焦化生產(chǎn)工藝培訓課件第一章焦化工藝概述焦化工藝的定義與重要性核心工藝地位焦化是煉油廠重油深加工的核心工藝單元,通過高溫熱裂解將重質(zhì)油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油品和焦炭,實現(xiàn)原油資源的最大化利用。產(chǎn)業(yè)鏈支撐生產(chǎn)焦炭、焦油、煤氣等多種產(chǎn)品,為鋼鐵冶煉、化工生產(chǎn)、城市燃氣等下游產(chǎn)業(yè)提供關(guān)鍵原料,支撐整個工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展。資源綜合利用將煉廠難以處理的渣油、重油等低價值原料轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品,提高煉油廠經(jīng)濟效益,實現(xiàn)資源的循環(huán)利用與增值。焦化工藝分類與流程簡介三大主流工藝延遲焦化:應用最廣泛,技術(shù)成熟,焦炭質(zhì)量穩(wěn)定流化床焦化:連續(xù)操作,熱效率高,適合重質(zhì)原料懸浮床焦化:新型工藝,反應溫和,產(chǎn)品分布可調(diào)裝煤將配制好的煤料均勻裝入焦爐炭化室加熱通過燃燒室加熱使煤料升溫至1000℃以上焦化煤料在高溫下發(fā)生熱解反應生成焦炭出焦將成熟焦炭推出炭化室冷卻用水或干法冷卻降低焦炭溫度產(chǎn)品處理焦化生產(chǎn)的原料特點原料來源以煉廠渣油、重油為主要原料,包括常壓渣油、減壓渣油、催化油漿等重質(zhì)餾分。這些原料是煉油廠蒸餾和催化裂化裝置的底部產(chǎn)物,具有較高的利用價值。原料性質(zhì)原料含硫量高(通常1-4%),金屬含量高(釩、鎳等),殘?zhí)恐荡?粘度高。這些特性使得原料難以直接加工,必須通過焦化工藝進行深度轉(zhuǎn)化處理。質(zhì)量影響原料性質(zhì)直接影響焦炭質(zhì)量和設(shè)備運行狀況。高硫原料會導致焦炭含硫量升高,影響冶金焦質(zhì)量;高金屬含量會加劇設(shè)備腐蝕,縮短設(shè)備使用壽命。因此必須嚴格控制原料配比和預處理。焦爐結(jié)構(gòu)示意圖焦爐主要由炭化室、燃燒室、蓄熱室、煙道系統(tǒng)等核心部件組成。炭化室是煤料熱解焦化的場所,燃燒室提供加熱熱源,蓄熱室實現(xiàn)熱量回收利用,各部件協(xié)同工作完成焦化生產(chǎn)全過程。第二章焦爐設(shè)備介紹焦爐設(shè)備是焦化生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ),其結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選用和操作維護直接關(guān)系到生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和安全環(huán)保。本章將系統(tǒng)介紹焦爐各主要設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點、功能作用及操作要點。