第一章 延遲焦化裝置簡(jiǎn)介... 5

一. 裝置概況... 5

二. 工藝技術(shù)特點(diǎn)... 7

1. 加熱爐... 7

2. 焦炭塔... 8

3. 分餾塔... 8

4. 焦炭塔密閉放空技術(shù)... 9

5. 冷焦水旋流分離技術(shù)... 9

6. 全井架水力除焦技術(shù)... 9

7. 焦化富氣壓縮吸收技術(shù)... 9

第二章 工藝原理及工藝流程說(shuō)明... 10

一. 延遲焦化工藝原理... 10

1. 延遲焦化工藝過(guò)程... 10

2. 延遲焦化反應(yīng)機(jī)理... 12

3. 烴類的熱反應(yīng)... 14

4. 渣油熱反應(yīng)的特征... 22

二. 延遲焦化工藝流程... 24

1. 工藝流程說(shuō)明... 24

2. 原則流程圖... 32

第三章 自動(dòng)化控制及安全設(shè)施... 36

一. 裝置對(duì)自動(dòng)化控制的要求... 36

二. 主要控制方案... 36

三. 控制儀表明細(xì)... 38

四. 主要安全設(shè)施... 47

1. 自動(dòng)化安全設(shè)施... 47

2. 安全閥明細(xì)... 49

第四章 原料與產(chǎn)品的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)... 51

一. 原料來(lái)源及性質(zhì)... 51

二. 產(chǎn)品性質(zhì)... 52

1.焦化汽油、柴油、蠟油、重蠟油、富吸收汽油的性質(zhì)... 52

2. 焦炭性質(zhì)... 54

3.焦化富氣、液態(tài)烴、焦化干氣性質(zhì)... 54

三. 物料平衡... 55

1. 焦化部分... 55

2. 壓縮吸收部分... 56

四. 主要控制條件... 56

1. 焦化部分... 56

2. 壓縮吸收部分... 57

五. 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)... 58

1. 公用工程消耗量... 58

2. 輔助材料消耗量... 64

3. 裝置能耗... 64

4. 節(jié)能措施... 65

第五章 影響產(chǎn)品質(zhì)量及收率的因素... 67

一. 原料油的性質(zhì)... 67

二. 循環(huán)比... 68

三. 反應(yīng)壓力... 68

四. 反應(yīng)溫度... 69

五. 對(duì)產(chǎn)品收率或質(zhì)量的要求... 70

第六章 常用化工原材料性質(zhì)及作用... 71

一. 常用化工原材料的規(guī)格及物化性質(zhì)... 71

二. 常用化工原材料的作用... 72

1. 消泡劑... 72

2. 破乳劑... 72

3. 中和緩蝕劑... 72

第七章 裝置界區(qū)條件及公用工程... 73

一. 界區(qū)物料走向說(shuō)明... 73

二. 裝置界區(qū)條件... 73

三. 公用工程... 77

第八章 主要設(shè)備簡(jiǎn)介... 78

一. 加熱爐(F601). 78

二. 焦炭塔(C601). 79

三. 分餾塔(C602). 80

四. 接觸冷卻塔(C603). 80

五. 汽油吸收塔(C651). 80

六. 柴油吸收塔(C652). 81

七. 加熱爐進(jìn)料泵(P602). 81

八. 原料泵(P601). 81

九. 機(jī)組(K601). 81

1. 汽輪機(jī)... 81

2. 氣壓機(jī)... 82

十. 高壓水泵(P620). 83

十一. 換熱器... 83

十二. 特殊閥門... 83

十三. 除焦系統(tǒng)的設(shè)備... 83

十四. 全部設(shè)備一覽表... 86

十五. 引進(jìn)設(shè)備一覽表... 95

