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1、提高延迟焦化装置负荷率的研究与工程实施报奖材料之一工 作 报 告中石化股份有限公司沧州分公司中国石油大学(华东)二OO八 年 五 月1. 立 项 背 景 中石化股份有限公司沧州分公司延迟焦化装置是1999年投产的、采用上个世纪八十年代设计理念建造的设计产能为50万吨/年、一炉两塔结构的延迟焦化装置。改造前，装置加工能力为50万吨，焦化炉与焦炭塔为装置提高处理装置能力的瓶颈所在，焦炭产率系数（装置焦炭产率/原料康式残炭）在1.61.7之间、操作周期大约为8个月左右。延迟焦化工艺特点具有半间歇半连续操作特性，原料在焦化加热炉管内获得重油轻质化所需要的能量，然后在焦炭塔内完成生焦反应。焦化炉需要在控
2、制炉管结焦速率的同时，尽量提高焦化炉对生焦反应的给热量，以确保生焦反应完全彻底，降低装置的焦炭产率。本项研究的目的有二：一是消除焦化炉与焦炭塔对提量操作的瓶颈制约，二是在生焦周期缩短原料劣质化的同时，尽量提供较多的生焦反应给热量以降低装置焦炭产率。由于理论上减少炉管结焦与降低焦炭产率目标相互矛盾，缩短生焦周期与减少炉管结焦有利的操作方案，可能导致焦炭塔内生焦反应不完全，焦炭中低挥发分增多进而影响液体产物收率，因而提高延迟焦化装置负荷率的研究与工程实施必须以控制炉管结焦为基础。本项研究焦炭塔采用20小时生焦周期以减少焦粉携带；在满足装置长周期运行的生产要求前提下，对焦化炉进行局部改造与优化操作，
3、在消除焦化炉的瓶颈制约的同时提高生焦反应给热，利用现有装置每年加工处理65万吨的减压渣油，避免减压渣油直接出厂而导致经济损失，工作报告对所作工作进行简要总结。2. 开 展 的 主 要 工 作本项目开展的工作分为基础研究、设备动改措施论证、优化操作方案制定及效果分析三大部分：2.1 相关基础研究开展了以下主要工作： 对炉管结焦机理了仔细研究 制定控制炉管结焦的工艺参数，提出了“最大可裂化度”与“正常延迟状态” 概念 提出了生焦反应焦化炉给热概念，对提高生焦反应给热量的方法进行了研究提出了在出口温度不变时延长停留时间，可以提高炉出口重油热转化深度及焦化炉生焦反应给热量操作方案 对焦化炉方案制定系统
4、软件进行了完善 对不同原料结焦倾向的精确评价与快速测定 2.2 设备改造部分对： 辐射室底部增加了4根炉管 辐射室底部增加了12根注水炉管 一点注水改成两点注汽 辐射室增设了特殊结构的中间桥墙 采用下进上出加热流程方案进行了论证并组织了实施。 2.3 优化操作部分开展了以下主要工作： 注汽对焦化炉出口温度影响的工业实验 多点注汽对生焦反应给热影响的过程模拟 研究对象改造前后的关键工艺参数变化 缩短生焦周期消除焦炭塔瓶颈对注汽方案及出口温度进行了优化设计，焦炭塔采用了20小时生焦周期。 3. 项 目 实 施 效 果焦化炉改造后辐射进料管内停留时间为108.5114.3s，焦化炉改造前辐射进料管内
5、停留时间为71. 5s；430以上停留时间为52.954.7s，焦化炉改造前430以上停留时间为33.96；管内裂化转化率为11.53612.132%，焦化炉改造前管内裂化转化率为8.069%；最大表观流速为40.60742.288m/s，焦化炉改造前最大表观流速为39.394 m/s；出口汽化分率为49.62549.755%，焦化炉改造前出口汽化分率为48.521；炉膛温度为740800，焦化炉改造前炉膛温度为740790；平均热强度为30.87831.499kW/m2，焦化炉改造前平均热强度为23.076kW/m2；生焦反应焦化炉给热为385.71397.36 kJ/kg，焦化炉改造前生焦
6、反应焦化炉给热为343.52 kJ/kg；反应行程长度为414.06417.66m，焦化炉改造前反应行程长度为388.85m；燃料消耗为30.1133.94kgEo/T渣油，焦化炉改造前燃料消耗为28.81 kgEo/T渣油；介质总吸热为7806.847963.91 kW，焦化炉改造前介质总吸热为5569.13kW；生焦反应总给热/介质总吸热为65.3165.88%，焦化炉改造前生焦反应总给热/介质总吸热为64.25%；炉内反应总吸热/介质总吸热为20.8321.01，焦化炉改造前炉内反应总吸热/介质总吸热为16.21%。2006年 完成改造后设计产能为50万吨/年的焦化炉与焦炭塔，消除瓶颈制约，产能达到65万吨/年，装置负荷率达到设计产能的130，为国内装置负荷率之首；炉膛温度小于780,炉管壁温最高点小于650，烧焦周期到达1年以上，实现了装置长周期运行；装置焦炭产率系数为1.391.53（装置焦炭产率2526，原料残炭1718），焦炭产率系数比中石化系统平均水平低0.10.24，综合技术经济指标达到国际先进水平。本项技术的应用为沧州炼化公司减压渣油的平衡加工利用发挥了重要作用，不计减少焦炭产率及延长操作周期带来的效益，加工1吨减压渣油获利按300元/吨计，仅减少渣油出厂一项，年创效益就达4500 万元。