焦爐主體結(jié)構(gòu)與功能核心組成部件01爐體結(jié)構(gòu)由炭化室和燃燒室交替排列組成,采用耐火磚砌筑,能夠承受1000-1300℃高溫02爐門系統(tǒng)包括機側(cè)爐門和焦側(cè)爐門,具有密封、保溫功能,防止煤氣泄漏和熱量損失03煤氣管道收集并輸送荒煤氣至凈化系統(tǒng),設(shè)計合理避免堵塞和腐蝕04冷卻系統(tǒng)包括焦炭冷卻和設(shè)備冷卻,保證焦炭質(zhì)量和設(shè)備安全運行關(guān)鍵材料應用硅磚:用于炭化室和燃燒室,耐火度高達1690-1730℃粘土磚:用于蓄熱室,具有良好的熱穩(wěn)定性高鋁磚:用于關(guān)鍵部位,抗侵蝕能力強耐熱鋼:用于爐門框、上升管等高溫部件裝煤車與裝煤工藝裝煤"四字要求"裝滿:確保炭化室裝煤量達到設(shè)計要求壓實:使煤料密實均勻,提高容積利用率拉平:煤料表面平整,受熱均勻均勻:各炭化室裝煤量一致,結(jié)焦同步裝煤車操作流程檢查裝煤車運行狀態(tài)和安全裝置定位對準炭化室裝煤孔開啟料斗閘門,控制裝煤速度用推煤桿均勻推平煤料關(guān)閉裝煤孔蓋,移至下一孔位操作注意事項嚴格按照裝煤順序操作,不得跳孔控制裝煤時間,避免煤氣泄漏注意觀察煤料狀態(tài),及時調(diào)整做好設(shè)備潤滑和日常維護穿戴防護裝備,確保人身安全裝煤工藝是焦化生產(chǎn)的第一道工序,裝煤質(zhì)量直接影響焦炭成熟度、強度和產(chǎn)量。操作人員必須嚴格遵守操作規(guī)程,確保裝煤質(zhì)量穩(wěn)定可控。焦爐煤氣處理系統(tǒng)煤氣凈化去除煤氣中的焦油、粉塵、水分等雜質(zhì),采用電捕焦油器、洗滌塔等設(shè)備,確保煤氣質(zhì)量達標。脫硫處理采用濕法或干法脫硫技術(shù),將硫化氫含量降低至環(huán)保要求范圍,常用方法包括氨水脫硫、真空碳酸鉀法等。除塵技術(shù)采用旋風除塵器、布袋除塵器等設(shè)備,去除煤氣中的固體顆粒,保護下游設(shè)備和管道。凈煤氣質(zhì)量控制凈煤氣含苯量是重要的質(zhì)量指標,直接影響下游化工產(chǎn)品的生產(chǎn)。通過優(yōu)化凈化工藝參數(shù),可以提高苯、甲苯、二甲苯等芳烴的回收率,增加經(jīng)濟效益。同時,凈煤氣還可作為燃料氣或化工原料,實現(xiàn)資源的綜合利用。關(guān)鍵控制點:定期監(jiān)測煤氣組分,優(yōu)化脫硫效率,控制氨水濃度,確保凈煤氣質(zhì)量穩(wěn)定,滿足生產(chǎn)和環(huán)保雙重要求。焦炭出焦與冷卻設(shè)備出焦機械化操作推焦車、攔焦車、熄焦車協(xié)同作業(yè),實現(xiàn)焦炭的自動推出、導向和冷卻。推焦車將紅焦推出炭化室,攔焦車引導焦炭落入熄焦車,整個過程需要精確配合和時間控制。濕法熄焦將紅焦裝入熄焦車,送至熄焦塔,用大量水噴淋冷卻至80℃以下。濕法熄焦速度快,但會產(chǎn)生大量蒸汽和污水,需要配套廢水處理設(shè)施。干法熄焦用惰性氣體循環(huán)冷卻紅焦,回收顯熱用于發(fā)電或供熱。干法熄焦環(huán)保效果好,焦炭質(zhì)量優(yōu),但投資成本較高,是未來發(fā)展方向。焦炭質(zhì)量控制要點控制出焦溫度在950-1050℃,過高或過低都會影響焦炭強度熄焦時間控制在3-5分鐘,確保焦炭均勻冷卻避免過度噴水造成焦炭粉化和水分超標及時清理熄焦設(shè)備,防止焦粉堆積影響冷卻效果焦爐裝煤車與出焦機械實景圖中展示了現(xiàn)代化焦化廠的核心生產(chǎn)設(shè)備。裝煤車在焦爐頂部沿軌道移動,精確定位后將煤料裝入炭化室。出焦機械包括推焦車、攔焦車和熄焦車,三者協(xié)同完成焦炭的推出、導向和冷卻全過程。這些大型機械設(shè)備的自動化程度直接影響焦化生產(chǎn)的效率和安全性。第三章焦化生產(chǎn)操作流程焦化生產(chǎn)操作是一個系統(tǒng)工程,涉及裝煤、加熱、出焦等多個環(huán)節(jié)的精密配合。