第九章 安全和環(huán)保... 96

一. 裝置的安全和環(huán)保特點(diǎn)... 96

二. 可燃?xì)怏w及有毒氣體檢測(cè)報(bào)警器分布情況... 97

三. 裝置火災(zāi)報(bào)警設(shè)施分布情況... 99

延遲焦化技術(shù)是渣油熱破壞加工常用的手段，其目的是從重質(zhì)渣油中獲得較多的輕質(zhì)油品和石油焦。延遲焦化工藝是當(dāng)今世界最常見(jiàn)的渣油加工技術(shù)之一，與其它渣油加工工藝相比，延遲焦化工藝不僅技術(shù)簡(jiǎn)單、操作方便、靈活性大、開(kāi)工率高、運(yùn)行周期長(zhǎng)，而且投資較低、回報(bào)較高，是目前煉油行業(yè)紛紛采用的渣油加工技術(shù)。

勝利煉油廠140萬(wàn)噸/年延遲焦化裝置于2003年3月破土動(dòng)工，2003年10月建成投產(chǎn)。本裝置總體設(shè)計(jì)由北京設(shè)計(jì)院承擔(dān)，系統(tǒng)配套由勝利設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，由齊魯石化公司建設(shè)公司承擔(dān)施工任務(wù)。南北長(zhǎng)262.30米，東西寬70.70米，總占地面積為18544.6平方米。該裝置主要由焦化、吸收兩部分組成，設(shè)計(jì)年開(kāi)工時(shí)間為8000小時(shí)（連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)）。

本裝置以工藝流程順序及相同設(shè)備相對(duì)集中為準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)備平面布置，裝置西側(cè)設(shè)一條貫通南北的消防檢修通道，與裝置南北兩端東西消防檢修通道相接；裝置內(nèi)另設(shè)兩條通道與裝置外消防檢修通道相接形成兩條環(huán)形消防檢修通道。由兩條環(huán)形消防檢修通道將整個(gè)裝置分為三部分：自南向北依次為分餾、吸收部分；焦炭塔、加熱爐部分；水處理部分。

焦池位于分餾、吸收、焦炭塔、加熱爐的東側(cè)，焦池南頭汽車裝焦，焦池東側(cè)火車裝焦，形成良好的運(yùn)焦環(huán)境。

分餾、吸收部分西側(cè)為主管廊，東側(cè)布置立、臥式設(shè)備。管廊下地面布置機(jī)泵，管廊上第一層布置冷換設(shè)備，第二層布置空氣冷卻器。南頭布置氣壓機(jī)部分。

與系統(tǒng)相關(guān)的原料及產(chǎn)品由主管廊西側(cè)進(jìn)出，水系統(tǒng)由裝置南端進(jìn)出。

該裝置采用一臺(tái)加熱爐、兩臺(tái)焦炭塔的工藝路線，裝置設(shè)計(jì)循環(huán)比為0.20~0.25。以勝利高硫高酸原油的減壓渣油為原料，主要產(chǎn)品為干氣、液態(tài)烴、富吸收汽油、柴油、蠟油、重蠟油和焦炭。焦化干氣直接進(jìn)入原有裝置脫硫，脫硫后干氣送往北區(qū)作為制氫原料或燃料氣；汽油、柴油、蠟油、重蠟油及液態(tài)烴由管線送出裝置至罐區(qū)或后續(xù)裝置加工處理；焦炭通過(guò)汽車或鐵路運(yùn)輸外銷。

本裝置共有200臺(tái)（座）設(shè)備,其中利舊設(shè)備35臺(tái)（括號(hào)內(nèi)）。

表1-1 主要設(shè)備情況

采用雙輻射室四管程雙面輻射立式爐型，采用多點(diǎn)注汽、在線清焦技術(shù)。加熱爐的熱效率可達(dá)90%。加熱爐火嘴采用扁平焰、低NOx火嘴以減少環(huán)境污染。

加熱爐采用熱管空氣預(yù)熱器預(yù)熱空氣，提高爐子的熱效率。

（1）  焦炭塔采用頂部為橢圓封頭的設(shè)計(jì)，在不增加焦炭塔法蘭面高度的條件下盡量增加切線高度，提高焦炭塔容積。焦炭塔錐體段采用整體鍛件結(jié)構(gòu)，可以為縮短生焦周期創(chuàng)造良好條件。

