晁可绳`延迟焦化设计的考虑-1.docVIP

延迟焦化装置的设计考虑 晁可绳 中国石化工程建设公司（北京市 100011） 摘要： 随着原油品质日趋恶化，许多炼油厂都选择延迟焦化工艺作为重油深度加工的方法。目前，延迟焦化工艺已在最大馏份油生产、安全、环保、焦炭处理、和设计灵活性方面有了显著改进。本文讨论了对我国延迟焦化装置的设计考虑，如：原料的多样化、产品要求、焦化加热炉的长周期运行、焦炭塔大型化、分馏塔结构、水力除焦、连锁控制、焦化污油和炼厂的油浆利用等。并提出了将来设计的考虑趋势。 关键词： 延迟焦化 设计 加热炉 焦炭塔 分馏塔 原料 产品 环境保护 连锁控制 延迟焦化工艺是高脱碳率的轻质化加工手段，具有对原料适应性强、转化率高、工程投资较低、经济效益回报率较高等优点，所以至今仍是全世界广泛采用的主要深加工手段，比较适合于我国当前发展中的经济现状。美国《石油时代》杂志指出：新一代炼油工艺包括三项内容，即渣油催化裂化、延迟焦化和灵活焦化、渣油加氢。由于延迟焦化工艺过程因为技术成熟、原料适应性强、产品灵活性大、操作可靠性高、投资和操作费用相对较低， 在21世纪将得到进一步发展和应用。 由于我国加工的原油来源于国内外不同地区，其中进口原油的比例逐年递增，出现加工原油日趋变重、变劣及多样化的态势。作为主要重油改质工艺的延迟焦化正面临着新的课题和挑战。如何针对不同的原料、产品要求和适应市场经济效益变化的形势，设计高适应性的延迟焦化装置？如何设计出在安全、环保、先兆工艺控制、长周期运行、最大液收或轻油收率等方面具有显著特点的延迟焦化装置？以下从不同的角度谈谈延迟焦化工艺设计中应考虑的趋势，以供商榷和参考。 对原料多样化的设计考虑 由于我国延迟焦化装置原料性质的多样化、多变性以及延迟焦化装置在炼油厂的地位由“垃圾桶”向实现“零液体排放”的“废料加工厂”转变，迫使延迟焦化装置在工艺方案、过程参数控制自动化、机械和设备选型、“三废”处理和利用以及防腐措施等各方面， 都应“对症下药”、“量体裁衣”地进行优化设计，以满足装置清洁、安全、高效的市场要求，使装置实现“长、满、优、稳、省”的良好生产。 对不同的焦化原料性质和产品分布的要求，应采用不同的焦化工艺控制流程和操作参数，相应地在机械、设备和加热炉的设计中采用不同的结构和型式，实现选择性优化设计。 1.1 不同原料的性质差异 原料的特性因数不同，则它的临界分解温度范围也不同，特性因数增大，则临界分解温度降低。实质上反映出成胶体悬浮状相平衡的四组成比例结构不同，而在焦化料流经焦化加热炉和焦炭塔过程中，在给定的循环比下，随着温度和停留时间增加，随着反应中烃分压的变化，导致焦化料的四组成比例结构发生迅速变化，造成固有的和随着操作条件变化而产生的介质稳定因子SF发生变化。根据胶状溶液理论和三相平衡图，用稳定因子SF来描述与介质四组成和康氏残炭的关系式是： SF=A+R/S·CR ( 1 ) As=α·CR+βCR2 ( 2 ) 其中： A——芳烃 ,m% R——胶质,m% S——饱和烃,m% CR——康氏残炭,m% AS——沥青质,m% α、β——不同渣油修正系数 公式（1）和（2）说明：焦化原料的热稳定性与其四组成的比例结构和残炭值有关，当沥青质和饱和烃（尤其是蜡含量）比例增加，则使介质热稳定性下降，反之当芳烃和胶质比例增加、沥青质和饱和烃比例下降，则使介质热稳定性上升。而反映蜡含量对热稳定性影响的主要指标之一是蜡性因子WF，它主要取决于重油中石蜡—环烷烃含量和与芳烃的比例。 WF=（H2·103/ρ）-（n/100） （3） 其中： H2——氢含量 m% ρ15.6——密度 kg/m3 n—— 500℃馏份含量 v% WF 11说明芳构化程度高、热稳定性高；WF 12则石蜡——环烷烃高，热稳定性低。所以在减粘裂化和焦化加热炉设计前，最好应有原料的四组成及氢含量和 500℃馏份含量数据。 表-1 几种国内外焦化原料油性质 名 称 沙轻减渣 胜利减渣 辽河减渣 管输减渣 辽河稠油 塔河常渣 大庆减渣 中原减渣 伊朗减渣 科威特减渣 苏丹混合油减渣 ρ20℃ g/cm3 1.0031 0.9698 0.9717 0.9695 1.0014 1.014