每個操作步驟都有嚴格的技術(shù)要求和質(zhì)量標準,操作人員必須熟練掌握工藝參數(shù)控制方法,才能確保生產(chǎn)安全穩(wěn)定運行和產(chǎn)品質(zhì)量達標。焦爐裝煤操作詳解裝煤順序與時間控制裝煤順序通常采用"兩頭向中間"或"順序裝煤"方式,確保焦爐受熱均勻。裝煤周期根據(jù)結(jié)焦時間確定,一般為24-48小時。每次裝煤時間應控制在3-5分鐘內(nèi),最大限度減少煤氣泄漏和熱量損失。1準備階段檢查設(shè)備狀態(tài),確認炭化室已出焦完畢,清理裝煤孔2裝煤階段定位對準,均勻裝料,控制裝煤速度和裝煤量3整平階段用推煤桿推平煤料,確保表面平整,裝煤量一致4密封階段關(guān)閉裝煤孔蓋,檢查密封性,防止煤氣泄漏影響焦炭質(zhì)量的裝煤技術(shù)要點1煤料配比根據(jù)煤種特性和產(chǎn)品要求,科學配置氣煤、肥煤、焦煤等不同煤種,確保配合煤質(zhì)量穩(wěn)定2堆密度控制裝煤堆密度應控制在700-800kg/m3,過高或過低都會影響焦炭強度和成熟度3水分管理入爐煤水分控制在7-10%,水分過高會延長結(jié)焦時間,影響焦炭質(zhì)量焦爐加熱與焦化過程控制溫度控制炭化室墻溫控制在1150-1250℃,通過調(diào)節(jié)煤氣和空氣配比實現(xiàn)精確控制溫度曲線采用前緩、中急、后緩的加熱曲線,初期緩慢升溫利于脫水,中期快速加熱促進焦化,后期穩(wěn)定保溫確保焦炭成熟加熱速率加熱速率一般為3-5℃/min,速率過快會導致焦炭裂紋增多,過慢則影響生產(chǎn)效率焦爐結(jié)焦時間及其對產(chǎn)量的影響結(jié)焦時間是指從裝煤到焦炭成熟可以出焦的時間間隔,通常為18-28小時。結(jié)焦時間的長短取決于煤料性質(zhì)、加熱制度、爐型結(jié)構(gòu)等因素。產(chǎn)量影響分析:縮短結(jié)焦時間可以提高焦爐周轉(zhuǎn)率,增加產(chǎn)量。但過度縮短會導致焦炭生不熟、強度下降。延長結(jié)焦時間雖然可以改善焦炭質(zhì)量,但會降低生產(chǎn)效率。因此必須在產(chǎn)量和質(zhì)量之間找到最佳平衡點。焦炭出焦操作及安全注意出焦時機判斷標準時間法:達到規(guī)定的結(jié)焦時間溫度法:爐頂溫度達到220-280℃火色法:觀察上升管火焰顏色變化經(jīng)驗法:根據(jù)煤氣壓力、流量變化判斷實際生產(chǎn)中通常綜合運用多種方法,確保出焦時機準確,既不生焦也不過火。出焦安全防護措施人員防護:穿戴防護服、安全帽、防護眼鏡、防護手套,保持安全距離設(shè)備檢查:出焦前檢查推焦車、攔焦車、熄焦車運行狀態(tài)煤氣管理:關(guān)閉上升管閥門,防止煤氣泄漏引發(fā)火災爆炸通風換氣:開啟通風設(shè)備,降低現(xiàn)場有害氣體濃度應急準備:配備滅火器材,制定應急預案,明確逃生路線安全警示:出焦作業(yè)是焦化生產(chǎn)中風險最高的環(huán)節(jié),涉及高溫、煤氣、粉塵等多種危險因素。操作人員必須嚴格遵守安全操作規(guī)程,絕不允許違章作業(yè),確保人身和設(shè)備安全。