延迟焦化技术培训讲座炼油工艺技术培训讲座

1延迟焦化技术讲座延迟焦化技术讲座SEP.2021PreparedbyLizhuo2目目 录录n延迟焦化工艺的根本概念延迟焦化工艺的根本概念n延迟焦化工艺流程延迟焦化工艺流程n国内外延迟焦化开展现状国内外延迟焦化开展现状n焦化工艺设备及特点焦化工艺设备及特点n主要技术经济指标主要技术经济指标3延迟焦化工艺的根本概念延迟焦化工艺的根本概念延迟焦化是重油加工的主要手段之一；是以重质油为原料，通延迟焦化是重油加工的主要手段之一；是以重质油为原料，通过加热炉快速加热到过加热炉快速加热到500500左右后进入焦炭塔，在焦炭塔内一定的温左右后进入焦炭塔，在焦炭塔内一定的温度、停留时间和压力条件下发生裂解、缩合反响，生成气体、石脑油、度、停留时间和压力条件下发生裂解、缩合反响，生成气体、石脑油、轻瓦斯油、重瓦斯油和焦炭的工艺过程；其根本原理是利用重质油在轻瓦斯油、重瓦斯油和焦炭的工艺过程；其根本原理是利用重质油在热转化深度较低时不易结焦的特点，让重质油快速通过加热炉炉管并热转化深度较低时不易结焦的特点，让重质油快速通过加热炉炉管并获得重质油轻质化所需要的能量，使生焦反响获得重质油轻质化所需要的能量，使生焦反响“延迟到焦炭塔。延迟到焦炭塔。延迟焦化工艺延迟焦化工艺延迟焦化工艺延迟焦化工艺4渣油热转化反响视图渣油热转化反响视图渣油热转化反响视图渣油热转化反响视图延迟焦化工艺的根本概念延迟焦化工艺的根本概念5延迟焦化工艺的根本概念延迟焦化工艺的根本概念 处理炼油厂过剩而无出路的减压渣油；处理炼油厂过剩而无出路的减压渣油；减少重油催化裂化的掺炼比例，提高催化汽油、柴油的质量；减少重油催化裂化的掺炼比例，提高催化汽油、柴油的质量；提高作为优质乙烯裂解原料提高作为优质乙烯裂解原料-焦化石脑油的产量；焦化石脑油的产量；增产高十六烷值柴油，提高炼油厂的柴汽比；增产高十六烷值柴油，提高炼油厂的柴汽比；增加中间馏分焦化蜡油，为催化裂化及加氢裂化提供原料；增加中间馏分焦化蜡油，为催化裂化及加氢裂化提供原料；利用焦化干气或石油焦作为制氢装置的原料。利用焦化干气或石油焦作为制氢装置的原料。提供冶金行业使用的石油焦。提供冶金行业使用的石油焦。建设焦化装置的目的建设焦化装置的目的建设焦化装置的目的建设焦化装置的目的6延迟焦化工艺的根本概念延迟焦化工艺的根本概念延迟焦化工艺对所加工原料适应性强，处理的原料性质范围广。延迟焦化工艺对所加工原料适应性强，处理的原料性质范围广。目前我国延迟焦化装置单独加工或掺炼过的原料有：减压渣油、常压目前我国延迟焦化装置单独加工或掺炼过的原料有：减压渣油、常压渣油、重质原油、重质燃料油、减粘渣油、催化油浆、脱油沥青、煤渣油、重质原油、重质燃料油、减粘渣油、催化油浆、脱油沥青、煤焦油、乙烯裂解焦油、炼油厂污油和污泥等。焦油、乙烯裂解焦油、炼油厂污油和污泥等。焦化原料的康氏残炭一般为焦化原料的康氏残炭一般为5-30%5-30%wtwt,比重比重d420d420一般为，一般为，硫含量一般为硫含量一般为0.5-7%0.5-7%wtwt。