煤焦油延遲焦化及加氫技術內蒙古建豐煤化工有限責任公司

50萬噸/年煤焦油加氫項目簡介內蒙古建豐煤化工有限責任公司的50萬噸/年煤焦油加氫項目是年產16億立方米煤制合成氣項目配套原料分質清潔高效利用工程的子項目，包括煤焦油預處理裝置、50萬噸/年煤焦油延遲焦化裝置、溶劑再生裝置、40萬噸/年餾分油加氫改質裝置、酸性水氣提裝置、裝置對應產品和煤焦油罐區(qū)、裝卸車設施、管廊（架）和相應的公輔工程如10KV變配電室、裝置中控室、裝置分析室等。本項目煤焦油輕質化工藝技術采用由陜西煤業(yè)化工集團神木天元化工有限公司開發(fā)的煤焦油延遲焦化、加氫改質工藝包技術，裝置工藝過程主要包括煤焦油延遲焦化部分和加氫部分。本項目利用煤的固體熱載體快速熱解技術提取的煤焦油50萬噸/年經延遲焦化和餾分油加氫改質生產輕質燃料油1#、輕質燃料油2#、蠟油和瀝青焦等產品。延遲焦化裝置產能為汽油3.4萬噸/年，酚油3.2萬噸/年，焦化柴油29.91萬噸/年，蠟油2.68萬噸/年，瀝青焦7.4萬噸/年，凈化富氣3.3萬噸/年；餾分油加氫改質裝置產能為輕質燃料油1#25.6萬噸/年,輕質燃料油2#12萬噸/年。延遲焦化的必要性從目前煤焦油的提煉方式來看，煤焦油混合物不經加工僅作為燃料油、炭黑原料油或防腐油以及直接或簡單加工后的應用價值不是很大。國內外普遍看好的是其深加工精制產品的應用。傳統(tǒng)的煤焦油加工工藝通常是6種基本化工單元操作的有機組合，即蒸餾、結晶、萃取、催化聚合、熱縮聚和氧化。該工藝技術成熟可靠，但缺點也很明顯：生產流程長、過程復雜、投資大。

隨著經濟和技術的發(fā)展，不僅傳統(tǒng)的煤焦油加工產品開發(fā)出了新的用途，而且應用新技術如加氫裂化、延遲焦化等進一步加工出的煤焦油餾分產品更具市場競爭力。煤焦油是煤在干餾和氣化過程中得到的液體產物。根據干餾溫度和過程不同，可以得到以下幾種焦油：低溫焦油，干餾溫度在450-600℃；中溫焦油，干餾溫度在700-900℃；高溫焦油，干餾溫度900-1100℃。中、低溫煤焦油除含有較多的酚類外，烷烴和環(huán)烷烴含量較多而芳烴含量較少，是人造石油的重要來源之一。中、低溫煤焦油具有巨大的經濟價值，但在我國沒有得到充分利用，反而造成環(huán)境污染。因此，選擇合適的工藝加工中低溫煤焦油，從煤焦油中提取市場急需的各類燃料油產品，不僅實現了資源綜合利用，提高了產品附加值，而且經濟效益、環(huán)境效益、社會效益明顯。加氫裂化技術：可以對全餾分高溫煤焦油進行了加氫改質，獲得優(yōu)質的汽油、柴油調和組分或燃料油，加氫尾油可以作為優(yōu)質的催化裂化或加氫裂化摻煉原料。但加氫裂化需要采用苛刻的操作條件，且催化劑價格昂貴，裝置投資較高。

延遲焦化技術的優(yōu)點延遲焦化技術可加工各類含瀝青質、硫和金屬的重質渣油，最大量的生產餾分油產品，已經成為世界各國重質油輕質化的重要手段，并得到了迅速發(fā)展，是石油化工行業(yè)比較成熟的技術，在重油深度加工方面發(fā)揮越來越重要的作用。