焦爐設(shè)備維護與故障處理常見故障類型及應急處理爐門漏氣原因:爐門變形、刀邊磨損、密封不嚴處理:調(diào)整爐門位置,更換刀邊,涂抹密封泥爐墻鼓包原因:砌體膨脹、裝煤過多、加熱不均處理:降低爐溫,減少裝煤量,必要時修補爐墻上升管堵塞原因:焦油、焦粉沉積處理:蒸汽吹掃,必要時拆卸清理設(shè)備故障原因:機械磨損、潤滑不良、超負荷運行處理:停機檢修,更換損壞部件,加強日常維護設(shè)備保養(yǎng)周期與重點部位保養(yǎng)周期保養(yǎng)內(nèi)容重點部位每班巡檢、潤滑、清潔傳動部件、爐門每周全面檢查、緊固螺栓液壓系統(tǒng)、電氣每月測量爐溫、檢查爐墻炭化室、燃燒室每季度大修保養(yǎng)、更換易損件推焦車、攔焦車每年全面檢修、耐火材料補砌爐體結(jié)構(gòu)、蓄熱室建立完善的設(shè)備檔案和維護記錄,實行預防性維護和狀態(tài)檢修相結(jié)合的管理模式,可以有效延長設(shè)備使用壽命,降低故障率。焦爐操作流程圖該流程圖展示了焦化生產(chǎn)的完整操作鏈條,從原料準備到產(chǎn)品輸出的每一個關(guān)鍵控制點。紅色標注的是關(guān)鍵控制點,包括裝煤量控制、爐溫控制、出焦時機控制、熄焦質(zhì)量控制等。通過對這些關(guān)鍵點的精準把控,可以實現(xiàn)焦化生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)、高效、安全運行。第四章焦化安全與環(huán)保管理焦化生產(chǎn)涉及高溫、高壓、易燃易爆等多種危險因素,安全生產(chǎn)是企業(yè)發(fā)展的生命線。同時,焦化行業(yè)也是污染物排放的重點行業(yè),必須高度重視環(huán)保治理。本章將系統(tǒng)講解焦化生產(chǎn)的安全風險防控和環(huán)保管理措施。焦化生產(chǎn)安全風險點高溫危害焦爐炭化室溫度超過1000℃,出焦時紅焦溫度達1000℃以上,極易造成燙傷。蒸汽管道、熱水管道也存在燙傷風險。高壓風險煤氣管道、蒸汽系統(tǒng)在高壓下運行,管道破裂、閥門故障可能引發(fā)爆炸事故。必須定期檢測壓力容器和管道。煤氣泄漏焦爐煤氣含有一氧化碳等有毒氣體,泄漏后易引發(fā)中毒、火災、爆炸。爐門密封不嚴、管道破損是主要泄漏源。機械傷害裝煤車、推焦車等大型機械運行中存在碰撞、擠壓風險。必須設(shè)置安全防護裝置和警示標識。粉塵危害裝煤、出焦過程產(chǎn)生大量粉塵,長期吸入可導致塵肺病。需配備除塵設(shè)施和個人防護裝備。典型事故案例分析案例一:煤氣中毒事故某焦化廠檢修人員進入煤氣管道檢修,未進行有效通風和氣體檢測,導致3人一氧化碳中毒死亡。教訓:受限空間作業(yè)必須辦理作業(yè)許可,進行氣體檢測,配備通風設(shè)備和監(jiān)護人員。案例二:燙傷事故出焦作業(yè)時推焦車液壓管破裂,高溫液壓油噴濺,造成操作工嚴重燙傷。教訓:高溫高壓管道必須定期檢查,及時更換老化部件,作業(yè)人員必須穿戴防護裝備。安全操作規(guī)程與應急預案重點崗位安全操作規(guī)范01裝煤工嚴格執(zhí)行裝煤順序,控制裝煤時間,佩戴防護面罩和手套,注意防止煤氣泄漏和燙傷02出焦工確認設(shè)備狀態(tài)良好后方可作業(yè),保持安全距離,注意觀察紅焦狀態(tài),防止大塊焦炭掉落03熄焦工控制噴水量和熄焦時間,防止水蒸氣傷人,及時清理熄焦車焦炭,避免二次燃燒04煤氣工定期檢測煤氣成分和壓力,發(fā)現(xiàn)泄漏立即處理,進入煤氣區(qū)域必須攜帶報警儀突發(fā)事件應急響應流程發(fā)現(xiàn)險情現(xiàn)場人員發(fā)現(xiàn)事故隱患或突發(fā)事件,立即報告班組長和調(diào)度室啟動預案根據(jù)事故類型和等級啟動相應應急預案,成立現(xiàn)場指揮部應急處置組織人員疏散,切斷危險源,實施救援措