焦化装置的原料焦化装置的原料焦化装置的原料焦化装置的原料7延迟焦化工艺的根本概念延迟焦化工艺的根本概念 焦化热转化反响产品分布和四组分的含量有密切的关系，焦化热转化反响产品分布和四组分的含量有密切的关系，通常采用渣油的残炭值和四组分的含量来判断原料的好坏及产品分通常采用渣油的残炭值和四组分的含量来判断原料的好坏及产品分布情况布情况,沥青质含量高或渣油残炭值高的渣油容易结焦，生焦率较沥青质含量高或渣油残炭值高的渣油容易结焦，生焦率较高，轻油收率较低。高，轻油收率较低。产品分布和渣油中的残炭的大概关系为产品分布和渣油中的残炭的大概关系为:气体气体,%=7.8+0.144X,%=7.8+0.144X残炭值残炭值 汽油汽油,%=11.29+0.343X,%=11.29+0.343X残炭值残炭值 焦炭焦炭,%=1.6X,%=1.6X残炭值残炭值 柴油柴油+蜡油蜡油,%=100-,%=100-气体气体%-%-汽油汽油%-%-焦炭焦炭%焦化装置的产品焦化装置的产品焦化装置的产品焦化装置的产品8延迟焦化工艺的根本概念延迟焦化工艺的根本概念干气干气经过脱硫后作为燃料气或制氢原料。经过脱硫后作为燃料气或制氢原料。液化气液化气经过脱硫脱硫醇后作为民用液化气或气体分馏原料。经过脱硫脱硫醇后作为民用液化气或气体分馏原料。石石脑脑油油和和轻轻瓦瓦斯斯油油通通常常混混合合经经加加氢氢精精制制，生生产产的的汽汽油油去去催催化化重重整或去做乙烯原料，柴油产品外销。整或去做乙烯原料，柴油产品外销。重瓦斯油重瓦斯油送去催化裂化或加氢裂化作原料。送去催化裂化或加氢裂化作原料。石石油油焦焦分分海海绵绵焦焦、针针状状焦焦和和弹弹丸丸焦焦，国国内内的的石石油油焦焦主主要要用用做做冶冶金金用用料料、工工业业燃燃料料、化化工工辅辅料料、造造气气原原料料和和碳碳素素材材料料等等，优优质质的的石石油焦还可用于航空航天和核工业。油焦还可用于航空航天和核工业。焦化装置的产品焦化装置的产品焦化装置的产品焦化装置的产品9延迟焦化工艺的根本概念延迟焦化工艺的根本概念延迟焦化工艺流程通常采延迟焦化工艺流程通常采用一个加热炉对应两个焦炭塔，用一个加热炉对应两个焦炭塔，加热炉连续进料，两个焦炭塔加热炉连续进料，两个焦炭塔并联切换操作，一个在生焦，并联切换操作，一个在生焦，另一个那么在除焦，一般另一个那么在除焦，一般18-18-2424小时切换一次。小时切换一次。通常把一炉两塔称为一个通常把一炉两塔称为一个系列，目前我国单系列的规模系列，目前我国单系列的规模通常在通常在30-21030-210万吨万吨/年。年。焦化装置的操作焦化装置的操作焦化装置的操作焦化装置的操作10延迟焦化工艺的根本概念延迟焦化工艺的根本概念l循环比循环比l反响压力反响压力l反响温度反响温度影响焦化反响的主要参数影响焦化反响的主要参数影响焦化反响的主要参数影响焦化反响的主要参数 11延迟焦化工艺的根本概念延迟焦化工艺的根本概念循环比循环比=循环油量循环油量/新鲜原料量。新鲜原料量。在新鲜原料中掺入焦化装置反响自产的反复循环的循环油在新鲜原料中掺入焦化装置反响自产的反复循环的循环油,改改变了原料的性质变了原料的性质,联合油的四组分比例结构发生变化联合油的四组分比例结构发生变化,使热转化反响使热转化反响发生变化发生变化.