延迟焦化工艺进展1

延迟焦化工艺进展胡德铭祝贺上海石化公司100万t/a延迟焦化装置荣获全国第十届优秀工程设计金质奖延迟焦化工艺技术进展概况延迟焦化工艺技术进展延迟焦化工艺设计的改进延迟焦化和相关渣油加工的经济效益几点看法概况世界焦化装置加工的统计近期建设和投产的延迟焦化装置近期投产的延迟焦化装置新近建设的延迟焦化装置概况全世界共有146个炼厂设有焦化装置全世界焦化装置总加工能力为2.28亿t/a占原油蒸馏总加工能力的5.57%美国居世界首位,加工能力为1.23亿t/a中国（不包括台湾省）居世界第二位,加工能为16.83Mt/a其次依次为委内瑞拉、墨西哥和阿根廷等世界焦化装置加工能力，Mt/a国名炼厂数蒸馏能力焦化能力焦化占蒸馏％焦化占世界焦化能力％美国133831.17123.4214.8454.07中国＊95226.4116.837.437.37委内瑞拉564.117.9712.433.49墨西哥684.207.769.223.39阿根廷1031.956.0819.032.66德国17113.365.855.162.56日本34238.354.972.092.18巴西1393.264.745.082.08俄罗斯42271.774.671.722.05科威特344.463.768.461.657224093.88228.265.57100.00＊：不包括台湾省在内各种焦化型式的比较050100150200Mt/a1975年1998年2001年2002年其它流化焦化延迟焦化世界焦化加工能力（1990年---2002年）0501001502002501990年1995年1998年2000年2001年2002年Mt/a世界石油焦产量（1975年～2002年）0102030405060701975198019851990199520002002年Mt/a美国其他国家合计美国焦化加工能力(1946年-2002年)050000010000001500000200000025000001946年1950年1960年1970年1973年1982年1995年1998年2001年2002年加工能力，bpcd我国延迟焦化能力的增长0500100015002000250030001990年1991年1992年1993年1994年1995年1996年1997年1998年2000年2001年2002年万t/aSINOPEC延迟焦化能力的增长15161718192021221995年1999年2000年2001年2002年套024681012141618加工能力套数Mt/a近期建设和投产的延迟焦化装置委内瑞拉的Jose投产一座加工超重原油生产合成原油的装置，处理能力为4.90Mt/a，是目前世界上第二大的延迟焦化装置美国德克菲斯州的斯威尼炼厂改造，新建一座3.20Mt/a的延迟焦化装置美国Garyvill炼厂投产了一套“一炉二塔”型式的延迟焦化装置，加工能力为1.90Mt/a美国Exxon-Mobil公司的加工玛耶原油贝汤炼厂投产了一套处理能力为2.20Mt/a的延迟焦化装置估计2002年年底前，在加勒比海沿岸，至少有6座延迟焦化装置计划投产。这些装置将廉价残渣燃料油转化成高产值的轻质产品和石油焦新近建设的延迟焦化装置委内瑞拉PDV公司联合拥有的6.50Mt/a的Hovensa炼厂正在增建1套3.19Mt/a的延迟焦化装置美国Coastal销售公司投资2.5亿美元在美国科珀斯克里斯蒂新建一套加工委内瑞拉原油的3.00Mt/a的延迟焦化装置CerroNegro公司投资5亿美元在委内瑞拉新建一套3.30Mt/a的延迟焦化装置美国Texco公司和美国能源部签订了一份合同。建设一座EarlyEntranceCorpoduction(EECP)工厂，主要将石油和煤转化成优质运输燃料、电、热能。