR石腦油收率m%＝11.29+0.343×CCR柴油收率m%＝0.648×瓦斯油收率蠟油收率m%=0.35×瓦斯油收率該關聯式條件為d≤0.9465的直餾減渣；焦炭塔頂壓力＝0.15～0.20MPa(g)，汽油干點＝200℃，蠟油干點＝475～495五.焦化產品收率和質量預測85第85頁，課件共124頁，創作于2023年2月2.硫含量和氮含量在產品中分配Baid推薦焦化產品中硫、氮含量估算如下：石腦油（C5～204℃）: Sm%=0.14×VR中S%，Nm%=0.01×VR中N%柴油（204～343℃） Sm%=0.45×VR中S%，Nm%=0.24×VR中N%蠟油（343～510℃） Sm%=0.82×VR中S%，Nm%=0.63×VR中N% 密度＝0.528×VR密度＋0.4053 溴價＝283－270×密度上式適用于焦化操作條件為：焦炭塔壓力＝0.24～0.31MPa，焦化溫度＝430～440℃，循環比＝0.1五.焦化產品收率和質量預測86第86頁，課件共124頁，創作于2023年2月提高焦化液體產品收率

提高焦化裝置的靈活性

提高裝置處理量

生產優質焦

降低能耗APC先進過程控制六.延遲焦化工藝技術的發展87第87頁，課件共124頁，創作于2023年2月延遲焦化裝置應在保證產品質量、開工周期等前提下，盡量提高液體產品收率，降低焦炭的產率為實現這一目標可采取的措施有：降低循環比，降低操作壓力，提高操作溫度和減壓蒸餾采取渣油深拔操作等措施采用餾分油循環流程也可以降低焦炭收率、提高液體產品收率提高餾分油收率，尤其是提高焦化蠟油收率（HCGO）可提供更多的裂化（催化裂化或加氫裂化）原料油，也是提高煉廠輕油產量的有效措施要注意的是，提高焦化蠟油產率可能帶來焦化蠟油質量下降的結果六.延遲焦化工藝技術的發展1.提高焦化液體產品收率88第88頁，課件共124頁，創作于2023年2月六.延遲焦化工藝技術的發展1.提高焦化液體產品收率--降低循環比為了提高液體產品收率，生產燃料焦的焦化裝置以采用低循環比為好合理的低循環比應以主分餾塔洗滌段能否有效洗滌來自焦炭塔的油氣為極限，還應考慮焦化重瓦斯油的質量隨著循環比的降低，焦化重瓦斯油的（HCGO）干點、殘炭值、硫及其他雜質含量均有所增高RIPP開發了單程操作延遲焦化，進行了循環比為0的試驗。在進料流程上采取了主分餾塔底重油在塔內循環，渣油直接進加熱爐，實現了單程操作單程操作的液體收率可提高5%～6％，氣體和焦炭收率均可下降2%～4％89第89頁，課件共124頁，創作于2023年2月六.延遲焦化工藝技術的發展1.提高焦化液體產品收率--降低循環比有循環比和單程操作的收率比較

90第90頁，課件共124頁，創作于2023年2月六.延遲焦化工藝技術的發展提高焦碳塔頂溫度可增加焦化石腦油收率、降低焦炭產率，但是這樣都會帶來一些操作方面的困難當焦化原料性質固定以后，為改善焦化產品收率需要提高焦化反應溫度時要綜合考慮多方面因數，焦化加熱爐的運轉周期、焦炭塔清焦和焦炭質量等，所以可調節幅度很小1.提高焦化液體產品收率--提高操作溫度91第91頁，課件共124頁，創作于2023年2月六.延遲焦化工藝技術的發展焦化原料預處理一般包括:原料電脫鹽減壓蒸餾按深拔方案操作和加氫處理在生產電極焦和燃料焦時應特別注意原料含鹽、固體雜質和環烷酸問題1.提高焦化液體產品收率--焦化原料預處理92第92頁，課件共124頁，創作于2023年2月六.延遲焦化工藝技術的發展1.提高焦化液體產品收率--降低焦化操作壓力延遲焦化工藝的發展趨勢之一是降低操作壓力以達到提高液體收率和降低焦炭產率的目的高硫石油焦是一種低值產品，降低焦炭收率有利于改善焦化裝置的經濟效益20世紀90年代初以來，新延遲焦化的設計和操作均朝著降低壓力和降低循環比方向發展焦炭塔壓力為0.105～0.141MPa（或更低），循環比降至0.05；使液體產品收率提高了約3％左右；焦炭收率則約可降低2％。Lummus公司典型的低壓操作焦炭塔壓力為1.05kg/cm2左右93第93頁，課件共124頁，創作于2023年2月六.延遲焦化工藝技術的發展1.提高焦化液體產品收率--降低焦化操作壓力