循环油相当于重蜡油或蜡油循环油相当于重蜡油或蜡油,在加热炉和焦炭塔也产生局在加热炉和焦炭塔也产生局部热裂化反响。部热裂化反响。当无循环油量时，循环比为零，有时叫单程操作。当无循环油量时，循环比为零，有时叫单程操作。循环比循环比循环比循环比12延迟焦化工艺的根本概念延迟焦化工艺的根本概念低循环比下液收高，焦炭收率低低循环比下液收高，焦炭收率低,蜡油收率高，但柴油收率低、蜡油收率高，但柴油收率低、汽油收率略低；汽油收率略低；低循环比下蜡油变重、变稠；低循环比下蜡油变重、变稠；低循环比下焦化炉进料油性质变差，特别是康残和沥青质含低循环比下焦化炉进料油性质变差，特别是康残和沥青质含量提高，必然会影响到焦化炉运行周期。量提高，必然会影响到焦化炉运行周期。循环比循环比循环比循环比13延迟焦化工艺的根本概念延迟焦化工艺的根本概念焦化原料用轻烃稀释，轻烃可用汽油，柴油或蜡油等，称为馏焦化原料用轻烃稀释，轻烃可用汽油，柴油或蜡油等，称为馏分油循环，馏分油循环可以提高产品的选择性。分油循环，馏分油循环可以提高产品的选择性。当要求提高汽柴油中汽油的比例时，除了采用大循环比操作条当要求提高汽柴油中汽油的比例时，除了采用大循环比操作条件外，还可进行选择性馏份油循环，稀释轻烃比例提高，那么气体、件外，还可进行选择性馏份油循环，稀释轻烃比例提高，那么气体、汽油、柴油收率均增加，而蜡油收率明显下降，总液收略有下降。汽油、柴油收率均增加，而蜡油收率明显下降，总液收略有下降。馏分油循环馏分油循环馏分油循环馏分油循环14延迟焦化工艺的根本概念延迟焦化工艺的根本概念反响压力一般是指焦炭塔顶的压力。反响压力一般是指焦炭塔顶的压力。压力升高压力升高,反响的深度增加反响的深度增加,气体和焦炭的收率增加气体和焦炭的收率增加,液体收率液体收率减少减少,焦炭的挥发份提高。反之压力降低焦炭的挥发份提高。反之压力降低,反响的深度减少反响的深度减少,气体和气体和焦炭的收率减少焦炭的收率减少,液体收率增加液体收率增加,焦炭的挥发份降低。焦炭的挥发份降低。为了提高装置的经济效益为了提高装置的经济效益,通常采用低压设计和操作。国内焦通常采用低压设计和操作。国内焦炭塔顶操作压力一般为炭塔顶操作压力一般为0.150.150.20Mpa0.20Mpa，国外最低的到达，国外最低的到达0.10.10.15Mpa0.15Mpa。反响压力反响压力反响压力反响压力15延迟焦化工艺的根本概念延迟焦化工艺的根本概念压力降低一般可提高蜡油的收率，但是压力太低焦炭塔内泡沫压力降低一般可提高蜡油的收率，但是压力太低焦炭塔内泡沫层升高层升高,焦粉易携带并易产生弹丸焦焦粉易携带并易产生弹丸焦,另外增大了焦炭塔的气体体积另外增大了焦炭塔的气体体积流量，势必使焦炭塔的塔径加大，使分馏塔的塔径加大，使压缩机流量，势必使焦炭塔的塔径加大，使分馏塔的塔径加大，使压缩机和塔顶冷凝系统的负荷增加和塔顶冷凝系统的负荷增加,装置的投资增加。装置的投资增加。当焦炭塔操作压力降低，虽然石油焦收率下降，蜡油收率增加，当焦炭塔操作压力降低，虽然石油焦收率下降，蜡油收率增加，但是蜡油变重，蜡油残炭和重金属含量均增加。因此，降压操作时但是蜡油变重，蜡油残炭和重金属含量均增加。因此，降压操作时还应考虑蜡油质量。