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延迟焦化说明书

1概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（4）

1.1设计依据……..．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（4）

1.2设计范围．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（4）

1.3装置概况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（5）

1.4主要技术特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（6）

2原料与产品．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（8）

2.1原料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（8）

2.2产品．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（11）

3主要操作条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（17）

3.1装置的主要操作条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（17）

3.1加热炉．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（19）

4物料平衡．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（20）

5工艺流程说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（21）

5.1焦化部分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（21）

5.2吸收稳定部分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（24）5.3干气、液态烃部分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（25）

5.4液态烃脱硫醇部分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（26）

6公用工程、辅助材料消耗．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（28）

7装置能耗计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（33）

7.1综合能耗．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（33）

7.2节能措施．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（34）

8生产控制分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（34）

9装置定员．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（36）

10装置内外关系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（36）

10.1原料与产品．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（36）

10.2公用工程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（37）

11装置界区条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（38）

12工艺安装．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（39）

12.1装置布置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（39）

12.2工艺配管．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（40）

12.3器材选用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（41）

12.4材料供应..．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（45）

12.5管道预制及安装要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（46）

12.6管道隔热．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（47）

12.7管道支吊架．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（47）

12.8管道防腐．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（48）

12.9施工验收．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（49）

12.10施工应注意的问题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（50）

12.11设计遗留问题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（50）

13主要规范．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（50）

1概述

1.1设计依据

1.1.1《河北鑫海化工有限公司500万吨/年劣质油加工扩建工程设计合同》2011.9；

1.1.2《河北鑫海化工有限公司500万吨/年劣质油加工扩建工程设计合同-合同附件一》2011.9；

1.1.3《河北鑫海化工有限公司500万吨/年劣质油加工扩建工程协调会会议纪要》2011.9.28；

1.1.4《河北鑫海化工有限公司500万吨/年劣质油加工扩建工程设计对接会会议纪要》2011.12.15；

1.1.5《关于河北鑫海化工有限公司500万吨/年劣质油加工扩建工程设计方案调整协调会会议纪要》2012.2.10；

1.1.6《河北鑫海化工有限公司500万吨/年劣质油加工扩建工程设计补充合同》2012.2；

1.1.7河北鑫海化工有限公司提供的当地水文气象、地质资料；

1.1.8河北鑫海化工有限公司提供的建设地详细勘探报告2011.11；

1.1.9河北精致科技有限公司提供的《河北鑫海化工有限公司4万吨/年焦化液态烃脱硫醇单元改造工艺包设计》2011.11；

1.1.10建设方、制造方和设计方共同签定的技术协议；

1.1.11河北鑫海化工有限公司提供的公用工程条件和外围边界条件；

1.2设计范围

本项目设计范围为装置界区内的全部工艺、安装、自控、设备、加热炉、电气、土建、给排水、采暖通风、总图设计。

焦化装置的控制室、配电室和常减压装置共用。

1.3装置概况

1.3.1装置概况:

⑴装置建设规模:

100万吨/年；

⑵装置组成:

本装置由焦化、吸收稳定、焦化干气液态烃脱硫及液态烃深度脱硫醇四部分组成。

⑶生产方法

本装置以减压渣油为原料，在温度为496~500℃，压力为0.16~0.20MPa的工况下，经过裂解、缩合等一系列化学反应，使其转化成汽油、柴油、气体及石油焦等产品的生产方法。

