標籤:熱加工焦化

delayed coking 一種熱裂化工藝。其主要目的是將高殘碳的殘油轉化為輕質油。所用裝置可進行循環操作,即將重油的焦化餾出油中較重的餾分作為循環油,且在裝置中停留時間較長。

1技術簡介

延遲焦化是一種石油二次加工技術,是指以貧氫的重質油為原料,在高溫(約500℃)進行深度的熱裂化和縮合反應,生產富氣、粗汽油、柴油、蠟油和焦炭的技術。它是目前世界渣油深度加工的主要方法之一,處理能力占渣油處理能力的三分之一。
延遲焦化裝置

  延遲焦化裝置

所謂延遲是指將焦化油(原料油和循環油)經過加熱爐加熱迅速升溫至焦化反應溫度,在反應爐管內不生焦,而進入焦炭塔再進行焦化反應,故有延遲作用,稱為延遲焦化技術。一般都是一爐(加熱爐)二塔(焦化塔)或二爐四塔,加熱爐連續進料,焦化塔輪換操作,是一種半連續工藝過程。原料油(減壓渣油或其他重質油如脫油瀝青、澄清油甚至污油)經加熱到495~505℃進入焦炭塔,熱原料油在焦炭塔內進行焦化反應,生成的輕質產物從頂部出來進入分餾塔,分餾出富氣、粗汽油、柴油和重餾分油。重餾分油可以送去進一步加工(如作催化裂化、加氫裂化原料)也可以全部或部分循環回原料油系統。待焦炭陸續裝滿(留一定的空間)后,原料改進入另一焦炭塔,殘留在焦炭塔中的焦炭以水力除焦卸出。焦炭塔恢復空塔后再進熱原料。該過程焦炭的收率一般隨原料油康氏殘炭(CCR)的改變而變化,富氣產量一般10%(質量)左右(氣體產率%=7.8+0.144×CCR),其餘因循環比不同而異,但柴/汽比大於1。
延遲焦化原料可以是重油、渣油、甚至是瀝青。延遲焦化產物分為氣體、汽油、柴油、蠟油和焦炭。對於國產渣油,其氣體收率為7.0~10%,粗汽油收率為8.2~16.0%,柴油收率為22.0~28.66%,蠟油收率為23.0~33.0%,焦炭收率為15.0~24.6%,外甩油為1~3.0%。焦化汽油和焦化柴油是延遲焦化的主要產品,但其質量較差。焦化汽油的辛烷值很低,一般為51~64(MON),柴油的十六烷值較高,一般為50~58。但兩種油品的烯烴含量高,硫、氮、氧等雜質含量高,安定性差,只能作半成品或中間產品,經過精製處理后,才能作為汽油和柴油的調和組分。焦化蠟油由於硫、氮化合物、膠質、殘炭等含量高,是二次加工的劣質蠟油,目前通常摻煉到催化或加氫裂化作為原料。石油焦是延遲焦化過程的重要產品之一,根據質量不同可用做電極、冶金及燃料等。焦化氣體經脫硫處理后可作為制氫原料或送燃料管網做燃料使用。

2優、缺點

延遲焦化可處理殘碳和金屬含量很高的劣質原料,提高輕質油的收率和脫碳效率;有操作連續化、處理量大、靈活性強、脫碳效率高、投資和操作費用低的優點。
缺點是低價值產品焦炭產率高,液體產品性質差。

