延迟焦化装置

延迟焦化装置

一、概况

焦化是深度热裂化过程，也是处理渣油的手段之一。它又是唯一能生产石油焦的工艺过程，是任何其他过程所无法代替的。是某些行业对优质石油焦的特殊需求，致使化过程在炼油工业中一直占据着重要地位

延迟焦化是一种石油二次加工技术，是以贫氢的重质油(如减压渣油、裂化渣油以及沥青等)为原料，在高温(400~500℃)进行深度的热裂化反应。通过裂解反应，使渣油的一部分转化为气体烃和轻质油品；由于缩合反应，使渣油的另一部分转化为焦炭。

延迟焦化是一个成熟的减压渣油加工工艺，多年来一直作为一种重油深加工手段。近年来随着原油性质变差(指含流量增加)、重质燃料油消费的减少和轻质油品需求的增加，焦化能力增加的趋势很快。

延迟焦化装置的作用：将重质油馏分经裂解、聚合，生成油气、轻质油、中间馏分和焦炭。

二、工艺原理

焦化是在高温条件下，热破坏加工重油(减压渣油)的一种方法，其目的是得到汽油、柴油、焦炭、裂化馏分油(焦化蜡油)和气体。焦化过程是一种热分解和缩合的综合过程。也是一种渣油轻质化的过程。原料油一般加热到420℃开始热解，于500℃下进行深度热裂化反应。延迟焦化是将原料油通过加热炉加热时,采用高的油流速(入口混相流速3.54m/s)和高的加热强度(35kw/m2)，使油品在短时间内达到焦化反应所需的温度同，并且迅速离开加热炉进入焦炭塔，从而使生焦反应不在加热炉中进行,而延迟到焦炭塔中进行的一种热加工过程。焦化反应的机理较为复杂，一般简单表示为：

渣油 气体 汽油 热分解 柴油 裂化馏分油

高分子烃类 胶质 沥青质 炭青质 焦炭 综合的大分子芳烃

三、

四、主要工艺流程(图9 焦化装置工艺原则流程图)

减压渣油从1#常减压装置来，温度为200℃以上，冷渣油从罐区来，温度为70～80℃。从1#常减压来的热渣油进入原料油缓冲罐V-101，经原料油泵P-101(102)抽出与循环油混合后先后与中段回流(E-110)和轻蜡油换热(E-107)(若冷热混炼，则冷渣油在换-110前与热渣油汇合)，然后分两路，分别与循环油及回流(E-111/1～4)、重蜡油及回流(E-112/1～4)、循环油及回流(E-113/1～4)换热到约330℃进入加热炉进料缓冲罐V-104。V-104罐底油经加热炉进料泵P-409(410)分别送到加热炉F-303、F-301加热到495～505℃，经四通阀进入焦碳塔T-201(202)。炉-303进料分为四路，每路设二点注水，一点注汽。在焦碳塔内进行裂解和缩合反应，反应产物除焦炭聚集在塔内，其它产品均呈气相从焦碳塔顶进入分馏塔T-101。油气进分馏塔，轻组分上升，重组分落入塔底，上升到精馏段的油气通过塔盘进行传质传热，在不同的部位分离出富气、汽油、柴油、轻蜡油、重蜡油和循环油，炉子注水随气体一起从T101顶逸出。焦炭塔内的焦炭聚集到一定的高度，停止进料，切换到另一个已预热好的焦炭塔内继续生产。停止后的塔通过大量吹汽和给水冷焦，将焦炭温度冷却到80℃以下，焦炭经水力除焦进入焦池，用吊车抓斗装车出厂或用履带送动力厂CFB锅炉出燃料。

分馏塔T-101底循环油自塔底经过滤器后由循环油泵P-121、P122抽出，与加热炉进料换热器E-113/1～4、E-111/1～4换热到280℃～310℃分为五路，一路作为回流控制分馏塔蒸发段温度，二路作为回流控制分馏塔底温度，三路作为循环油，用于调节装置循环比，四路作为热蜡油出装置，五路经冷却器L-105冷却至80℃～100℃出装置。

重蜡油从蜡油箱由泵P-124、P-108抽出，一路作为内回流返塔，另一路经与加热炉进料换热器E-112/1～4换热至295℃左右分为三路，一路返分馏塔六层塔盘，二路作为热蜡油出装置，三路经低温水换热器E114冷却出装置。

轻蜡油自分馏塔11层塔盘由泵P-123、P-107抽出，经与加热炉进料换热器E-107、轻蜡油蒸汽发生器E-101换热后，一路作为热蜡油出装置，另一路经低温水换热器E-108冷却后去1#催化或加氢制氢装置进行改质。