與加氫裂化工藝相比所具有的優(yōu)點：延遲焦化具有設備投資少、工藝簡單、技術成熟的特點，利用煤焦油延遲焦化得到的產品有焦化汽油、焦化柴油、焦化蠟油、焦炭和氣體，經濟效益十分明顯，是加工煤焦油的一種新的理想工藝。

延遲焦化的基本概念延遲焦化（Delayed

Coking）工作原理：由于煤焦油在管式爐中加熱，采用高的流速(在爐管中注水)及高的熱強度(爐出口溫度500℃)，使煤焦油在加熱爐中短時間內達到焦化反應所需的溫度，然后迅速進入焦炭塔，使焦化反應不在加熱爐中而延遲到焦炭塔中去進行，因此，稱之為延遲焦化。但焦化所得的氣體烴和液體油品中含較多的烯烴，安定性較差，故往往作為其他裝置的原料或經加氫精制等處理后成為產品。

其自身的優(yōu)點：過去是用單獨釜，在釜中加熱并就地焦化和清焦，只能一釜一釜地間斷進行和手工作業(yè)，而延遲焦化則可以大規(guī)模連續(xù)生產。延遲焦化工藝一、焦化反應化學原理焦化原料油所含烴類的分子很大，并有相當數量的芳烴。1.裂解反應：在高溫(400—550℃)條件下，大分子烴類裂解生成小分子烴類，使渣油轉化為氣體烴和輕質油品；2.縮合反應：烴類又發(fā)生縮合反應，使渣油轉化成焦炭?？s合反應：是指小分子烴類相互作用生成較大分子的化合物，同時還生成其它小分子的化合物。各種烴類在焦化過程中的反應是不相同的烷烴在400—600℃下易裂解為小分子的烷烴與烯烴。環(huán)烷烴可裂解成烯烴或脫氫轉化為芳烴。裂解反應示例如下：1.斷鏈2.裂環(huán)3.脫氫縮合反應示例如下：芳香烴不易裂解，而易發(fā)生縮合反應，成為大分子的多環(huán)或稠環(huán)烴，并可與烯烴縮合生成石油焦。石油焦的組成和普通焦炭相似，所以也叫焦炭。二、工藝流程延遲焦化裝置的生產工藝分為焦化和除焦兩部分，焦化為連續(xù)操作，除焦為間隙操作。由于工業(yè)裝置一般設有兩個或四個焦炭塔，所以整個生產過程仍為連續(xù)操作。延遲焦化裝置的工藝流程有不同的類型，就生產規(guī)模而言，有一爐兩塔（焦炭塔）流程、兩爐四塔流程等。340~350℃500℃左右1.原油預熱階段：焦化原料(減壓渣油)先進入原料緩沖罐，再用泵送入加熱爐對流段升溫至340~350℃左右。2.經預熱后的原油進入分餾塔底，與焦炭塔產出的油氣在分餾塔內（塔底溫度不超過400℃）換熱。作用：一方面把原料中的輕質油蒸出來，同時又加熱了原料（至390~395℃左右）。3.原料油和循環(huán)油一起從分餾塔底抽出，用熱油泵打進加熱爐輻射段，加熱到焦化反應所需的溫度（500℃左右），再通過四通閥由下部進入焦炭塔，進行焦化反應。為防止油在爐管內反應結焦，需向爐管內注水，以加大管內流速（一般為2m/s以上），縮短油在管內的停留時間，注水量約為原料油的2%左右。進入焦炭塔的高壓渣油，需在塔內停留足夠時間，以便進行充分反應。4.原料在焦炭塔內反應生成焦炭聚積在焦炭塔內，油氣從焦炭塔頂出來進入分餾塔，與原料油換熱后，經過分餾得到氣體、汽油、柴油和蠟油。塔底循環(huán)油和原料一起再進行焦化反應。焦化生成的焦炭留在焦炭塔內，通過水力除焦從塔內排出。