还应考虑蜡油质量。反响压力反响压力反响压力反响压力16延迟焦化工艺的根本概念延迟焦化工艺的根本概念反响温度一般是指加热炉辐射炉管的出口温度。反响温度一般是指加热炉辐射炉管的出口温度。温度低温度低,焦化反响深度缺乏，产品收率低，焦炭挥发份高。温焦化反响深度缺乏，产品收率低，焦炭挥发份高。温度太高反响过深，使汽油和柴油继续裂化，降低汽油和柴油的收率，度太高反响过深，使汽油和柴油继续裂化，降低汽油和柴油的收率，增加气体收率，焦炭变硬，使除焦困难。增加气体收率，焦炭变硬，使除焦困难。温度过高会导致提前结焦，堵塞炉管、转油线结焦，影响开工温度过高会导致提前结焦，堵塞炉管、转油线结焦，影响开工周期，同时易生成硬质石油焦，使除焦困难；温度过低导致热量缺周期，同时易生成硬质石油焦，使除焦困难；温度过低导致热量缺乏反响深度不够，轻油收率降低，焦炭挥发分增大或产生焦油。乏反响深度不够，轻油收率降低，焦炭挥发分增大或产生焦油。反响温度反响温度反响温度反响温度17延迟焦化工艺的根本概念延迟焦化工艺的根本概念焦炭塔顶温度、压力和循环比对产品收率的影响焦炭塔顶温度、压力和循环比对产品收率的影响焦炭塔顶温度、压力和循环比对产品收率的影响焦炭塔顶温度、压力和循环比对产品收率的影响18延迟焦化工艺的根本概念延迟焦化工艺的根本概念焦炭塔是间歇操作的设备，当一个塔在进料生焦时，另一个塔在焦炭塔是间歇操作的设备，当一个塔在进料生焦时，另一个塔在冷焦、切焦和预热处理。焦炭塔生产操作的顺序通常有：冷焦、切焦和预热处理。焦炭塔生产操作的顺序通常有：向焦炭塔内少量吹汽；向焦炭塔内少量吹汽；拆卸塔顶、塔底出焦口法兰；拆卸塔顶、塔底出焦口法兰；向焦炭塔内大量吹汽；向焦炭塔内大量吹汽；采用高压水切焦；采用高压水切焦；向焦炭塔内少量给水；向焦炭塔内少量给水；安装塔顶、塔底法兰；安装塔顶、塔底法兰；向焦炭塔内大量给水；向焦炭塔内大量给水；对焦炭塔进行赶空气和蒸汽试压；对焦炭塔进行赶空气和蒸汽试压；排放焦炭塔内的水；排放焦炭塔内的水；引另一个焦炭塔的油气对该塔预热；引另一个焦炭塔的油气对该塔预热；切换四通阀，该塔正常进料，另一个塔进行上述过程的处理。切换四通阀，该塔正常进料，另一个塔进行上述过程的处理。焦炭塔的操作顺序焦炭塔的操作顺序焦炭塔的操作顺序焦炭塔的操作顺序 19焦炭塔的操作顺序焦炭塔的操作顺序焦炭塔的操作顺序焦炭塔的操作顺序 时间单位时间单位 小小 时时操作周期操作周期48 48 44 44 40 40 36 36 进料生焦进料生焦2424222220201818小量吹汽小量吹汽1.51.51.51.51.51.51.01.0大量吹汽大量吹汽2.02.01.51.51.51.51.51.5小量给水小量给水 1.01.01.01.01.01.01.01.0大量给水大量给水 6.06.05.05.04.54.54.04.0开阀放水开阀放水2.52.52.52.52.02.02.02.0拆卸法兰拆卸法兰1.01.00.750.750.750.750.750.75水力除焦水力除焦3.03.03.03.02.52.52.52.5安装法兰安装法兰1.01.00.750.750.750.750.750.75蒸汽试压蒸汽试压0.50.50.50.50.50.50.50.5油气预热油气预热5.55.55.55.55.05.04.04.0延迟焦化工艺的根本概念延迟焦化工艺的根本概念20延迟焦化工艺流程延迟焦化工艺流程21延迟焦化工艺流程延迟焦化工艺流程22国内外延迟焦化技术比照国内外延迟焦化技术比照焦化原料方面焦化原料方面 国外焦化装置原料更广泛，对原料的适应性更强。