这将意味着延迟焦化工艺将用于烃合成液体燃料、电、热能纪元的开始延迟焦化工艺技术进展大型化装置规模大型化焦炭塔的大型化灵活性原料产品操作性美国Lummus公司的操作条件美国URS公司的优化焦化技术循环周期安全性装置规模大型化80年代初期，世界上最大的延迟焦化装置是美国Chevron公司的Pascagoula炼厂的装置，加工能力为3.01Mt/a，采用三炉六塔流程90年代初期，加拿大Syncor公司的生产合成原油的油砂加工厂的延迟焦化处理能力为3.65Mt/a，采用四炉八塔流程1993年加拿大的Suncor公司的FortMeMurray炼厂的延迟焦化装置经改造后处理能力达5.03Mt/a1998年印度Reliance公司建成目前世界上最大的延迟焦化装置，加工能力为6.73Mt/a（没投产）最近，Lummus公司承担设计的一项目，经第一阶段工作后装置处理能力为6.20Mt/a，该装置可处理接近9.90Mt/a的原料美国Flour公司在70年代对建设单系列25.00Mt/a炼厂的可行性研究报告，延迟焦化装置配套处理能力为4.50Mt/a，届时需配置9,100mm的焦炭塔10台我国延迟焦化装置60～70年代,一般为30万t/a～60万t/a1989年,锦州石化投产了一座“四炉二塔”的100万t/a装置2000年1月,上海金山投产了一座“一炉二塔”的100万t/a装置2002年9月,上海高桥投产了我国最大的140万t/a装置焦炭塔的大型化1930年,焦炭塔直径3000mm80年代后,一般8200mm左右目前，焦炭塔的标准直径为8,200mm～8,500mm某些9,200×36,600mm的焦炭塔已在运转焦炭塔的大型化世界上最大的焦炭塔是加拿大的Syncor油砂加工厂的延迟焦化装置的焦炭塔12,200mm×30,000mm印度信任公司的6.70Mt/a延迟焦化装置，有8个直径为8840mm的焦炭塔美国FW公司将要设计9,750mm×42,980mm（总高）的焦炭塔美国FW公司有可能设计12，192mm的焦炭塔焦炭塔的直径和安装年份的关系焦炭塔的塔高（T－T）和安装年份的关系灵活性原料产品美国Lummus公司美国FosterWheeler公司和Conoco公司三种渣油加工工艺的产率原料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、沥青、脱沥青焦油、澄清油、溶剂精制后的煤以及煤的衍生物、催化裂化油浆、炼厂污油（泥）等60余种原料处理原料油的康氏残炭为3.8w%～45w%，API重度2～20API随着烃类合成液体燃料和合成原油技术的开发，也多用延迟焦化工艺进行改质。最近委内瑞拉就利用延迟焦化工艺和加氢处理工艺对Orinoco的原油进行改质，生产API16～32，S0.1m%的合成油延迟焦化装置典型的产率（以原料w%计）项目减压渣油低CCR减压渣油高CCR减压渣油高CCR焦炭塔压力低低高产品产率,w%气体8.09.09.4石脑油14.011.711.3轻蜡油26.227.226.3重蜡油29.719.418.7焦炭22.132.734.3产品产率中，中间馏分油产率占总产率的30w%～65w%左右，在当今多产中间馏分油需求下显得尤为重要美国Lummun公司对延迟焦化装置加工能力1.10Mt/a时的高康氏残炭的减压渣油方案，在低压、低循环比、24小时操作周期的条件下，如果原料相同，设计合理，略提高操作压力，再将操作周期改为18小时，则该装置可以加工1.375Mt/a的原料美国Fosterwheeler公司和Conoco公司为了提高液收，降低焦炭产率，在新设计的装置上通常采用低压（0.103MPa表压）、低循环（而不是零循环）的工艺设计。因为真正的零循环虽然可进一步减少焦炭产率，稍微增加液收，但增收的HCGO质量价值不高。在考虑用哪种循环操作时应考虑下游接受HCGO的加工装置要求。