⑷装置主要产品及副产品：

本装置的主要产品为焦化汽油、焦化柴油、液态烃、石油焦及少量焦化蜡油，同时富产焦化干气。

⑸生产制度

本装置年开工按8000小时计，连续生产。

实行四班三倒制。

⑹设备总台数

本装置共有设备335台（套），详细见下表1-1。

表1-1100万吨/年延迟焦化装置设备一览表

序号

内容

单位

焦化部分

吸收稳定

部分

脱硫部分

全装置

1

塔类

台

5

4

3

12

2

容器

台

26

5

14

45

3

冷换设备

台

33

14

47

4

空冷器

片

42

6

48

5

机泵

台（套）

53

14

12

79

6

压缩机

套

1

1

7

电梯

台

1

1

8

联合加热炉

台

1

1

9

小型设备

台

42

2

6

50

10

有井架水力除焦设备

套

2

2

11

防爆抓斗桥式起重机

套

2

2

12

自动顶盖机

套

2

2

13

平板式自动底盖机

套

2

2

14

高温特阀

台

14

14

15

风机

台

2

2

16

机械设备

台

3

1

3

17

安全阀

台

23

23

小计

253

47

35

335

⑺消耗指标

公用工程规格及消耗见表6.1-3及表6.1-4

⑻总能耗

本装置总能耗为1583.17MJ/t原料。

⑼占地面积

本装置占地面积20700平方米。

⑽装置定员

本装置定员（四班三倒制）,共计60人。

生产岗位人员4×13=52人，生产管理与技术人员8人。

辅助人员由鑫海公司统一考虑。

1.4主要技术特点

1.4.1本装置采用大型化、大循环比（可调）设计工艺,即“一炉二塔”且尽量多产汽、柴油,少产蜡油方案；

1.4.2焦炭塔采用无堵焦阀暖塔工艺流程，缩短了焦炭塔油气预热时间，避免过去由于焦炭塔中部开口预热的老方式所造成局部应力集中而造成的焦炭塔开裂。

同时配设甩油罐，避免堵焦阀式预热甩油拿不净，切换四通阀而引起突沸的问题。

1.4.3采用双面辐射加热炉，多点注汽、高流速、机械清焦等新技术，以延长加热炉开工周期。

炉管表面在高度方向和长度方向的热强度分布更均匀，改善局部过热，减少管内结焦。

有效延长了焦化油高温段停留时间，提高液体产品收率。

每个炉膛在不停工工况下可以独立清焦，减少非计划停工；同时采用空气预热器预热空气，提高加热炉的热效率。

加热炉进料量、炉膛温度与燃料气设置联锁控制，保证安全操作。

火嘴采用扁平焰低NOx火嘴，以减少环境污染。

1.4.4分馏塔塔内件主要采用浮阀塔板，操作弹性大，优化分馏塔操作工况；同时最上面三层采用固舌塔板，有效防止塔板卡死睹塞。

分馏塔底设塔底循环泵，促使分馏塔底温度分布均匀，使加热炉进料条件趋于稳定，并且焦化油携带的焦粉等杂质不易沉积。

1.4.5采用全蜡油下回流洗涤换热技术，以更好的控制蜡油质量、减少产品焦粉夹带和更方便调节循环比。

1.4.6焦炭塔设注消泡剂设施，从焦炭塔顶向焦炭塔内注入消泡剂，降低泡沫层高度减少焦粉夹带，提高焦炭塔有效利用率。

1.4.7采用塔式油吸收密闭放空技术，减少焦炭塔吹汽对环境的污染，以利于油气分离，污油回炼。

1.4.8焦炭塔顶盖及底盖采用完全密闭的自动卸盖机，代替原有复杂的操作，不仅满足环保要求，提高操作安全性，而且可以减轻操作人员的劳动强度，节省操作时间；底盖机采用新开发的闸板阀形式自动底盖机，该底盖机密封力大，且密封力可调可控，密封面寿命长，蒸汽用耗量小，运行成本低。

1.4.9焦碳塔除焦采用安徽实华工程技术股份有限公司和洛阳成达石化科技有限公司联合开发的顺序连锁控制系统。

该系统代替以往人工操作，降低工人劳动强度；为缩短生焦周期提供重要支持；通过优化操作参数的调节，可降低能耗；安全联锁，避免因为人工操作失误发生安全事故，同时有助于生产管理。

1.4.10吸收稳定部分采用常规四塔流程；

1.4.11脱硫部分采用醇胺溶剂脱硫，溶剂再生后循环使用的方案；

1.4.12液态烃采用深度脱硫专利技术，液态烃产品质量得以大幅提高;