国外焦化装置原料更广泛，对原料的适应性更强。目前已处理包括直馏常渣及减渣、减粘渣油、加氢裂化尾油、目前已处理包括直馏常渣及减渣、减粘渣油、加氢裂化尾油、热裂解焦油、油砂、煤的衍生物、催化裂化油浆、沥青、乙烯裂化热裂解焦油、油砂、煤的衍生物、催化裂化油浆、沥青、乙烯裂化焦油、炼厂污油泥等焦油、炼厂污油泥等6060余种原料。原料油的康氏残炭为余种原料。原料油的康氏残炭为3.8w%3.8w%45w%45w%，APIAPI重度重度2 22020 API1API1。目前较多的是处理减压深拔后的减压渣油等更重质和更劣质的目前较多的是处理减压深拔后的减压渣油等更重质和更劣质的渣油。渣油。23国内外延迟焦化技术比照国内外延迟焦化技术比照焦化原料方面焦化原料方面 国内焦化装置已加工的原料比较少，主要有减压渣油、常压渣国内焦化装置已加工的原料比较少，主要有减压渣油、常压渣油、超稠原油、减粘渣油、重质燃料油等。沥青、催化油浆和污油油、超稠原油、减粘渣油、重质燃料油等。沥青、催化油浆和污油只能掺炼，掺炼比例一般在只能掺炼，掺炼比例一般在5-30%5-30%之间。乙烯裂化焦油掺炼后发现之间。乙烯裂化焦油掺炼后发现结焦严重，目前不推荐掺炼。深拔减渣只有局部炼厂加工。结焦严重，目前不推荐掺炼。深拔减渣只有局部炼厂加工。由于对生产弹丸焦的装置从设计到操作研究缺乏，目前国内还由于对生产弹丸焦的装置从设计到操作研究缺乏，目前国内还是通过原料调合及调整操作条件尽量防止产生弹丸焦。国内常规焦是通过原料调合及调整操作条件尽量防止产生弹丸焦。国内常规焦化原料比重：，残炭化原料比重：，残炭CCRCCR：16%-30%16%-30%，硫含量，硫含量2%-6%(wt)2%-6%(wt)，高酸，高酸原油的酸值：原油的酸值：0.5-13mgKOH/g 0.5-13mgKOH/g。24国内外延迟焦化技术比照国内外延迟焦化技术比照焦化产品方面焦化产品方面 由于国外的焦化装置操作循环比较低，一般在由于国外的焦化装置操作循环比较低，一般在0.050.05左右，为保左右，为保证焦化蜡油的残炭、氮含量和重金属含量满足加氢裂化或催化裂化证焦化蜡油的残炭、氮含量和重金属含量满足加氢裂化或催化裂化装置的要求，通常抽出重蜡油，该重蜡油可作为燃料油调和组分或装置的要求，通常抽出重蜡油，该重蜡油可作为燃料油调和组分或者返回减压塔重新蒸馏。者返回减压塔重新蒸馏。国内劣质的焦化重蜡油没有适宜的去处，大局部装置通过适当国内劣质的焦化重蜡油没有适宜的去处，大局部装置通过适当提高循环比使重蜡油回炼来保证轻蜡油的质量。提高循环比使重蜡油回炼来保证轻蜡油的质量。