（2）  焦炭塔頂?shù)椒逐s塔的大油氣管線采用注急冷油技術(shù)，防止管線結(jié)焦。

（3）  焦炭塔采用無(wú)堵焦閥暖塔工藝流程，可縮短焦炭塔的預(yù)熱時(shí)間。

（4）   焦炭塔必要時(shí)打消泡劑，以提高焦炭塔的利用率。

（5）  焦炭塔設(shè)有中子料位計(jì)，可以很方便地觀察到塔內(nèi)料位的情況。

（1）   分餾塔底部油部分循環(huán)，并加強(qiáng)過(guò)濾除去焦粉，防止?fàn)t管和塔底結(jié)焦。

（2）   增加分餾塔的塔板數(shù)量，設(shè)置柴油集油箱，加強(qiáng)柴油、蠟油分離效果。

（3）   增設(shè)了重蠟油集油箱，可優(yōu)化加氫裂化原料。

（4）   在分餾塔的分餾段，采用高效低壓降的條型浮閥塔板，提高產(chǎn)品分離精度；在分餾塔的洗滌段，采用人字形洗滌板，可以有效地將油氣中的焦粉洗滌下來(lái)。

（5）   優(yōu)化分餾塔取熱比例，充分利用分餾塔過(guò)剩熱量，多余熱量用于產(chǎn)汽。

采用塔式油吸收密閉放空技術(shù)，減少焦炭塔吹汽對(duì)環(huán)境的污染。

冷焦水處理采用罐式隔油分離、過(guò)濾、水力旋流分離和密閉冷卻工藝技術(shù)，冷焦后熱水采用空冷器冷卻，可有效減少占地和環(huán)境污染。

（1）     焦炭塔采用雙塔單井架水力除焦技術(shù)，可節(jié)省約20%的鋼材。

（2）     焦炭塔水力除焦系統(tǒng)采用先進(jìn)的PLC安全自保系統(tǒng)。該技術(shù)可以保障水力除焦工作的順利進(jìn)行和安全操作。

焦化富氣采用壓縮和汽、柴油吸收的工藝方案，為提高吸收效果減少干氣中的C3以上的組分，增設(shè)了汽油吸收塔中段回流。

延遲焦化工藝是焦炭化過(guò)程（簡(jiǎn)稱焦化）主要的工業(yè)化形式，由于延遲焦化工藝技術(shù)簡(jiǎn)單，投資及操作費(fèi)用較低，經(jīng)濟(jì)效益較好，因此，世界上85%以上的焦化處理裝置都采用延遲焦化工藝。也有部分國(guó)外煉油廠（如美國(guó)）采用流化焦化工藝，這種工藝使焦化過(guò)程連續(xù)化，解決了除焦問(wèn)題，而且焦炭產(chǎn)率降低，液體產(chǎn)率提高；另外，由于該工藝加熱爐只起到預(yù)熱原料的作用，爐出口溫度較低，從而避免了加熱爐管結(jié)焦的問(wèn)題，所以該工藝在原料的選擇范圍上比延遲焦化有更大的靈活性，但是該工藝由于技術(shù)復(fù)雜，投資和操作費(fèi)用較高，且焦炭只能作為一般燃料利用，故流化焦化技術(shù)沒(méi)有得到太廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)還有一種焦化工藝叫靈活焦化，這種工藝不生產(chǎn)石油焦，但是除了生產(chǎn)焦化氣體、液體外，還副產(chǎn)難處理的空氣煤氣，加之其技術(shù)復(fù)雜、投資費(fèi)用高，該工藝也未被廣泛采用。而其它比較早的焦化工藝（如釜式焦化等）基本被淘汰。