1.4.13焦炭塔采用双塔单井架水力除焦方式，可节省约20％的钢材。

1.4.14焦化富气采用压缩和双塔吸收的工艺方案，为提高吸收效果，减少干气中的＞C3组分的含量，汽油吸收塔设一个中段回流；

1.4.15切焦水采用一级二级沉淀、自动反冲洗过滤、罐式贮存等技术，减少占地和环境污染。

1.4.16完善的低温热利用系统，充分回收焦化装置低温位热量。

1.4.17主要工艺及设备技术来源

序号

技术名称

技术来源

备注

1

焦化加热炉设计技术

安徽实华

包括：

双面辐射、多点注汽

2

双塔单井架水力除焦技术

安徽实华

两塔共用一个井架

3

焦炭塔自动顶卸盖机技术

涧光石化

包括：

自动开合技术

4

焦炭塔自动底卸盖机技术

涧光石化

全封闭，闸板阀自动底盖机

5

焦炭塔操作顺控及联锁系统

安徽实华、洛阳成达

安全联锁，顺序控制

2原料与产品

2.1原料

本装置加工减压渣油，减压渣油主要性质见表2-1。

表2-1减压渣油性质

名称

减压渣油

原料密度（20℃），g/cm3

1.0307

运动粘度，mm2/s

80℃

100℃

1115.0

356.4

凝点，℃

29

残炭（wt%）

14.9

灰分（wt%）

0.058

元素分析（wt%）

C/H

S

11.27/85.93

1.21

2

组成（wt%）

饱和烃/芳烃

胶质/沥青质

24.1/35.8

37.7/2.4

馏程，C

0%

5%

8.3%

373

482

500

表2-2180#燃料油典型性质

项目

数值

分析方法

密度（20℃），g/cm3

0.938

GB/T2540

运动粘度，mm2/s

GB/T11137

50℃

180

100℃

25

水分，w%

0.1

GB/T260

凝点，℃

30

GB/T510

残炭，w%

7.5

GB/T17144

闪点（闭口），℃

66

GB/T3536

灰分，w%

0.10

GB/T508

总酸值，mgKOH/g

0.57

GB/T7304

胶质，w%

18.6

RIPP10-90

沥青质，w%

2.2

RIPP10-90

蜡含量，w%

/

ASTMD4006

元素分析，w%

C

85.18

ASTMD5291

H

11.57

ASTMD5291

S

2.35

ASTMD4294

N

0.56

ASTMD5762

金属分析，mg/kg

ASTMD5708

Al

12

Ca

10

Si

25

Ni

100

V

50

表2-3180#燃料油实沸点蒸馏

温度，℃

实沸点蒸馏收率，w%

生产总收率

w%

每馏分

总收率

15～200

0.00

0.00

0.00

200～260

2.32

2.32

260～300

2.85

5.17

300～320

2.29

7.46

320～340

3.55

11.01

340～350

1.85

12.86

350～365

4.48

17.34

17.00

365～380

3.48

20.82

380～400

4.30

25.12

400～430

0.43

25.55

430～450

2.82

28.37

450～470

8.59

36.96

470～500

7.75

44.71

500～520

4.41

49.12

520～540

5.25

54.37

55.00

>540

45.63

100.00

100.00

2.2产品

本项目产品有焦化汽油、焦化柴油、液态烃、石油焦、焦化蜡油、焦化干气。

其性质如下：

⑴焦化汽油性质见表2-4。

表2-4焦化汽油性质

项目

汽油

分析方法

密度（20℃），g/cm3

0.7382

ASTMD4052ISO12185

酸度，mgKOH/100mL

1.5

GB/T258

实际胶质，mg/100mL

28

GB/T509

碱性氮，mg/kg

75

SH/T0162

诱导期，min

115

ASTMD525

铜片腐蚀（50℃，3h）

3b

ASTMD130

溴价，gBr/100mL

52.8

SH/T0630-96

PONA，m%

ASTMD6623

正构烷烃

23.26

异构烷烃

18.12

环烷烃

8.58

烯烃

40.36

芳烃

9.68

元素分析

C，m%

84.78

SH/0656-98ASTMD5291

H，m%

14.26

SH/T0656-98ASTMD5291

S，mg/kg

5700

SH/T0253-92

N，mg/kg

260

SH/T0657-98ASTMD4629

馏程，℃

ASTMD86

初馏点

49

5%

77

10%

86

30%

111

50%

129

70%

145

90%

162

95%

168

终馏点

179

⑵焦化柴油性质见表2-5

表2-5焦化柴油性质

项目

柴油

分析方法

密度（20℃），g/cm3

0.8482

ASTMD4052ISO12185

运动粘度，mm2/s

ASTMD445

20℃

4.134

50℃

2.210

酸度，mgKOH/100mL

4.5

GB/T258

实际胶质，mg/100mL