施,控制事故擴大恢復生產(chǎn)事故處理完畢后,評估設(shè)備狀態(tài),制定恢復方案,逐步恢復生產(chǎn)環(huán)保技術(shù)與排放控制焦爐煤氣脫硫技術(shù)進展傳統(tǒng)技術(shù):氨水脫硫法,工藝成熟但副產(chǎn)物難處理先進技術(shù):真空碳酸鉀法、栲膠法、改良ADA法等,脫硫效率高,環(huán)境友好新興技術(shù):生物脫硫、膜分離脫硫,成本低,無二次污染焦油廢水處理技術(shù)預處理:隔油、氣浮,去除焦油和懸浮物生化處理:A/O工藝、SBR工藝,降解有機污染物深度處理:臭氧氧化、活性炭吸附,確保出水達標固廢管理與資源化利用焦粉利用:配煤再利用、燒結(jié)配料、燃料使用焦油渣處理:提取化工原料、制備活性炭、道路瀝青添加劑脫硫廢液:提取硫磺、制備硫酸銨肥料排放控制指標國家標準企業(yè)標準單位:mg/m3員工安全激勵與管理經(jīng)驗山西焦化"階梯式考核"激勵機制山西某大型焦化企業(yè)創(chuàng)新推行"階梯式安全考核"機制,將安全績效與薪酬直接掛鉤,取得顯著成效。該機制的核心特點包括:1分級考核根據(jù)崗位風險等級設(shè)置不同考核標準,高風險崗位獎勵系數(shù)更高2動態(tài)調(diào)整每月根據(jù)安全表現(xiàn)調(diào)整安全系數(shù),優(yōu)秀者上浮,違章者下降3團隊連帶班組內(nèi)一人違章,全組受影響,強化團隊安全意識4隱患獎勵鼓勵員工主動排查隱患,根據(jù)隱患等級給予獎勵安全文化建設(shè)實踐理念塑造:"安全是最大的效益,事故是最大的浪費"教育培訓:新員工三級教育,定期技能培訓和應急演練行為養(yǎng)成:推行"三不傷害"(不傷害自己、不傷害他人、不被他人傷害)親情管理:設(shè)置"親情寄語墻",強化員工家庭責任感典型示范:評選"安全標兵",發(fā)揮榜樣引領(lǐng)作用0死亡事故連續(xù)5年零死亡事故85%隱患整改率隱患整改及時率98%員工滿意度安全管理滿意度焦化廠安全防護裝備與環(huán)保設(shè)施現(xiàn)代化焦化企業(yè)高度重視安全與環(huán)保投入。圖中展示了標準的個人防護裝備,包括防護服、安全帽、防護眼鏡、防毒面具等;環(huán)保設(shè)施包括脫硫塔、除塵器、廢水處理站等;完善的安全標識和應急設(shè)備為生產(chǎn)安全提供了有力保障。這些硬件設(shè)施的配備是企業(yè)安全環(huán)保管理的基礎(chǔ)。第五章焦化質(zhì)量控制與產(chǎn)品應用焦化產(chǎn)品質(zhì)量直接影響下游用戶的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。建立完善的質(zhì)量控制體系,嚴格執(zhí)行質(zhì)量標準,是焦化企業(yè)提升市場競爭力的關(guān)鍵。本章將詳細介紹焦炭、焦油、煤氣等主要產(chǎn)品的質(zhì)量指標、檢測方法和應用領(lǐng)域。焦炭質(zhì)量指標及檢測方法關(guān)鍵質(zhì)量指標大塊率指粒度大于40mm或60mm的焦炭占比,反映焦炭的塊度均勻性。冶金焦大塊率一般要求≥80%。機械強度包括抗碎強度M40和耐磨強度M10,反映焦炭的機械性能。高爐焦要求M40≥80%,M10≤7%?；曳纸固恐械V物質(zhì)含量,影響高爐渣量和燃料比。一般要求灰分≤12%。硫分焦炭中硫含量,影響鋼鐵質(zhì)量。一級冶金焦要求硫分≤0.6%。揮發(fā)分焦炭加熱時逸出的氣體量,反映焦化程度。