焦化工艺加工高沥青质原料的技术分析.ppt

焦化工艺加工高沥青质原料的技术分析 石油化工科学研究院 2005.10 交流内容 高沥青质焦化原料的来源和特点 焦化工艺加工高沥青质原料存在的问题 焦化工艺加工高沥青质原料的改进措施 1.高沥青质焦化原料的来源和特点 高沥青质焦化原料的来源： 经减压深拔的减压渣油 特重原油或其常压渣油（如塔河重油、奥里重油等） 脱油沥青 油砂沥青（如加拿大油砂沥青等） 二次加工所产生的重油（如乙烯焦油等） 典型高沥青质焦化原料的性质 高沥青质焦化原料的特点： 比重大 粘度高 残炭值高 硫、沥青质及重金属含量高 其中沥青质含量高是影响延迟焦化装置长周期安全运转的主要因素。 2.焦化工艺加工高沥青质原料存在的问题 沥青质含量高、稳定性差的原料易造成加热炉炉管结焦。 沥青质含量高、金属含量高的原料易形成弹丸焦，威胁装置的安全生产。 沥青质含量高的重质原料在焦炭塔内形成的泡沫层高，更易造成焦粉携带，进而造成油气线、分馏塔底结焦，堵塞加热炉辐射进料泵，加快加热炉炉管的结焦，严重时可造成液体产品中携带焦粉。 延迟焦化装置运转周期短。 问题产生的根源 高沥青质的渣油是一种热稳定性较差、容易发生沥青质聚沉的体系，在热转化过程中容易快速生焦。 3. 焦化工艺加工高沥青质原料的改进措施 ⑴ 减缓加热炉炉管结焦 ⑵ 减缓油气线和分馏塔底结焦 ⑶ 避免弹丸焦的生成 渣油性质与焦化加热炉炉管的结焦 结焦速度 = 焦炭生成速度 - 焦层脱落速度 影响焦化加热炉炉管结焦的因素 原料性质 管壁温度 管内流体流动状态 停留时间 渣油性质与焦化加热炉炉管的结焦 焦化加热炉炉管结焦主要发生在焦化原料开始生焦而管内流体流速相对较低的区域。 在管壁温度、进料冷油流速和注汽量一定的情况下，提高焦化原料开始生焦的温度（即胶体稳定性）和减少生焦量是减缓焦化加热炉炉管结焦的有效措施。 渣油性质与焦化加热炉炉管的结焦 渣油中的四组分由于都是大分子量的烃类，相对于原油中的四组分其极性差别减小，渣油中的沥青质绝对含量及w（胶溶剂）/w（沥青质）的比值是影响沥青质稳定性（即渣油稳定性）的重要因素。 减缓加热炉炉管结焦的措施 ① 改善辐射进料性质 关键点: 降低加热炉辐射段进料的沥青质含量 采取的措施: a. 加入富芳烃组分（如催化裂化澄清油） b. 提高循环比 提高循环比对辐射进料组成的影响 减缓加热炉炉管结焦的措施 ② 降低加热炉出口温度 a. 加热炉辐射出口温度控制在490~495℃，比常规焦化低5~10℃。 b. 加热炉对流出口温度控制在350℃。 ③ 提高加热炉管内流体线速 a. 提高注汽量 b. 提高循环比 减缓加热炉炉管结焦的措施 ④ 添加抑焦剂 ⑤ 改进焦化加热炉设计 a. 双面辐射 b. 多室多程 c. 多点注汽（水）设计 减缓油气线和分馏塔底结焦的措施 ① 控制油气线和分馏塔底温度 a. 注急冷油后的温度≯415℃ b.分馏塔底的温度≯365℃ ② 避免泡沫携带 a.提高焦炭塔的有效空高 b.降低焦炭塔内的油气线速 c.注入消泡剂 避免弹丸焦的生成的措施 加入富芳组分和提高循环比（降低焦化原料的沥青质含量 ） 降低焦化反应温度 提高焦炭塔操作压力 普焦 针状焦 应用实例: 中石化塔河分公司120万吨/年延迟焦化装置是一套专炼塔河重油的装置，采用石油化工科学研究院开发的加工劣质原料的大循环比延迟焦化专利技术，目前该装置已正常运转10个月以上(烧焦周期达到7个月)。 小结 ⑴ 高沥青质的渣油是一种稳定性较差、容易发生沥青质聚沉的体系，在热转化过程中容易快速生焦，严重影响焦化装置的正常运转。 ⑵ 在加工高沥青质的渣油时，为了确保焦化装置的长周期安全运转，必须采取适当措施减缓加热炉炉管、油气线和分馏塔底的结焦，避免弹丸焦的生成。 * * 73.9 77.0 3.4 22.4 32.4 3000 - 脱油沥青 0.1 510 254 145 4.9 V，μg/g 0.2 144 45.1 47.8 54.3 Ni，μg/g 0.11 3.5 2.9 5.2 1.8 S ，w% 23.3 11.2 12.9 15.0 4.2 沥青质，w% 14.4 18.2 17.3 23.7 16.8 残炭，w% 33.90 3000 473.9 3000 1291 运动粘度（100℃），mm2/s 1.0840 1.0324 0.9994 1.0330 0.9945 密度（20℃），g/cm3 乙烯焦油 奥里油常渣