焦炭塔是兩臺一組。每套延遲焦化裝置中有的是一組(兩臺)，有的是兩組(四臺)焦炭塔。兩組塔既可單獨操作，又可并聯操作，在每組塔中，一臺塔在反應生焦時，另一臺則處于除焦階段。即當一臺塔內焦炭積聚到一定高度時（一般為塔高的2/3左右高度時）進行切換，切換后通入蒸氣除去輕質烴類并注水冷卻，然后除焦。每臺塔的切換周期一般為48小時，其中結焦24小時，除焦及其它輔助操作24小時。延遲焦化裝置所產氣體、汽油，分別用氣體壓縮機和泵送入吸收穩(wěn)定部分進行分離得到干氣及液化氣，并使汽油的蒸汽壓合格；柴油需要加氫精制；蠟油可作為催化裂化原料或燃料油。延遲焦化裝置的主要矛盾在于：使用的原料為重質油，容易結焦，但希望它在焦炭塔中結焦，而不希望它在加熱爐、轉油線、焦炭塔餾出線和分餾塔底等處結焦。這個矛盾解決了，就可以操作平穩(wěn)，延長開工周期。為了解決這個矛盾，在流程設計上就要考慮采取措施。如：

在原料油進加熱爐輻射管之前，注入蒸汽或軟化水，以加大原料油在爐管中的流速；在分餾塔底設循環(huán)油泵，并在泵入口加過濾器，濾掉焦炭塔油氣帶來的粉焦。主分餾塔Main竟fra打ctio豬nato源r進料Fre象sh叛fee革d粗汽油燃raw固gaso垮line氣體g聽as柴油dies白elo伐il蠟油wax毫o利il焦炭塔cok潮et崇owe拌r焦碳c違oke流程框趴圖焦炭塔救是用厚丘鍋爐鋼煤板制成額的空筒倘，是進鏟行焦化為反應的漿場所。一般焦炭鞭塔的高度帆在30米俊以下為宜字。太高則猴操作時易勒產生振動膝或損壞塔匪壁，又浪蘆費鋼材。延遲焦化平過程的主餡要設備（一）焦冤炭塔塔的頂召部設有煉除焦口現、油氣游出口；塔側設獸有料面勢指示計惑口：延遲焦撇化的化慈學反應義主要是腸在焦炭普塔內進筋行，生賭成的焦筆炭也都既積存在燥此塔內節(jié)。隨著銹油料的載不斷引舟入，焦伯層逐漸閉升高；堆為了防衛(wèi)止泡沫唐層沖出游塔頂而據引起油恰氣管線鐵及分餾飾塔的結翅焦，在謝焦炭塔營的不同銅高度位估置，裝偵有能監(jiān)問測焦炭秀高度的貸料位計局。塔底部為讀錐形，錐師體底端為聞排焦口，予正常生產世時用法蘭云蓋封死，滋排焦時打唇開。在運轉中藥，分餾塔那有時也會牧出現結焦座現象，為占此需控制奪塔底溫度知不超過4姑00℃，汁并采用塔底油圖循環(huán)過悲濾的方法濾去焦粉菠和加強液駛體的流動來加以防泛止。（二）水浴力除焦設里備焦炭塔踩是輪換獄使用的霉，即當冊一個塔仔內焦炭蘭聚結到揭一定高貞度時，耳通過四版通閥將罷原料切福換到另殿一個焦輔炭塔．乒聚結焦讓炭的焦鮮炭塔先池用蒸汽震冷卻，權然后進績行水力逃除焦。目前的漲除焦設酬備都已事采用高壓水認力除焦景法。除焦用錦水力除斯焦法，乞即采用染11．其8MP膏a高壓喬水除焦論。余下涼的焦炭據落入焦大池，同屈時用橋扭式起重瞧抓斗送沙到別處攤存放或攜裝車外傍運。除焦原理盒：由高壓穩(wěn)水泵輸能送的高偷壓水，終經過水站龍帶、白鉆桿到動水力切蹤蝶焦器的皆噴嘴，賄從水力娘切焦器噴嘴噴賭出的高壓崖水形成高壓射拾流，借高抗壓射流增的強大沖伏擊力將石油黃焦切割康下來，蔬使之與耗水一起丈由塔底融流出。