131

GB/T509

碱性氮，mg/kg

368

SH/T0162

闪点（闭口），℃

80

ASTMD93

凝固点，℃

-13

GB/T510

苯胺点，℃

51

ASTMD611

铜片腐蚀（50℃，3h）

2c

ASTMD130

10%残炭，m%

0.09

ASTMD4530

溴价，gBr/100mL

17.7

SH/T0630

计算十六烷指数

45

ASTMD4737

元素分析

C，m%

85.16

SH/T0656-98ASTMD5291

H，m%

13.01

SH/T0656-98ASTMD5291

S，m%

1.4

GB/T17040-97ASTMD4294

N，mg/kg

1096

SH/T0657-98ASTMD4629

馏程，℃

ASTMD86

初馏点

196

5%

223

10%

242

30%

269

50%

291

70%

315

90%

340

95%

348

终馏点

357

⑶焦化轻蜡油性质见表2-6

表2-6焦化轻蜡油性质

项目

焦化蜡油

分析方法

密度（20℃），g/cm3

0.9336

GB/T2540ISO3838

运动粘度，mm2/s

ASTMD445

80℃

4.963

100℃

3.762

碱性氮，m%

0.138

SH/T0162

闪点（开口），℃

210

ASTMD92

凝固点，℃

22

GB/T510

残炭，m%

0.20

ASTMD4530

灰分，m%

0.005

GB/T508ISO6245

酸值，mgKOH/g

<0.05

GB/T7304ASTMD664

四组分，m%

RIPP10―90

饱和烃

49.3

芳烃

45.5

胶质

5.1

沥青质

<0.1

元素分析，m%

C

85.86

SH/T0656-98,ASTMD5291

H

10.89

SH/T0656-98ASTMD5291

S

2.4

GB/T17040ASTMD4294

N

0.46

ASTMD5762

减压馏程，℃

ASTMD1160

初馏点

355

5%

367

10%

372

30%

381

50%

402

70%

408

90%

416

95%

423

⑷焦化富气组成见表2-7

表2-7焦化富气组成性质

项目

焦化气体

分析方法

组成

m%

RIPP79―90

氢气

1.088

甲烷

40.681

乙烷

28.264

乙烯

10.450

硫化氢

11.538

丙烷

3.000

丙烯

1.374

丁烷

1.956

丁烯

1.363

氨

0.286

总计

100.000

⑸液态烃组成见表2-8

表2-8焦化液态烃组成性质

项目

焦化液态烃

分析方法

组成

m%

RIPP79―90

丙烷

39.00

丙烯

17.82

丁烷

25.38

丁烯

17.80

总计

100.00

⑹焦化石油焦性质见表2-9。

表2-9焦化石油焦性质

项目

生焦

分析方法

真密度，g/cm3

1.468

SH/T0033

挥发分，m%

7.5

SH/T0026

灰分，m%

0.60

SH/T0029

净热值cal/g

ASTMD4809

元素分析，m%

C

SH/T0656-98

H

SH/T0656-98

S

3.26

RIPP106-90

N

2.4

SH/T0656-98

金属分析，mg/kg

ASTMD5708

Al

120

Ca

60

Si

360

Na

600

V

1200

3主要操作条件

3.1装置的主要操作条件

本装置的主要操作条件见表3-1：

表3-1主要操作条件

序号

项目

单位

设计值

备注

1

焦炭塔顶压力

MPa

0.18

2

焦炭塔顶温度（急冷油前）

℃

440

3

焦炭塔顶温度（急冷油后）

℃

≯420

4

加热炉出口温度

℃

495～500

5

循环比（设计点）

0.8

6

生焦周期

h

24

7

加热炉入口温度

℃

317

8

炉膛温度

℃

≯750

9

辐射注汽量

wt%

1.5

%辐射进料量

10

焦炭塔顶温度

℃

40～420

11

焦炭塔底温度

℃

40～495

12

反应油气入分馏塔温度

℃

420

13

分馏塔顶压力

MPa

0.17

14

分馏塔顶温度

℃

108

15

分馏塔顶循抽出温度

℃

136

16

分馏塔顶循返回温度

℃

55

17

分馏塔柴油抽出温度

℃

221

18

分馏塔柴油返回温度

℃

129

19

分馏塔中段回流抽出温度

℃

307

20

分馏塔中段回流返回温度

℃

210

21

分馏塔蜡油抽出温度

℃

361

22

分馏塔蜡油返回温度

℃

210

23

分馏塔蒸发段温度

℃

365～370

24

分馏塔塔底温度

℃

315～325

25

接触冷却塔（上段）顶温

℃

≯180

26

接触冷却塔（下段）顶温

℃

≯200

27

压缩机入口温度

℃

40

28

压缩机入口压力

MPa（g）

0.05

29

压缩机出口温度

℃

105

30