中段回流自分馏塔19层塔盘由中段回流泵P-106、P1O9抽出，经稳定塔底重沸器E708、加热炉进料换热器E-110、中段回流蒸汽发生器E-102换热到190℃～215℃返回分馏塔的23层，控制柴油质量。

塔顶循环回流自汽油箱用顶回流泵P-103、P-104抽出，经低温水换热器E-106换热后返回塔顶，控制顶部负荷和汽油干点。

柴油自柴油箱由泵P-120、P105抽出分为两路，一路作为内回流返塔，另一路经柴油蒸汽发生器E103、除氧水换热器E-104、气分塔底重沸器、富柴换热器E-105/1换热到150℃，再分两路，一路作为回

流返塔，另一路继续经低温水换热器E-105/2～5、柴油冷却器L-104冷却送柴油加氢装置改质。从E105出来柴油可作机泵端面密封冲洗油，也可经仪表冲洗油泵P113、P114升压后用作仪表冲洗油。从L104出来的柴油可作机泵端面密封冲洗油，也可经仪表冲洗油泵P113、P114升压后和作仪表冲洗油。从L104抽出，经P701、P702加压E704冷却后进贫气再生塔T701，从T701底出来的富柴油与柴油换热器E105/1换热后和25层回流一起返回分馏塔。

水蒸汽、汽油、气体从T-101顶部逸出，经塔顶空冷器L101、后冷器L-102冷凝至40℃进入油、水、气分离罐V-102分离，水从V-102底部经污水泵P-116、P-117抽出经污水过滤器V107后送入污水脱硫装置。汽油用汽油泵P-111、P-112抽出部分可作为T-101顶冷回流，部分作为吸收剂送至吸收塔T702。

焦化富气自V102来，进压缩机入口缓冲罐V704，底部凝缩油由凝缩油泵P705、P706返回V102。富气进入压缩机C701，经一段压缩，温度达到123℃，压力为0.35MPa，经一段中间冷却器L702冷却至40℃，再进入中间分离器V703，由V703出来的富气进C701二段入口，经二段压缩后温度达139℃，压力为1.1Mpa，再与解吸气、吸收塔底油混合后进入冷却器L701冷却到40℃，进气液水分离罐V702分离，含硫污水自压出装置，气相进汽油吸收塔；凝缩油经泵P702抽出分两路：一路去解吸塔T703顶，另一路与稳定汽油换热器E710加热后去解吸塔第9层。经解吸出轻组分后的塔底油由解吸塔底泵P713抽出与稳定汽油换热器E709加热后进稳定塔T704。解吸塔底重沸器E707热源为焦化分馏塔柴油。

解吸油经稳定塔分离出液态烃后，稳定汽油自塔底采出，经E709、E710、E711冷却后分两路：一路出装置去加氢；另一路经吸收油泵P712送至吸收塔顶作吸收油。T704塔顶出来的气态烃经E706冷却后去稳定塔顶回流罐V711。液态烃泵P714抽出的液态烃分两路：一路送出装置去脱硫；另一路回流去稳定塔顶。稳定塔底重沸器E708的热源为焦化分馏塔中段回流油。

自分液罐V702来的富气经吸收塔T702被焦化粗汽油及稳定汽油吸收重组分后的气体去柴油再吸收塔T701。为了提高吸收效果，吸收塔设有一个中段回流，取走多余的热量。从T701顶部出来的焦化干气经V705后送往加氢装置。

液氨由系统管网来，与系统来的低温软化水(与机泵端面软化水相同)按比例进入氨水配制罐V706，并按焦化富气中硫含量的高低控制氨浓度，一般情况下氨浓度控制在1%-4%，配好的氨水由V706底抽出，经注氨泵P703、P704可注入静态混合器M701前，使富气氨洗脱硫，也可注入分馏塔与油气混合脱除富气中的硫，富气和含氨污水进入V102分离，含氨污水送往脱硫装置。

3.5MPa蒸汽自动力管网来，驱动汽轮机做功后，背压汽排入1.0MPa蒸汽管网，为保证汽轮机背压不超高，在背压汽管道上还设置了安全阀。

氮气从系统管网来，有高压N2和N2低压，高压N2

经过两级减压，作为气压机密封用氮气，注入气压机密封腔。

焦碳塔大量吹汽和给水冷焦产生的高温蒸汽及少量油气进入放空塔T205，塔底油用污油泵P211抽出，一部分进分馏塔二层回炼，另一部分经污油换热

器E201(或水箱冷却器L202/56)后作塔顶回流，控制T205顶部温度在104℃左右，也可甩至污油罐V205、V206或五垅灌区。T205顶油气直接进入放空塔顶空冷器L303、循环水冷却器L301、L302后，进入放空分液罐V204分离，V204污油用泵甩至沉降罐V205，污水压至冷焦水罐V211，分液罐顶部的不凝气排入火炬系统。