鉆桿不斷缺地升降和低轉動，直親到把焦炭熟塔內石油桃焦全部除香凈為止。水力除夢焦裝置淋有兩種炕形式：住有井架磨除焦裝攻置和無贊井架除技焦裝置厘。清潔水從柱進水管進摘入高位貯錄水罐，由閣高壓水泵胖輸送的高猜壓水經泵壇出口管到肚焦炭塔的話頂部，用翻水龍帶送怕到水龍頭冷，進入空拼心的鉆桿境和切焦器駱。高壓水帽經切焦打器上的掌噴嘴噴榮到焦炭輛塔里，湊約11的.8M譽Pa的迷高壓水奸將塔中副焦炭切派割破碎閑，水和籃切割下要來的焦畫炭一同特落到焦漠炭塔底癢，經2欺8°溜始槽進入編貯焦場丸。焦場的水駱經過幾道翅柵欄流入汪吸水井，趴而落入焦貨場的石油抄焦用橋氏棋吊車抓走奏分開堆放癥。（三）寧無焰燃壓燒爐焦化加爬熱爐是臂本裝置曾的核心神設備，知其作用鈴是將爐湖內迅速合流動的才渣油加臉熱至5蘭00℃日左右的家高溫。因此堡，要求昨爐內有女較高的紐奉傳熱速竟率以保拼證在短誓時間內罪給油提墨供足夠映的熱量攏，同時翁要求提昏供均勻宵的熱場印，防止術局部過削熱引起富爐管結命焦。為劉此，延遲焦附化通常梅采用無敬焰爐。焦炭塔淺的塔體律變形、敞開裂及醉可能產鼓生的腐瞇蝕一、焦炭謀塔塔體變踢形焦炭塔清塔體由結于長期處于督冷、熱交摸變的操作揮下，受熱應乓力影響，易發(fā)生降塔體鼓脹變形，經對釋國內八慈家煉廠侄的焦炭毒塔進行筆調查(循88年釘秋)有補5家有裳明顯變鏟形，變寬形部位丙多在塔求體下部取，塔壁財徑向鼓鄙凸，呈連糖葫蘆幅狀。塔點壁的鼓條凸變形療過程如撕下圖。焦炭塔農塔壁變夠形示意滔圖塔體變朋形的規(guī)唉律一般規(guī)歪律是環(huán)像縫處直糖徑小，退而環(huán)縫架之間直跳徑大，勝中下部究變化大棗，頂部礎較小；摟中下部恨東西直不徑大，鄰南北直吐徑小，毯成為橢乓圓形狀(1)塔壞體下封頭貢筒體環(huán)焊?？p以上第寬二至第四牌道圈板之悼間變形最叨大。(2)胡塔體環(huán)擦焊縫處刺變形較地小，多助年來基甲本無變尿化。(3)瓶塔體變畝形量達奧一定數草值后，洲漸趨緩盼慢。焦炭塔花塔體焊暖縫裂紋1．裙座焊刑縫開裂究：通過對相揭關焦炭塔仰裙座焊縫卡的調查發(fā)而現，發(fā)生摔裂紋最多博的位置是裙座焊和縫開裂。裙座焊縫奔裂紋示意扮圖2.堵焦屯閥接管焊躍縫開裂有四個煉脊廠，堵焦晴閥接管焊夫縫開裂，罵有的接管敲內壁焊縫掘開裂為縱滴向裂紋一桐直延伸至唯母材長2遇0到20燙0mm。孤有的為接錄管外壁加框強板角焊噸縫開裂，索環(huán)向裂紋宴長度接近艙一周。加氫春技術加氫工藝暫技術通常香涉及加氫裂精制、加辟氫處理和斤加氫裂化變三個概念坑;加氫精制閘：一般是指酬對某些不占能滿足使絨用要求的怒石油產品確通過加氫嫌工藝進行堵再加工，促使之達到姨規(guī)定的性毛能指標；加氫處追理：是指對于貿那些劣質命的重油或龍渣油利用果加氫技術慮進行預處呈理，主要今為了得到鳥易于進行勻其他二次但加工過程槍的原料，興同時獲得遍部分較高循質量的輕甲質油品(弄這一過程居也可叫作炎加氫精制戀)；加氫裂睜化：工藝是重手要的重油牽輕質化加礎工手段，尤它是以重缸油或渣油桐為原料，葉在一定的唯溫度、壓呆力和有氫臨氣存在的忘條件下進積行加氫裂材化反應，羞獲得最大劇數量(轉田化率可達親90％以跑上)和較獸高質量的塞輕質油品統(tǒng);日常習憐慣的說療法并不熄很嚴格訊，有時星將三種離工藝過盆程統(tǒng)稱兩為催化盾加氫，嗓甚至簡令稱為“馳加氫”憤。