年产50万吨焦化加氢制氢方案设计 精品文档格式.docx
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1
00
原料过滤单元
去除原料中杂质
2
10
延迟焦化单元
多环稠芳烃轻质化
3
20
焦化干气制氢单元
转化、提纯氢气
4
30
焦化汽油、柴油加氢单元
汽油、柴油改质
5
40
总图
6
41
装置内管廊
7
42
供电及变配电室
高压配电、低压配电、变电站
8
43
中控室
DCS、ESD等
9
44
装置内电信
45
蒸汽锅炉
11
46
装置内给排水及消防
13
47
罐区
14
48
办公楼和库房
15
49
其他
50×
104t/a多环稠芳烃轻质化产品表
项目
单位：
104t/a
备注
焦炭
生焦
柴油
19
汽油
4
蜡油
焦化干气，液化气
4.4
制氢
损失
0.6
过滤出固体和分馏过程气体
合计
50
第一章工艺装置方案
第一节延迟焦化装置
一、装置组成、规模及建设地点
●本装置主要包括焦化、吸收稳定、吹汽放空、水力除焦、切焦水和冷焦水循环、干气及液化气脱硫和液化气脱硫醇部分。
●装置工程规模50万吨/年,年开工时间按8000小时计。
●建设地点：
山东省菏泽市德润化工有限公司
二、原料及产品方案
1、原料来源
本装置原料：
多环稠芳烃
2、产品方案
主要产品有：
焦化干气﹑液化气、焦化汽油、焦化柴油﹑焦化蜡油和焦炭。
三、技术方案选择
本焦化装置加工规模为50万吨/年,加工原料硫含量高、残炭高、粘度大、焦质沥青质高，因此，该装置工艺技术方案的选择充分考虑以装置的“安、稳、长、满、优”生产﹑多产柴油，提高经济效益为目标,并采用先进、成熟可靠的工艺技术和设备，使装置在防腐、抗腐、环境保护、长周期运行、目的产品收率及质量、自动化水平和能量消耗等方面达到较高水平。
为此采用如下工艺技术方案：
1.采用大循环比焦化方案
循环比主要是用来控制蜡油的干点和残炭、液体产品的比率和收率、焦炭的产率。
循环比大时，总液体收率减小，焦炭和气体产率增加，柴油收率相对提高，蜡油收率相对降低，蜡油质量好；
循环比小时，总液体收率增加，柴油收率相对降低，蜡油收率相对提高，蜡油质量差，焦炭和气体产率降低。
根据加工总流程及装置希望少产高硫蜡油、多产柴油的要求，装置采用大循环比操作，设计采用0.9循环比。
2.采用“一炉两塔”焦化工艺流程
焦化装置采用“一炉两塔”工艺流程，焦炭塔直径为6100mm，焦化加热炉热负荷为45.9MW。
采用大型化焦炭塔和焦化炉，可以减少了焦炭塔的切换次数，减少在除焦过程中（开盖和关盖）以及预热设备的时间，大大减轻了操作工人的劳动强度。
3.采用48小时生焦周期
对于已有装置，较短的生焦周期可以提高装置的处理能力；
新建装置可降低新建焦炭塔高度，节省投资。
但缩短设计生焦周期也将带来如下不利影响。
（1）需要增加排空系统的能力，以便在焦炭塔冷却期间处理增加的蒸汽。
（2）缩短生焦周期需要减少焦炭塔的预热时间，加快焦炭塔的冷却速度，增加焦炭塔骤冷骤热的频次，这样，会引起焦炭塔疲劳，影响焦炭塔寿命。
（3）装置弹性减小，过低的焦炭塔高度将限制装置的操作弹性。
（4）加大生产管理难度，较短的生焦周期使得除焦时间不固定，给生产管理带来不便。
综合各种因素，焦炭塔生焦周期采用48小时。
4.采用高效塔内件
焦化分馏塔作为分馏的核心设备，塔内件综合性能的高低，直接影响到装置的建设投资和操作性能等。
综合性能优良的塔板不仅应该具有高的通量，同时又应该具有高的分离效率。
而这两方面是由高效的塔盘、合理的降液管等综合作用的结果。
为获得高的传质效率，拟采用高性能塔板以有效提高塔板效率。
5.采用环境友好的工艺流程，提高环境保护水平
由于延迟焦化工艺是将多环稠芳烃深度转化为较轻质油品和焦炭的工艺，在焦炭塔吹汽、冷却、除焦的过程中，会产生粉尘、污水、废气等污染。
为减少污染，拟采取如下措施。
（1）冷焦水密闭循环，消除恶臭气味
采用无污染的冷焦水密闭循环流程，对冷焦水全过程进行密闭循环处理，消除冷焦水对周围环境的污染。
处理后的冷焦水再循环使用。
（2）采用密闭吹汽放空系统
采用密闭吹气放空系统，实现焦炭塔吹气放空过程无废气排放。
（3）采用国产新型低NO×
燃烧器
焦化加热炉采用新型低NO×
燃烧器、减少烟气中NO×
排放量，减少污染污染。