成熟焦炭揮發(fā)分≤1.5%。水分焦炭中水分含量,影響焦炭重量和質(zhì)量。要求水分≤5%。質(zhì)量檢測儀器與流程采樣按照標準方法在焦炭生產(chǎn)線多點采集代表性樣品制樣破碎、縮分、干燥,制備符合檢測要求的試樣物理檢測轉(zhuǎn)鼓試驗機測定強度,篩分儀測定粒度分布化學分析馬弗爐測定灰分,定硫儀測定硫分,揮發(fā)分測定儀測定揮發(fā)分數(shù)據(jù)處理計算平均值,判定是否符合質(zhì)量標準,出具檢驗報告焦油及煤氣產(chǎn)品質(zhì)量控制焦油組分分析焦化焦油是復雜的有機混合物,含有數(shù)百種化合物。主要組分包括苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽、菲等芳烴化合物。通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)可以準確分析焦油組分及含量。應用領(lǐng)域:焦油經(jīng)過精餾分離,可以生產(chǎn)苯類、酚類、萘類等化工原料,是重要的有機化工原料來源。高溫焦油還可以用于生產(chǎn)炭黑、瀝青等產(chǎn)品。煤氣成分及凈化標準焦爐煤氣主要成分為氫氣(55-60%)、甲烷(23-27%)、一氧化碳(5-8%)、氮氣等。還含有硫化氫、氨、焦油霧、苯等雜質(zhì)。凈化標準:凈煤氣中硫化氫≤0.3g/m3,氨≤30mg/m3,焦油霧≤50mg/m3,苯≤20g/m3。凈化后的煤氣可作為城市燃氣、化工原料或發(fā)電燃料。氫氣甲烷一氧化碳氮氣其他焦炭產(chǎn)品市場及應用領(lǐng)域鋼鐵冶煉用焦炭需求特點鋼鐵冶煉是焦炭最主要的應用領(lǐng)域,占焦炭消費量的85%以上。高爐煉鐵對焦炭質(zhì)量要求極高:物理性能塊度大且均勻,保證高爐透氣性強度高,承受爐內(nèi)高溫高壓氣孔率適中,利于還原反應化學成分灰分低,減少爐渣生成硫分低,降低鋼鐵含硫量磷含量低,提高鋼材質(zhì)量熱性能反應性適中,保證還原速度熱強度高,高溫下不易破碎發(fā)熱量高,提供充足熱量新興高端定制焦炭開發(fā)案例鑄造焦專用于精密鑄造行業(yè),要求粒度均勻(8-15mm),灰分≤8%,硫分≤0.5%。具有反應性低、強度高、灰熔點高等特點,可提高鑄件質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本?；そ褂糜谏a(chǎn)碳化鈣、碳化硅等化工產(chǎn)品,要求固定碳含量高(≥85%),灰分低(≤10%),電阻率小。通過優(yōu)化配煤和延長結(jié)焦時間可以生產(chǎn)高品質(zhì)化工焦。煅燒焦經(jīng)過1300℃高溫煅燒的焦炭,用于制造電極、碳素制品。要求真密度高、灰分低、硫分低。煅燒焦市場需求增長快,附加值高,是焦化企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要方向。第六章焦化先進技術(shù)與未來發(fā)展隨著科技進步和環(huán)保要求提升,焦化行業(yè)正經(jīng)歷深刻變革。自動化、智能化、綠色化成為行業(yè)發(fā)展的主要方向。本章將介紹焦化工藝技術(shù)的創(chuàng)新趨勢和未來發(fā)展展望,幫助大家把握行業(yè)發(fā)展脈搏。焦化工藝技術(shù)創(chuàng)新趨勢自動化控制DCS集散控制系統(tǒng)實現(xiàn)生產(chǎn)全流程自動化,減少人工干預,提高操作精度智能化管理AI算法優(yōu)化配煤方案,預測設(shè)備故