3延遲焦化工藝

延遲焦化與熱裂化相似,只是在短時間內加熱到焦化反應所需溫度,控制原料在爐管中基本上不發生裂化反應,而延緩到專設的焦炭塔中進行裂化反應,「延遲焦化」也正是因此得名。延遲焦化裝置主要由8個部分組成:
分餾部分
主要設備是分餾塔,在延遲焦化中一般需添加消泡劑/抑焦劑/液收增加劑等化學品。
水力除焦部分
考慮到重殘油的碳氫比高,非常容易結焦的這一特點,將原料油快速加熱到比較高的溫度(480~500℃),使重殘油在管式加熱爐中,來不及發生反應就被送到一個中空的容器(稱焦炭塔),讓加熱的油品在其中進行裂化縮合反應,加熱和焦化不同時發生,故稱為延遲焦化。焦炭塔內裂解反應生成的415℃高溫油氣自焦炭塔頂逸出進入主分餾塔下段進料段,經過洗滌板(人字擋板)洗滌所攜帶的焦炭顆粒后,從蒸發段上升進入蠟油集油箱以上蒸餾分離,分餾出富氣、汽油、柴油和輕重蠟油餾分,而焦炭塔內縮合反應所生成焦炭留在焦炭塔內,當焦炭塔中結焦達一定程度后,就切換到另一個焦炭塔中繼續焦化成焦,原先的焦炭塔則進行清焦作業。通常一個焦化裝置中常常要用2~4個焦炭塔。清焦採用水力除焦法,先在焦層中央用鑽機打一個洞,從頂部一直打到底,然後自下而上通入壓力為12~30MPa的高壓水,利用水的衝擊力,把焦炭打下來,並由底部排出。
由高壓水泵輸送的高壓水,經上水線,水龍帶,鑽桿到水力切焦器噴嘴,由切焦器噴嘴噴出的高壓水,形成高壓射流,利用高壓射流強大的衝擊力,將石油焦切割下來。鑽桿不斷地升降和轉動,直到把焦除完為止
水力除焦主要設備
(高壓水泵)、(除焦控制閥)、潤滑油系統、氣動閥、絞車及滑輪組、 (新型除焦膠管)、(水渦輪減速器)、(自動切換聯合鑽孔切焦器)、(塔頂蓋自動裝卸機)、(塔底蓋裝卸機)、(電梯)、(鑽桿組件)和(抓鬥起重機)。
吹氣放空系統
吹氣放空系統。
焦炭焙燒部分
焦炭焙燒部分。國內選定爐出口溫度為495~500℃,焦炭塔頂壓力為0.15~0.2 Mpa。

4發展迅速

正是由於延遲焦化的上述優點,使得延遲焦化在中國得到了迅速的發展,這主要是因為:⑴延遲焦化是解決柴汽比供需矛盾的有效手段。這是由於中國原油普遍偏重,且含蠟量高,柴油的收率低,國內原油的柴油餾分收率比國外原油平均低5~7百分點。因此目前中國每年大約進口80×104t柴油,同時不得不出口30×104t汽油,以求國內供需平衡。其次是由於中國煉油企業二次加工均以催化裂化為主,柴汽比低(延遲焦化為1.94,催化裂化為0.56),因此發展延遲焦化是解決柴汽比供需矛盾,增產柴油的有效辦法。⑵延遲焦化與加氫裂化相比,延遲焦化儘管存在輕質油產品安定性差、操作費用低(加工費約為加氫裂化操作費用的1/2~1/3),使其具有較強的競爭力。
由於延遲焦化具有投資少,操作費用低,轉化深度高等優點,延遲焦化已發展成為渣油輕質化最主要的加工方法之一。因此,在目前中國資金緊張,輕油產品尤其是柴汽比供需矛盾突出的情況下,延遲焦化是解決這一矛盾的較理想的手段之一。

5《延遲焦化》

作者:梁朝林 沈本賢 定價:¥ 18.00 元
出版社:中國石化出版社 出版日期:2007年01月
ISBN:978-7-80229-204-8 開本:32 開
類別:石油化工 頁數:189 頁
簡介
本書在簡單介紹延遲焦化在煉油廠中的地位作用的基礎上,詳細闡述石油烴類的熱化學反應的反應機理、延遲焦化裝置的工藝流程、操作條件及影響因素、主要設各(加熱爐、焦炭塔、分餾塔、機泵、水力除焦設備)的結構特點及其操作管理、安全環保、防腐蝕等;結合生產實踐,總結了延遲焦化裝置開停工及一般事故處理的經驗方法。此外,對延遲焦化新技術的發展與應用等也做了適當的介紹。
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