25国内外延迟焦化技术比照国内外延迟焦化技术比照焦化产品方面焦化产品方面 延迟焦化生产的石油焦为生焦，根据原料和操作条件的不同，延迟焦化生产的石油焦为生焦，根据原料和操作条件的不同，生产的石油焦又有海绵焦、弹丸焦和针状焦，国内外普遍生产海绵生产的石油焦又有海绵焦、弹丸焦和针状焦，国内外普遍生产海绵焦。国内尽量防止生产弹丸焦，而国外许多装置按照生产弹丸焦设焦。国内尽量防止生产弹丸焦，而国外许多装置按照生产弹丸焦设计。计。目前国内生产石油针状焦的只有锦州石化公司，约年产目前国内生产石油针状焦的只有锦州石化公司，约年产4 4万吨万吨针状焦。针对焦化甩油和污油等，国内外通常都在装置内回炼。针状焦。针对焦化甩油和污油等，国内外通常都在装置内回炼。26国内外延迟焦化技术比照国内外延迟焦化技术比照工艺流程方面工艺流程方面 1 1国外焦化在开工时没有单独的焦炭塔预热线，而是利用加热炉国外焦化在开工时没有单独的焦炭塔预热线，而是利用加热炉出口到大油气管线的气化油气预热，具体流程是高温油气自塔顶进入并自出口到大油气管线的气化油气预热，具体流程是高温油气自塔顶进入并自上而下通过焦炭塔进入甩油罐，甩油罐顶气体去放空塔，液体由泵抽送去上而下通过焦炭塔进入甩油罐，甩油罐顶气体去放空塔，液体由泵抽送去分馏塔。分馏塔。国内焦化在开工时设有单独的焦炭塔预热线，具体流程是加热炉出口国内焦化在开工时设有单独的焦炭塔预热线，具体流程是加热炉出口油品全部沿开工线到焦炭塔顶，高温油品自上而下通过焦炭塔进入甩油罐，油品全部沿开工线到焦炭塔顶，高温油品自上而下通过焦炭塔进入甩油罐，气体在焦炭塔内闪蒸去分馏塔，液体流到甩油罐再由泵抽送去水箱冷却器。气体在焦炭塔内闪蒸去分馏塔，液体流到甩油罐再由泵抽送去水箱冷却器。国内流程和国外流程相比：焦炭塔预热温度高、预热速度慢、甩油温国内流程和国外流程相比：焦炭塔预热温度高、预热速度慢、甩油温度高、甩油量大和分馏塔底升温速度慢，开工时经常由于甩油泵超负荷和度高、甩油量大和分馏塔底升温速度慢，开工时经常由于甩油泵超负荷和温度高而导致泵的损坏，另外甩油管线的振动也经常发生。温度高而导致泵的损坏，另外甩油管线的振动也经常发生。27国内外延迟焦化技术比照国内外延迟焦化技术比照工艺流程方面工艺流程方面 2 2国外通常采用泡焦冷焦工艺，国内一般采用溢流冷焦工国外通常采用泡焦冷焦工艺，国内一般采用溢流冷焦工艺。艺。泡焦冷焦工艺是当大量给水到达一定的高度时停止给水，翻开泡焦冷焦工艺是当大量给水到达一定的高度时停止给水，翻开塔顶带有联锁和消音器的放空阀，通过水汽化冷焦。塔顶带有联锁和消音器的放空阀，通过水汽化冷焦。溢流冷焦工艺是大量给水到焦炭塔装满后再继续给水一段时间，溢流冷焦工艺是大量给水到焦炭塔装满后再继续给水一段时间，塔顶溢流水进入冷焦水溢流水罐。塔顶溢流水进入冷焦水溢流水罐。国外的泡焦冷焦工艺流程简单，但是存在塔顶汽化蒸汽的污染。国外的泡焦冷焦工艺流程简单，但是存在塔顶汽化蒸汽的污染。国内溢流冷焦工艺流程复杂，电耗较高、冷焦水溢流水罐顶部也存国内溢流冷焦工艺流程复杂，电耗较高、冷焦水溢流水罐顶部也存在蒸汽污染。在蒸汽污染。