延遲焦化工藝基本原理就是以渣油為原料，經(jīng)加熱爐加熱到高溫（500℃左右），迅速轉(zhuǎn)移到焦炭塔中進(jìn)行深度熱裂化反應(yīng)，即把焦化反應(yīng)延遲到焦炭塔中進(jìn)行，減輕爐管結(jié)焦程度，延長(zhǎng)裝置運(yùn)行周期。焦化過(guò)程產(chǎn)生的油氣從焦炭塔頂部到分餾塔中進(jìn)行分餾，可獲得焦化干氣、汽油、柴油、蠟油、重蠟油產(chǎn)品；留在焦炭塔中的焦炭經(jīng)除焦系統(tǒng)處理，可獲得焦炭產(chǎn)品（也稱石油焦）。

表2-1例舉了兩種減壓渣油進(jìn)行焦化所得產(chǎn)物的產(chǎn)率分布。表2-2例舉了焦化氣體的組成。

減壓渣油經(jīng)焦化過(guò)程可以得到70%～80%的餾分油。焦化汽油和焦化柴油中不飽和烴含量高，而且含硫、含氮等非烴類化合物的含量也高。因此，它們的安定性很差，必須經(jīng)過(guò)加氫精制等精制過(guò)程加工后才能作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料。焦化蠟油主要是作為加氫裂化或催化裂化的原料，有時(shí)也用于調(diào)和燃料油。焦炭（也稱石油焦）除了可用作燃料外，還可用作高爐煉鐵之用，如果焦化原料及生產(chǎn)方法選擇適當(dāng)，石油焦經(jīng)煅燒及石墨化后，可用于制造煉鋁、煉鋼的電極等。焦化氣體含有較多的甲烷、乙烷以及少量的丙烯、丁烯等，它可用作燃料或用作制氫原料等石油化工原料。

從焦化過(guò)程的原料和產(chǎn)品可以看到焦化過(guò)程是一種渣油輕質(zhì)化過(guò)程。作為輕質(zhì)化過(guò)程，焦化過(guò)程的主要優(yōu)點(diǎn)是它可以加工殘?zhí)贾导爸亟饘俸�量很高的各種劣質(zhì)渣油，而且過(guò)程比較簡(jiǎn)單、投資和操作費(fèi)用較低。它的主要缺點(diǎn)是焦炭產(chǎn)率高及液體產(chǎn)物的質(zhì)量差。焦炭產(chǎn)率一般為原料殘?zhí)贾档?.4～2倍，數(shù)量較大。但焦炭在多數(shù)情況下只能作為普通固體燃料出售，售價(jià)還很低。盡管焦化過(guò)程尚不是一個(gè)很理想的渣油輕質(zhì)化過(guò)程，但在現(xiàn)代煉油工業(yè)中，通過(guò)合理地配置石油資源和優(yōu)化裝置結(jié)構(gòu)，它仍然是一個(gè)十分重要的提高輕質(zhì)油收率的有效途徑。

近年來(lái)，對(duì)用于制造冶金用電極，特別是超高功率電極的優(yōu)質(zhì)石油焦的需求不斷增長(zhǎng)，對(duì)某些煉油廠，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)石油焦已成為焦化過(guò)程的重要目的之一。

渣油在熱的作用下主要發(fā)生兩類反應(yīng)：一類是熱裂解反應(yīng)，它是吸熱反應(yīng)；另一類是縮合反應(yīng)，它是放熱反應(yīng)�？傮w來(lái)講，焦化反應(yīng)在宏觀上表現(xiàn)為吸熱反應(yīng)。而異構(gòu)化反應(yīng)幾乎不發(fā)生。渣油的熱反應(yīng)可以用自由基鏈反應(yīng)機(jī)理來(lái)解釋。一般認(rèn)為烴類熱反應(yīng)的自由基鏈反應(yīng)大體有如下三個(gè)階段：鏈的引發(fā)，鏈的增長(zhǎng)和鏈的終止。

烴分子分解為自由基是由于鍵C—C的均裂，而不是C—H鍵，因后者的鍵能較大，并且主要斷裂在碳鏈的中部，如：