1彈丸焦生產方案的

經濟效益和實施措施2目錄我國延遲焦化的現狀對生成彈丸焦的利弊的認識產生彈丸焦時焦化裝置的經濟效益實施彈丸焦生產方案的措施結束語彈丸焦生產方案的經濟效益和實施措施3公司名稱裝置數（套）加工能力（萬噸/年）加工量（萬噸/年）中國石化3644404140中國石油2224302308中海油5810590中國化工3360200中化國際1160（在建）0中國兵器1100100地方企業452700（估計）1700合計113110009038延遲焦化2010年概況5延遲焦化裝置的生產現狀原料重質化原油變重：沙重、伊重……

渣油變重：減壓深拔后，比重～1.0，

殘炭08/09/10年，24.08

25.98

26.13%

（Q）操作條件苛刻化高爐出口溫度：500C

低循環比：0.3－0.1

短生焦周期：22h，20h，18h焦炭產率08/09/10年27.92

28.21

28.40w％6延遲焦化裝置的生產現狀國內一些焦化裝置JL,YZ,GQ,CL,MM,QL,QDKL,LH,TH

加工某些重質渣油原料時裝置負荷較高爐出口溫度較高循環比較低

生成彈丸焦！

7彈丸焦形成的條件和過程焦炭層1條件延遲焦化的工藝特點焦炭塔的高瀝青質含量進料特性高溫和高速湍流的塔內特定環境2過程重質渣油大分子的裂解反應

——小分子油品+瀝青質(焦油Tar)瀝青質(焦油Tar)的縮聚反應

——熱Q+碳化成焦炭前身物焦炭前身物(Pre-Coke)——可塑性+表面張力+粘性，

形成2-5mm彈丸焦(shotcoke)油氣↑焦球↓,焦炭塔內的流體劇烈的湍流，小球粘結變大～30cm，互相撞擊使大球破碎

——較大焦球沉向焦炭塔的下部和底部

——焦炭塔塔體發生晃動和塔內發出響聲“在中試焦化裝置上很難生成彈丸焦,只有當中試裝置的焦炭塔內的線速和溫度兩者都非常高的時候才有可能。在釜式焦化裝置上根本不能生成球狀的彈丸焦；但其焦炭具有與彈丸焦相似的高熱膨脹系數,并在顯微鏡下可以看到其焦炭具有彈丸焦的典型結構。”PaulJEllis&C.A.Paul

Tutorial:DelayedCokingFundaments8國內對生成彈丸焦的利弊的認識

在彈丸焦生成時焦炭塔晃動塔內有響聲在彈丸焦生成后冷焦不均焦炭塔變形放水堵管

卸底蓋隱患除焦塌方卡鉆影響延遲焦化裝置的安全生產彈丸焦銷售難9國內對生成彈丸焦的利弊的認識采用避免和防止彈丸焦的措施降低爐出口溫度提高循環比摻煉催化裂化油漿調和低瀝青質的原料——不生成彈丸焦，

但生焦率上升，液體產品收率下降,

綜合經濟效益受影響！10國外對生成彈丸焦的利弊的認識

最大液體產品的收率1AIChE1998SpringNationalMeeting

Allothermethodsofeliminatingshotcokesuchasdecreasingtemperature,increasingdrumpressure,andincreasingrecycleratio,willallincreasecokeyield(decreasemorevaluableliquidyields)whichisnotdesired.

降低溫度、提高壓力、提高循環比，這些避免彈丸焦的方法，都會增加焦炭產率(降低高附加值的液體產品收率)，這是我們不希望得到的。

PaulJEllis&ChristopherA.Paul

Tutorial:DelayedCokingFundaments11國外對生成彈丸焦的利弊的認識2FosterWheeler

Cokeroperationcanproduceshotcokewhenheavyfeedstocksareprocessedformaximumliquidyield.Manipulationofoperationconditiontominimizeoravoidshotcokeproductionisgenerallynoteconomic.

在加工重質原料時，為得到最大的液體收率，焦化會生產彈丸焦。用改變操作條件的措施，去減少或避免生成彈丸焦，通常是不經濟的。

Inthecaseoffuelcokeproduction,thereisageneralbeliefthatshotcokestructureofcokemeansthatthecokerisbeingrunatthemosteconomicconditions.

通常認為，在生產燃料級焦炭的工況，焦炭呈彈丸焦的結構意味著焦化裝置是在最經濟狀態下運行。

JohnDElliot,ShotCoke:Design&Operations

12國外對生成彈丸焦的利弊的認識3

ConocoPhillipis

Manyrefineriesprefertoavoidshotproduction.However,feedstockswithhighasphalteneandaromaticcontenttrendtoproduceshotcokeoverspongecoke,andoperationsathighertemperaturesandlowerpressurealsoleantowardshotcokeproduction.Infuel-gradeunits,itistypicallymoreeconomicaltooperateatconditionsthatproduceshotcoke,becauseofgreaterliquidyieldsandbettermarginsforadvantagedcrudeslates,aswellasincreasedthroughputduetofastercokedrumturnaroundtimes.