延遲焦化降低壓力和循環比對產品收率的影響（進料渣油殘炭值為20.5%）

94第94頁，課件共124頁，創作于2023年2月六.延遲焦化工藝技術的發展1.提高焦化液體產品收率--降低焦化操作壓力無論新建延遲焦化裝置或改建舊焦化裝置，操作壓力均應該根據實際情況確定盡管0.1MPa的操作壓力是適宜的，但是影響裝置經濟性的因素甚多，必需綜合考慮后再做決定應指出，焦化操作壓力低于0.1MPa，在工業上是不適宜的95第95頁，課件共124頁，創作于2023年2月六.延遲焦化工藝技術的發展1.提高焦化液體產品收率--餾分油循環采用焦化輕餾分油循環來代替重油循環可減少焦炭收率、提高液體產品收率和延長操作周期的目的焦化石腦油、柴油或重瓦斯油餾分均可用作循環油，但效果不同根據對焦化產品種類的要求和后繼加工裝置的能力大小確定采用循環餾分的餾程范圍96第96頁，課件共124頁，創作于2023年2月六.延遲焦化工藝技術的發展1.提高焦化液體產品收率--餾分油循環與常規循環流程相比，餾分油循環可以降低焦炭收率、提高液體產品收率隨著所采用餾分油餾程的不同，各類液體產品收率的變化也不同例如：用343～427℃餾分作循環油時，重瓦斯油收率比用168～343℃的循環油要少；而柴油收率則多于后者所以，應按照煉廠實際需要的產品結構和煉油廠現有的后繼加工裝置能力來選擇循環油的品種可見，采用餾分油循環技術對于新建或改建的焦化裝置有很大的吸引力97第97頁，課件共124頁，創作于2023年2月六.延遲焦化工藝技術的發展1.提高焦化液體產品收率--餾分油循環

延遲焦化餾分油循環方案的產品收率

98第98頁，課件共124頁，創作于2023年2月六.延遲焦化工藝技術的發展1.提高焦化液體產品收率--餾分油循環調整、改變循環油餾程就可以改變產品的種類結構，更好地利用已有的加工能力實現最佳的效益。餾分油循環既適用于新建焦化裝置也適用于舊裝置的改、擴建，是焦化裝置值得推廣的一項技術采用餾分油循環技術不僅改善了產品收率，并且提供了加大裝置處理量的機會對于舊裝置改造、消除瓶頸有實際意義當舊裝置由于焦炭塔限制了處理量時，采用餾分油循環使焦炭產率降低8％或更多，也就是可以相應提高處理量8％。若因下游配套裝置能力制約了焦化處理能力的提高，通過改變循環餾分油切割點來調整焦化產品產率將有助于緩解下游配套裝置能力的瓶頸99第99頁，課件共124頁，創作于2023年2月六.延遲焦化工藝技術的發展1.提高焦化液體產品收率--餾分油循環對于新建焦化裝置，工藝設計中按20％餾分油循環操作考慮是明智的選擇，因為：餾分油循環方案的創收效益及投資償還率均比較好

焦化裝置對選擇原料油和適應季節變化均有較好的靈活性今后煉廠擴大生產能力時，有利于消除焦化裝置的瓶頸

100第100頁，課件共124頁，創作于2023年2月2.提高焦化裝置的靈活性不同原料的設計考慮延遲焦化裝置靈活性的案例研究六.延遲焦化工藝技術的發展101第101頁，課件共124頁，創作于2023年2月2.提高焦化裝置的靈活性延遲焦化裝置的靈活性，既能滿足目前需要，又能符合未來石油工業可能發生的變化，例如原料品種、質量及產品結構和標準的變化等延遲焦化裝置的靈活性包括以下幾點：能加工多種原料油處理能力有一定彈性能最大量地生產餾分油或最大量生產優質焦能處理煉油廠廢渣和不合格油有時還要求焦化裝置具有適應煉油廠總流程變化的靈活性六.延遲焦化工藝技術的發展102第102頁，課件共124頁，創作于2023年2月2.提高焦化裝置的靈活性--不同原料的設計考慮相對比較不穩定的蘇丹混合油減渣、大慶減渣、伊朗減渣、遼河稠油、中原減渣及塔河常渣含硫量較高的塔河油、勝利油及沙特油、伊朗油、阿曼油和科威特油等進口油重質、粘度高，酸值較高的塔河油、遼河稠油及蘇丹油、塔河油常渣、遼河稠油渣油、沙輕減渣、伊朗油和科威特油減渣等高瀝青質含量、高殘炭、低熱穩定性的焦化料適當降低焦化爐輻射出口溫度和（/或）末期升溫操作應特別注意原料含鹽、固體雜質和環烷酸問題在設計中應考慮注防腐劑、緩蝕劑六.延遲焦化工藝技術的發展103第103頁，課件共124頁，創作于2023年2月例－1：加工輕質低硫原油時，渣油的瀝青質、硫、金屬含量均較低，可生產電極焦焦化裝置設計應既能按餾分油產量最大，又能按焦炭產率最高的工藝條件運轉最大餾分油生產方案要求的操作條件是較低的操作壓力、較高的反應溫度和低循環比；而最高焦炭生產方案是為了生產電極焦，其操作條件是提高壓力、降低溫度和提高循環比因此焦化裝置必需具有較大的操作范圍變化的適應能力以滿足不同操作方案的需要