6.采用有效措施延长装置运行周期
为延长装置连续运行周期，采用以下措施：
（1）采用双面辐射加热炉。
辐射炉管采用双面辐射形式布置，以提高其平均热强度，降低峰值热强度。
（2）采用在线清焦技术。
在不停焦化加热炉的条件下，对多管程加热炉中的某一列管程进行蒸汽清焦。
（3）采用多点注水（蒸汽）技术。
根据管内介质不同的加热阶段，在管路系统不同部位分别注入不同比例的水或蒸汽。
减缓炉管结焦，延长焦化炉的运行周期。
（4）选用相应抗腐蚀材料。
选用相应的抗腐蚀材料以保证装置长周期安全运行。
（5）采用结构合理的分馏塔内件。
（6）采用无堵焦阀的焦炭塔预热流程。
采用无堵焦阀的焦炭塔预热流程，延长焦炭塔的使用寿命。
（7）焦炭塔设置注消泡剂和中子料位计措施，减少焦粉夹带。
为减小焦炭塔泡沫层高度，提高装置的安全性，采取向焦炭塔注消泡剂措施。
同时为准确检测焦炭塔内焦炭层高度，焦炭塔安装中子料位计。
7.采取有效措施提高装置自动化程度
装置除采用DCS控制外，焦炭塔水利除焦系统采用先进的PLC安全自保系统，以保证除焦的顺利进行和安全操作。
8.干气及液化石油气脱硫采用醇胺法溶剂吸收工艺
炼厂气脱硫工艺大致有四类：
固定床吸附、膜分离、碱洗和可再生的溶剂吸收。
针对焦化装置的原料性质，本着成熟可靠、投资省、能耗低、操作费用低、尽可能减少环境污染的原则，采用醇胺法溶剂吸收工艺，胺液再生采用集中处理的方案。
9.液化石油气脱硫醇采用催化氧化脱硫醇工艺
采用催化氧化脱硫醇工艺，催化剂碱液经再生后循环使用，产生的少量碱渣送至工厂统一处理。
脱后液化石油气硫醇含量小于10ppm。
四、主要操作条件
1．焦化部分
表1焦化部分操作条件
项目
温度℃
压力MPa（g）
焦炭塔
塔顶油气（急冷后）
415
0.16
进料油
～495
~0.45
急冷油
230
1.6
加热炉
焦化油入口
～337
3.58
焦化油出口
500
0.45
辐射段
饱和蒸汽入口
191
~1.2
过热蒸汽出口
240
~1.1
加热炉注汽
390
3.3
吹扫用汽
250
1.0
加热炉膛
790～810
2～5mmH2O
负压
分馏塔
循环比
0.6～0.9
塔顶油气
122
0.10
顶循抽出
144
0.11
返回60℃
柴油抽出
228
0.13
回流120℃
中段回流抽出
287
0.14
返回230℃
蜡油抽出
344
0.15
回流230℃
油气入塔
分馏塔底
337
渣油进分馏塔
245
0.8
2．吸收稳定部分
表2吸收稳定部分操作条件
温度℃
压力MPa（g）
压缩机入口
0.04
压缩机出口
127
1.35
汽油吸收塔顶
48
1.28
汽油吸收塔底
1.30
柴油吸收塔顶
1.25
柴油吸收塔底
52
1.27
解析塔顶
82
解析塔底
181
1.40
稳定塔顶
64
1.20
稳定塔底
216
3．干气液化气脱硫部分
干气脱硫塔塔顶温度：
40℃
干气脱硫塔塔底温度：
42℃
干气脱硫塔操作压力：
0.6Mpa（a）
液化烃脱硫塔塔顶温度：
液化烃脱硫塔塔底温度：
液化烃脱硫塔操作压力：
1.0Mpa（a）
液态烃碱洗压力：
0.85MPa（a）
液态烃碱洗温度：
45℃
碱液氧化塔塔底温度：
50℃
碱液氧化塔操作压力：
0.6MPa（a）
五、工艺流程简述
多环稠芳烃与焦化一线油换热后进入原料缓冲罐，由原料油泵抽出与侧线油换热,进入焦化分馏塔下部与循环油混合后，再经加热炉辐射进料泵抽出进入焦化加热炉，加热到495~500℃左右经过四通阀进入焦炭塔的底部。
分馏塔底油在焦炭塔内进行裂解和缩合反应，生成焦炭和油气。
高温油气经过洗涤板从蒸发段上升进入蒸馏段进行分馏，分馏出富气、焦化汽油、焦化柴油和焦化蜡油馏份；
焦炭聚结在焦炭塔内。
焦化二线油从集油箱中由焦化二线油泵抽出，一部分作为内回流返回分馏塔，另一部分经换热后回流返回分馏塔，焦化二线油经过换热、冷却后再分为两路，一路作为急冷油与焦炭塔顶油气混合，另一路出装置。
中段回流从分馏塔由中段回流泵抽出，经取热后，返回分馏塔。
焦化一线油从分馏塔由焦化一线油泵抽出，一部分作为内回流返回分馏塔，另一部分经换热后分两部分，一部分作为回流返回分馏塔，其余经冷却后分为两路，一路冷到40℃后作为吸收剂进入再吸收塔，
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