許多煉廠偏愛采用避免彈丸焦生成的操作模式。然而瀝青質和芳烴含量高的原料更易生成彈丸焦，高溫和低壓的操作也傾向于生成彈丸焦。對生產燃料級焦炭的焦化裝置來說，在生成彈丸焦的操作條件下運行，表明其更具有經濟性。這得益于它有更高的液體收率,更寬的原油選擇余地，和更快的焦炭塔除焦切換時間增加裝置的處理量。

RickWodnik&GaryCHughes,DelayedCokingAdvances13國外對生成彈丸焦的利弊的認識4LummusTechnologyTheprimaryobjectiveofrefinersoptingforafuelgradedelayedcokingunitistoconvertinexpensivebottomofthebarreloilintothemaximumpossibleyieldofcleanproducts,especiallydistillateliquids.Fuelgradecokeisaundesirablebyproductofthisupgradingprocessthatshouldbeminimized.

煉油廠選擇延遲焦化裝置的主要目的，就是將便宜的塔底油最大可能地轉化為清潔的產品，尤其是餾分油液體產品。燃料級焦炭是該工藝不希望的副產品，其產率應該最小化。

AhmadA.Faegh&JohnCollins,CokerDrumMonitoringEssentials14產生彈丸焦時焦化裝置的經濟效益彈丸焦

有

無循環比00.100.200.35日加工量t3820368036003460干氣w%5.765.875.976.30汽油w%7.287.237.287.23柴油w%33.2533.4233.8334.05輕蠟油w%23.0422.0121.6721.39重蠟油w%7.546.796.225.72焦炭w%23.1424.6725.0325.32輕收w%40.5340.6541.1141.28液收w%71.1069.4669.0068.38案例1:C公司焦化，循環比對液收和處理量的影響注：表格引自集團公司延遲焦化調研報告，200515產生彈丸焦時焦化裝置的經濟效益壓力生焦情況總液收%0.13－0.15易生成彈丸焦660.15－0.17對彈丸焦有抑止作用65>0.17不生成彈丸焦<64案例2:L公司焦化，1.0Mt/a,原料:遼河稠油加工量118t/d，循環比0.55，溫度500C注：數據引自

張鋒等，《煉油技術與工程》，2006，12，p1116產生彈丸焦時焦化裝置的經濟效益案例3：K公司，1.4Mt/a，原料：北疆稠油注：數據引自叢新興等.《煉油技術與工程》2006,08,15-17項目單位調整前調整后爐出口溫度℃500495焦炭塔壓力MPa0.1100.158循環比0.5－0.55＞0.56液體產品收率w%81.5279.94彈丸焦有無17產生彈丸焦時焦化裝置的經濟效益

案例4,J公司,3#焦化,1.6Mt/a,原料:進口原油的渣油注:2008－08數據，由J公司顧承瑜提供彈丸焦無有變化原料平均密度g/cm31019.51028.2+8.7原料平均殘炭w%19.2322.12+2.89爐出口溫度C498497-1循環比0.20.21+0.01焦炭塔壓力MPa0.180.18018產生彈丸焦時焦化裝置的經濟效益

案例4,J公司,3#焦化,1.6Mt/a,原料:進口原油的渣油w%彈丸焦無有變化脫前干氣10.179.94-0.23脫前液態烴2.472.53+0.06汽油16.9816.96-0.02柴油29.3630.12+0.76輕蠟油3.343.31-0.03重蠟油7.918.23+0.32抽出油2.012.00-0.01焦炭27.7626.91-0.85液收62.0763.15+1.08注:2008－08數據，由J公司顧承瑜提供19產生彈丸焦時焦化裝置的經濟效益案例5：Q公司,焦化,2.5Mt/a,原料:進口原油的渣油循環比0.25

0.15,彈丸焦無有項目收率變化(%)實物量變化(萬噸)產品價格（元/噸）效益（萬元）干氣-0.58-1.452000-2900液化氣-0.1-0.257000-1750汽柴油-0.13-0.3258000-2600蠟油+2.06+5.156000+30900高硫焦-1.25-3.1251500-4687.5+18962.5注：數據由Q公司郭守學提供20彈丸焦生產方案的全廠效益預測