六.延遲焦化工藝技術的發展2.提高焦化裝置的靈活性--延遲焦化裝置靈活性的案例研究104第104頁，課件共124頁，創作于2023年2月2.提高焦化裝置的靈活性--延遲焦化裝置靈活性的案例研究能適應未來加工重質原油的需要，包括更大量的減壓渣油和更高殘炭值的渣油。有時需要考慮裝置在不同時期的生產能力。此時，焦化裝置的設計處理能力可有三種選擇方案:方案1：按目前需要能力設計，不為后期擴建預投資。這樣，初始投資最低，但將來擴建時裝置和煉油廠就需要停工，某些設備可能需要更換方案2：初期建設中為后期擴建預投資。預投資的設備及設施應滿足當前和未來生產的需要方案3：按最終能力設計，所需的初始投資高，其優點是不需要再擴建

六.延遲焦化工藝技術的發展例--2：105第105頁，課件共124頁，創作于2023年2月為使擴建時減少停工時間，設計中應考慮：

可在裝置運轉中安裝新增的設備首次設計中預留管線接頭平面設計考慮了增加設備的位置，甚至做好地基處理對將來安裝設備的基礎預投資為將來的管線、電纜預留空間

六.延遲焦化工藝技術的發展2.提高焦化裝置的靈活性--延遲焦化裝置靈活性的案例研究(方案2)106第106頁，課件共124頁，創作于2023年2月方案3：按最終能力設計，所需的初始投資高，其優點是不需要再擴建一部分投資在多年內不能獲得經濟效益。按經濟評價的標準衡量是不可取的若煉油廠已有減粘裂化裝置，可選擇把減粘裂化改造為延遲焦化的方案或在原有減粘裂化外另建一套延遲焦化改為按減粘－焦化聯合運轉后一種方案可比減壓渣油直接焦化提高液體收率、降低焦炭收率六.延遲焦化工藝技術的發展2.提高焦化裝置的靈活性--延遲焦化裝置靈活性的案例研究(方案3)107第107頁，課件共124頁，創作于2023年2月延長運轉周期可以提高裝置的處理能力采用具有在線清焦技巧的雙面輻射加熱爐和提高爐管材料等級可使加熱爐的連續運轉周期超過3年改進操作也是提高生產能力有效的措施。例如降低循環比、減壓蒸餾深拔均意味著提高現有焦化裝置的渣油處理量焦炭塔卸蓋和除焦冷卻自動化有助于提高安全度和縮短焦炭塔操作周期，焦炭塔縮短生焦周期，從24小時減少到18小時。減少空高、充分利用焦炭塔高度等措施，可以在充分利用其他設備能力下，一定程度上提高處理能力六.延遲焦化工藝技術的發展3.提高裝置處理量108第108頁，課件共124頁，創作于2023年2月美國延遲焦化裝置消除“瓶頸”增量改造主要措施有:降低循環比，如采用循環比為0.05-0.15的超低循環比方案縮短切焦周期，由24小時減少到16小時改造“瓶頸”設備，調整操作參數適當增加一些關鍵設備六.延遲焦化工藝技術的發展3.提高裝置處理量109第109頁，課件共124頁，創作于2023年2月4.生產優質焦選擇好原料油改變操作條件六.延遲焦化工藝技術的發展110第110頁，課件共124頁，創作于2023年2月4.生產優質焦延遲焦化有兩種操作方案:一種是以提高液體收率為主的裝置只能生產普通燃料焦一種是以生產優質石油焦為主的裝置，液體產品收率有一定的下降對于優質焦的生產工藝主要應注意以下二點：選擇好原料油改變操作條件六.延遲焦化工藝技術的發展111第111頁，課件共124頁，創作于2023年2月4.生產優質焦--選擇好原料油生產優質焦和針狀焦對原料油質量有較嚴格要求用石蠟基渣油生產的焦炭密度低，無法作電極焦，只能通過調節操作參數，如提高焦化溫度11～28℃和焦炭煅燒來改善其密度用高瀝青質、高雜質含量的渣油生產的焦炭質量也不合格，只能作燃料級焦炭使用生產優質焦原料的硫含量、灰分含量應分別小于0.5%(質)和0.1％(質)。高硫渣油需考慮加氫脫硫處理生產針狀焦要求使用高芳烴含量的渣油，催化裂化澄清油應預過濾除去機械雜質以滿足灰分要求六.延遲焦化工藝技術的發展112第112頁，課件共124頁，創作于2023年2月4.生產優質焦—改變操作條件

和生產焦化