从焦碳塔T201/T202自流下来的冷焦水和从冷焦水泵P204来的冷焦水经混合器混合后，先进入冷焦水缓冲罐V208，然后由冷焦水泵P208送入热水罐V211，热水由热水泵P214抽出经焦粉过滤器V210/AB过滤后进入除油器V209/AB除油后分两路：水经空冷L203冷却后进冷水罐V212；油水进入V211或小油池，小油池的污油经P215/AB送至V205。

焦碳塔切焦用的高压水，由高压水泵P503、P501送出，经三位控制阀送到水力切焦器切焦。焦碳塔出来的切焦水经过储焦池、一沉淀池、二沉淀池，用切焦水提升泵P1402送至山上水池循环使用。

四、主要工艺设备

序工艺编号 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 V-101 V-104 T-101 T-201 T-202 F-301 L-101 L-102 V-102 设备名称 原料缓冲罐 加热炉进料缓冲罐 分馏塔 焦碳塔 焦碳塔 加热炉 T101顶空冷器 T101顶冷却器 油水气分离罐 介 质 渣油 渣油 渣油、油气 渣油气 渣油气 渣油 空气、油气 序工艺编号 号 10 11 12 13 14 15 16 P-101 P-409 P-108 P-121 P-107 P-106 P-103 P105 P-116 设备名称 原料油泵 加热炉进料泵 重蜡油泵 循环油泵 轻蜡油泵 中段回流泵 塔顶循环回流泵 柴油泵 污水泵 介 质 渣油 渣油 重蜡油 循环油 轻蜡油 蜡油 汽油 柴油 污水 油气、循环水 17 瓦斯、汽油 18 五、主要工艺操作指标

项 目 加热炉辐射出口温度 炉膛温度 加热炉炉膛温差 过热蒸汽温度 焦炭塔入口温度 焦炭塔出口温度 分馏塔油气入口温度 分馏塔塔底温度 分馏塔顶压力 V101温度 分馏塔中段回流量 控制指标 493～505℃ F303：≯780 F301：≯800 ≯40℃ 220～400℃ 480～498℃ 400～425℃ 400～420℃ ≯370℃ 0.07～0.16 MPa ≮150℃ 40～260M3/h 项 目 分馏塔柴油回流量 分馏塔柴油箱温度 分馏塔蜡油箱温度 分馏塔蒸发段温度 分馏塔蜡油温控 加热炉入口压力 加热炉出口压力 焦炭塔顶压力 加热炉排烟温度 加热炉分支进料量 加热炉分支总注水量 控制指标 25～120M3/h 200～240℃ 350～385℃ 350～400℃ 350～390℃ F303：≯1.5 MPa F301：≯2.8 ≯0.6 MPa ≯0.27 MPa 155～220℃ 20～45 t/h F303：300～600 kg/h F301：500～1000 kg/h

六、思考题

1、焦化反应的机理是什么？影响因素有哪些？ 2、焦化装置生产的工艺原理是什么？ 3、焦化装置的原料有哪些？

4、焦化装置生产哪些成品和半成品？ 5、焦化装置焦炭塔有什么特点？ 6、焦炭塔的生产过程？

7、什么是急冷油？其作用是什么？ 8、单向阀的作用？安全阀的用途？ 9、焦化装置分馏塔有什么特点？ 10、 焦化装置立式加热炉有什么特点？ 11、 请说出看火门、防爆门、阻火器的作用？ 12、 为什么说焦化反应温度不宜过高或过

13、 请写出你所在岗位巡检路线和每站的内容？

14、 分馏塔顶油气分离器的作用是什么？如何控制其液面？ 15、 请写出你所在岗位的工艺指标、质量指标？

16、 本装置蒸馏塔是什么类型？有何优缺点？适用范围如何？ 17、 塔顶回流带水有什么现象？如何处理？ 18、 离心泵的工作原理？如何切换离心泵？ 19、 冷回流、中段回流的作用是什么？

20、 延迟焦化工艺中，向加热炉管入口处注水的目的是什么？注水量一般控制在多少为宜？

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