特别对于加氢裂化型的炼厂，由于加氢裂化对原料有严格的要求，如CCR1m%，Ni+V2wppm，C7不溶物也有要求的情况下应慎重考虑采用哪种循环比的操作操作性操作目的是得到最大的液体产品，最少的焦炭，生产的焦化重蜡油的质量要符合下游加工装置的要求美国Lummus公司的设计是通过控制位于焦化分馏塔塔顶分离器的压力控制器来控制焦炭塔顶压力，从而达到低压操作。一般将压缩机入口处压力设定为0.007～0.014MPa。焦炭塔典型低压操作的压力为0.105MPa美国USR公司开发的“优化焦化（opticoking）”的专利技术。该技术就是将循环的焦化轻蜡油或焦化汽油从分馏塔返回到高温正在生焦的焦炭塔顶，额外加入的油气瞬时气化，使操作者能够稳定焦炭塔压力缩短延迟焦化循环周期是提高延迟焦化加工能力的有效方法。但是，焦化循环周期由21小时缩短到18小时，焦炭塔寿命损失25％新设计的循环周期一般为18～20小时，对于较老的装置，12～14小时的循环周期也不少见。美国Lummus公司设计的操作周期是≤18小时美国URS公司的优化焦化技术安全性在工艺设计阶段，要准备工艺危险分析文档、确定装置布置、足够的维护和安全通道、工艺装置有关安全要求等。在完成工艺配管和设备简图后，应启动HAZ0P（危险的可操作性分析）分析，焦炭塔和加热炉区域必须进行HAZ0P分析焦炭塔塔底（顶）法兰的自动卸盖系统环境保护在美国和世界各国的装置设计应符合美国EPA（环境保护署）和该国和该地区的环保法规、OSHA（职业安全和健康）及地方、客户等等的种种标准规范。美国Lummus公司延迟焦化装置实施的环境保护设计污染源解决办法污油循环或送至装置边界线之外酸性水处理和循环焦化装置废水装置内循环烃类液体洗涤／排放最大量地回收油／在装置内循环、重（轻）污油系统含烃液体至含油污水减少油类排放焦粉至含油污水固体／液体分离器放空塔气体送至火炬或压缩机入口处加热炉污染高效率的加热炉、低NOx喷嘴、在线清焦、加热炉的机械清焦、加热炉的机械清焦切焦时塔顶气相通风、从顶部冷却泄漏污染减少泄漏源、双端面机械密封、过滤流体焦粉污染从工艺过程中脱除焦粉、减少焦炭处理、尽量采用密闭式焦炭处理系统、润湿焦炭以防止焦粉飞扬延迟焦化工艺设计的改进延迟焦化工艺的主要（关键）设计特点:双面辐射加热炉在线清焦现代化的焦炭塔机械设计在线计算机控制自动化的卸盖系统革新的水管理／焦炭回收系统美国Lummus公司延迟焦化装置关键的设计特点项目早期的设计目前的设计操作压力0.17～0.25MPa0.1MPa焦炭塔卸盖系统手动自动四通阀手动旋塞阀电动球阀蒸汽吹扫阀楔形旋塞阀／手动球阀／楔形旋塞阀／楔形闸阀手动或自动焦炭塔和框架布置好有所改进，降低投资焦化加热炉单面辐射加热炉双面辐射加热炉焦炭塔直径最大8.23米可高至9.14米焦炭塔安全联锁无广泛应用安全设计80年代广泛应用环境保护轻／重焦化蜡油符合80年符合最近的燃料油标准代标准设置放空塔污油至含油污水系统轻／重污油分离系统平面布置好已改进，更好实现维修方便和安全操作通道焦炭塔暖塔／切换就地控制室工艺设计工艺设计适应现在和未来操作原料性质的变化；加工低硫轻质原料生产电极焦时，优化工艺条件以达到馏分油和焦炭产率之间的最佳平衡和经济操作点；加工重质含硫原料，采用低压、高温和低循环比操作以达到最大馏分油产率；加工重质原料，调整循环周期抑制弹丸焦的生成；改变（增加）装置压力越低焦炭塔内气相表观速度，提高处理量；装置压力调整要考虑低压下最大馏分油产率和焦炭塔数量之间的平衡，焦炭塔塔内的气相表观速度、设备和管线以及系统压力降和压力；调整装置循环比，在达到最大馏分油产率的同时，满足蜡油质量要。焦炭塔的设计和框架结构焦炭塔的设计中要充分考虑焦炭塔的加热／冷却的周期，保证焦炭塔的寿命。优化焦炭塔设计，考虑焦炭塔操作周期、操作条件、原料处理量、焦炭产率以及焦炭塔的数目的大小美国Lummus公司综合考虑了降低焦炭塔的投资，采用当今焦炭塔在工业可利用的最大尺寸的技术以及未来装置加工能力的