加氫精制蛾裝置Hyd炒rog隆en淘Ref暢ini哥ng并Uni邁t加氫精毯制工藝坡概念：是各種油品抱在氫壓力辭下進行催龍化改質的型一個統(tǒng)稱。它是指突在一定的哲溫度和壓插力、有催蘆化劑和氫摔氣存在的握條件下，使油品農中的各松類非烴總化合物發(fā)生氫解孕反應，進膠而從油品中腎脫除，以達嚷到精制爺油品的拘目的。加氫精制沖主要用于假油品的精掃制，其主朝要目的是通過精彎制來改新善油品宜的使用抖性能。加氫精跳制的優(yōu)楚點是：（1）原料的范池圍廣，產閑品靈活性睜大?？商幣硪淮涡庸せ驁A二次加蠢工得到率的汽油除、噴氣窯燃料、施柴油等但，也可滿處理催偽化裂化眉原料、芒重油或唇渣油等工。（2）液體產品洲收率高，件質量好（崗安定性好啟、無腐蝕泛性）。因此，加抬氫精制已樓成為油品創(chuàng)中廣泛采射用的加工鴨過程，也沉正在取代搖其他類型桐的油品精識制方法。此外，由預于催化重亭整工藝的禍發(fā)展，可夾提供大量密的副產氫賞氣，為發(fā)弊展加氫精制工藝創(chuàng)造睡了有利條聞件。目前我國洞加氫精制袋技術主要童用于：二次加子工汽油扔和柴油撓的精制刪：例如用于咬改善焦化斃柴油的顏希色和安定錦性；提高柳渣油催化向裂化柴油藏的安定性舟和十六烷琴值；從焦欲化汽油制恩取乙烯原君料或催化恥重整原料叫。某些原趟油直餾桿產品的印改質和月劣質渣逢油的預令處理：如直餾噴灑氣燃料通溝過加氫精全制提高煙霜點；減壓廈渣油經加鋼氫預處理早，脫除大撥部分的瀝廉青質和金衫屬，可直灘接作為催午化裂化原貴料。加氫精薄制的主童要化學閥反應通過加氫妙精制可使原料酸油品中蔽烯烴飽夕和，并脫除紐奉其中硫擊、氧、益氮及金樓屬雜質籠等有害型組分。其主移要反應揭包括：1.脫硫生成撥硫化氫，如：RSR舉+2H2—2R脊H+H2S2.脫氮，趟生成氨(NH3)，如：3.脫氧，雖生成H2O，如：4.烯烴加氫滅飽和：在各蘇類烴中魄，烷烴返和環(huán)烷穿烴很少個發(fā)生反曾應，而滿烯烴、戴二烯烴指加氫后擋生成烷如烴。5.加氫脫金概屬：幾磨乎所有桿的金屬貪有機化鑒合物在短加氫精旗制條件剃下都被淡加氫和濫分解，建生成的來金屬沉米積在催別化劑表梢面上，悄會造成旅催化劑幸的活性減下降，贊并導致督床層壓塌降升高裙。所以劈燕加氫精勁制催化判劑要周綿期性地澆進行更婦換。（一）反魔應操作溫說度加氫反應個是放熱反高應，需通腫過限制最高隊反應溫度拘以限制催彎化劑上的開結焦量和社防止產生仆裂化反應。在正常蜜情況下撐為：處理直餾鞋汽油餾分野和中間餾且分油為3醬40～3壟70℃；處理裂化舞原料油和乒重餾油為悔380～乳420℃懷；處理潤滑溝油為30欺0～35傅0℃。（二）反芝應操作壓搞力根據原龍料油性輕質，催貨化劑性曬能和對驕生成油爺的要求齒不同，利壓力可悼在很大惡范圍內耕變動。目前氫熟分壓多釀數情況殿約為6戚．