100萬噸/年焦化裝置液體收率提高,焦炭產率降低1個%

1、油品與焦炭的差價：￥2000元/噸2、蠟油去催化加工后的效益：￥￥￥3、循環比下降后處理量增加：￥￥￥4、油漿不摻煉，銷售或加工：￥￥￥5、原油結構的改變：￥￥￥

綜合經濟效益2000～3000萬元/年彈丸焦方案定義目標：最大液體產品收率最低焦炭產率原料：重質，高瀝青質操作條件：高爐出口溫度低循環比低操作壓力21彈丸焦——

安全生產和提高效益的最大障礙延遲焦化生成彈丸焦時，潛在巨大的經濟效益但大多數焦化裝置的操作原則：

——避免或抑制彈丸焦的生成發現有彈丸焦生成的跡象或產出彈丸焦后，采取各種措施降爐溫、提循環比、摻油漿、調原料確保了裝置的安全運行！完全正確的，無可非議！彈丸焦成為焦化裝置的安全生產和提高效益的最大障礙！22彈丸焦成為最大障礙的原因過去客觀上我國在延遲焦化的綜合技術能力較弱裝置的設計原則：以普通渣油為基礎關鍵設備的配置：全自動底蓋機無除焦系統自控弱下游裝置的配套：焦蠟加工受限主觀上對重質原料、高瀝青質原料的認識不足針對彈丸焦的操作規程欠全，操作經驗缺乏生產、技術、銷售等部門統籌管理能力較弱安全生產的壓力太大!近幾年來我國的焦化技術進步很大，但對彈丸焦的認識提高有限，多數還處于被動應付的狀態安全生產

PK經濟效益23實施彈丸焦生產方案的措施1技術措施:可調循環比技術焦炭塔大型化技術加熱爐優化技術加熱爐爐管在線清焦技術和機械清焦技術焦炭塔塔頂和塔底的全自動底蓋機技術焦炭塔除焦系統的順序控制技術針對延遲焦化產生彈丸焦的設計考慮24實施彈丸焦生產方案的措施2提高人員素質焦化裝置的管理者、操作員，要有很強的掌控能力：

能根據原料性質，確定并控制合適的操作參數熟練掌握焦炭塔生焦－冷焦－除焦各環節的精細操作技巧具有對加熱爐爐管的防結焦、在線清焦和機械清焦的經驗

具有對分餾塔的結鹽結焦的預防和處理經驗

確保安全運行！25實施彈丸焦生產方案的措施3學習國外的措施FosterWheeler

JohnDElliotShotCoke:Design&Operations用改變操作條件的措施，去減少或避免生成彈丸焦，通常是不經濟的。幸運的是彈丸焦生產所引起的操作難題可以通過某些措施來解決，如精細設計、操作技巧和操作說明等。

ConocoPhillipis

RickWodnik&GaryCHughesDelayedCokingAdvances經驗表明：嚴格遵守焦化的操作規程，實踐除焦系統的最佳操作法，遵循焦炭塔的除焦程序，能有效地并安全地掌控彈丸焦的生產，防止可能發生的焦炭塌落等事故。

LummusTechnologyAhmadA.Faegh&JohnCollins

CokerDrumMonitoringEssentials基于工業裝置（給水冷焦）的經驗，我們已經開發了一套用KPI值表示的風險排序工具，它能使操作員評估每個焦炭塔在冷焦后及打開前的狀況，識別潛在的危險，提前采取防范措施，杜絕不希望事故的發生。26實施彈丸焦生產方案的措施4總結國內經驗L公司焦化加工遼河稠油，總結了不同操作條件下，彈丸焦生成的規律，可以控制彈丸焦生成，及其粒度的大小……Q公司焦化

250萬噸/年,重質和劣質原料,殘炭>26w%統計到2011年7月，已產出過彈丸焦：>100塔已經基本摸清彈丸焦的生成規律，能預測彈丸焦的生成制定了焦化生產的指導意見和操作要求從生焦、冷焦、除焦、用焦、賣焦……積累豐富經驗2011年以來，Q公司已不再刻意避免生成彈丸焦，只需做好彈丸焦的產、銷、用（自備CFB鍋爐）的平衡工作。他們對彈丸焦的認識和掌控，已經從必然王國走向自由王國。連續安全運行了三年，創造了十分巨大的經濟效益。27實施彈丸焦生產方案的措施5綜合配套措施

5.1焦化蠟油的出路銷售直接進催化加氫后進催化、加氫裂化

28實施彈丸焦生產方案的措施5.2彈丸焦的利用CFB爐燃料－ZH,SH,WH,QD,JL,LY,QL……水煤(焦)漿原料

造氣－熱電聯合

(IGCC)

水泥廠燃料

電石2009年全球石油焦的應用分布5.3油漿的利用油漿進焦化加工的經濟效益油漿與渣油