37回MPa湖，折換鐘成裝置海操作壓走力(指駁反應器擋內)約謀為7．高85M臥Pa。氫氣的綢來源與執(zhí)質量要沉求加氫精貫制裝置甚需要供艷給氫氣彈。氫氣業(yè)來源一海般有兩其種：一暈是利用催化重整敲的副產物條——氫氣，二是眼采用制氫裝關置生產淡的氫氣。加氫必精制工供藝耗氫粘量要比袋同樣規(guī)偽模的加寄氫裂化濃少。在加氫問精制裝餓置中有島大量的訪氫氣進枯行循環(huán)蘆使用，株叫做循嬌環(huán)氫。氫的純度錫越高，對肺加氫反應騰越有利；讀同時可減旦少催化劑受上的積炭主，延長催僻化劑的使河用期限。養(yǎng)因此，一六般要求循冒環(huán)氫的純犯度不小于說65％(伴體)，新腐氫的純度爺不小于7激0％。氫氣中常澇含有少量始的雜質氣喂體，如氧罩、氯、一舟氧化碳、被二氧化碳折以及甲烷早等，它們膛對加氫精鉗制反應和徐催化劑是扇不利的，贊必須限制戶其含量。加氫精組制工藝琴流程加氫精劫制的工荒藝過程瓦多種多攻樣，按黎加工原壘料的輕尸重和目槍的產品熱的不同冤，可分凳為汽油摔、煤油睜、柴油看和潤滑正油等餾替分油的攪加氫精宿制，其止中包括混直餾餾壓分和二擱次加工叉產物，海此外，妻還有渣屯油的加般氫脫硫圍。加氫精制昏的工藝流仔程雖因原巧料不同和吊加工目的報不同而有蟲所區(qū)別，幼但其化學曬反應的基仗本原理是震相同的。寺因此，各憑種油餾分秘加氫精制兩的原理、預工藝流程柴原則上沒趨有明顯的作區(qū)別。加氫精制察的工藝流天程一般包表括反應系忌統(tǒng)、生成油換辰熱、冷卻劣、分離系千統(tǒng)和循環(huán)氫系勺統(tǒng)三部分。一、反應朱系統(tǒng)原料油發(fā)與新氫亦、循環(huán)驗氫混合概，并與擊反應產袍物換熱角后，以衰氣液混侍相狀態(tài)盒進入加時熱爐（憲這種方宰式稱爐前混氫閉），加熱至反向應溫度進碑入反應器皺。反應器進串料可以是抗氣相(精惕制汽油時眠)，也可延以是氣液斷混相(精亦制柴油或膀比柴油更悲重的油品宴時)。反虛應器內的轟催化劑一劈燕般是分層應填裝，以套利于注冷氫來削控制反應去溫度。循環(huán)氫與盾油料混合似物通過每泛段催化劑涉床層進行麥加氫反應夏。為什么暖？二、生成魄油換熱、思冷卻、分稠離系統(tǒng)反應產尋物從反參應器的蒸底部出數來，經豬過換熱撞、冷卻鉗后，進違入高壓羞分離器酒。在冷卻或器前要擋向產物裁中注入高壓洗找滌水，貓以溶解擔反應生塞成的氨耕和部分勻硫化氫坡。反應產物俗在高壓分倆離器中進回行油氣分誘離，分出為的氣體是缺循環(huán)氫，似其中除了春主要成分員氫外，還熊有少量的竿氣態(tài)烴(扒不凝氣)蛇和未溶于毛水的硫化何氫；分出葛的液體產燒物是加氫割生成油，窯其中也溶奴解有少量西的氣態(tài)烴錫和硫化氫肺；生成油商經過減依壓再進講入低壓富分離器刮進一步稱分離出琴氣態(tài)烴持等組分浮，產品殘去分餾受系統(tǒng)分撓離成合激格產品圈。三、循環(huán)門氫系統(tǒng)從高壓分閃離器分出筋的循環(huán)氫直經儲罐及異循環(huán)氫壓缸縮機后，俊小部分(繭約30％個)直接進俯入反應器惜作