28国内外延迟焦化技术比照国内外延迟焦化技术比照工艺流程方面工艺流程方面 3 3国国外外大大局局部部焦焦化化装装置置的的冷冷焦焦水水和和切切焦焦水水处处理理为为一一套套系系统统，即即冷冷焦焦放放水水和和切切焦焦水水均均先先进进入入焦焦池池，经经过过逐逐级级沉沉降降和和过过滤滤后后由由泵泵提提升升到到储储水水罐罐，冷冷焦焦水水和和切切焦焦水水均均自自该该罐罐抽抽出出，储储水水罐罐的的焦焦粉粉经经过过搅搅拌可以自压到焦池。拌可以自压到焦池。国国内内焦焦化化装装置置的的切切焦焦水水处处理理流流程程和和国国外外的的根根本本一一样样，但但冷冷焦焦水水通通常常采采用用罐罐式式密密闭闭处处理理，即即冷冷焦焦放放水水和和溢溢流流水水首首先先去去热热储储水水罐罐，再再由泵抽出经除油、除焦和冷却后去冷储水罐。由泵抽出经除油、除焦和冷却后去冷储水罐。国国内内流流程程和和国国外外的的相相比比：流流程程复复杂杂、占占地地面面积积大大、操操作作费费用用和和投投资资高高，冷冷焦焦水水罐罐带带油油和和焦焦粉粉多多，但但水水的的蒸蒸发发量量少少，放放水水时时焦焦池池污污染少。染少。29国内外延迟焦化技术比照国内外延迟焦化技术比照工艺流程方面工艺流程方面 4 4为为保保证证柴柴油油和和蜡蜡油油的的闪闪点点、提提高高产产品品别别离离度度、降降低低分分馏馏塔塔的的高高度度，国国外外焦焦化化分分馏馏塔塔通通常常设设置置柴柴油油汽汽提提塔塔和和蜡蜡油油汽汽提提塔塔，而而国国内内流流程程很很少少设设置置两两个个汽汽提提塔塔，大大局局部部装装置置不不设设汽汽提提塔塔，少少局局部部装装置仅设置蜡油汽提塔。置仅设置蜡油汽提塔。5 5国国外外的的分分馏馏塔塔通通常常不不设设置置塔塔顶顶循循环环回回流流和和中中段段回回流流，用用汽汽油油回回流流控控制制塔塔顶顶温温度度，用用柴柴油油下下回回流流控控制制柴柴油油干干点点。其其特特点点是是：简简化化了了分分馏馏系系统统的的流流程程，减减少少了了分分馏馏系系统统设设备备台台数数和和占占地地，减减少少了了分馏塔的塔板数量，降低了分馏塔顶部塔板结盐的可能性。分馏塔的塔板数量，降低了分馏塔顶部塔板结盐的可能性。30国内外延迟焦化技术比照国内外延迟焦化技术比照工艺流程方面工艺流程方面 6 6国国外外延延迟迟焦焦化化的的最最新新流流程程当当中中，没没有有发发现现采采用用蒸蒸汽汽往往复复泵泵和和水水箱箱冷冷却却器器。国国内内采采用用蒸蒸汽汽往往复复泵泵一一是是为为了了开开工工循循环环脱脱水水，担担忧忧离离心心泵泵抽抽空空；二二是是为为了了停停电电时时备备用用加加热热炉炉进进料料泵泵；三三是是为为了了停停工工外甩重油。外甩重油。国国内内甩甩油油和和放放空空塔塔底底油油采采用用水水箱箱冷冷却却器器的的主主要要目目的的是是防防止止间间断断操操作作的的重重质质油油品品冷冷凝凝，因因为为水水箱箱能能够够蓄蓄热热，同同时时便便于于加加热热和和检检修修。但但是是国国外外没没有有蒸蒸汽汽往往复复泵泵和和水水箱箱冷冷却却器器的的装装置置也也能能够够开开工工和和正正常常操操作。作。31国内外延迟焦化技术比照国内外延迟焦化技术比照工艺流程方面工艺流程方面 7 7国国外外的的工工艺艺流流程程考考虑虑更更加加细细致致，在在平平安安、环环保保等等方方面面更更加加全全面面。流流程程中中采采用用的的平平安安联联锁锁比比国国内内的的多多，焦焦炭炭塔塔高高温温油油气气管管道道的的阀阀门门大大局局部部采采用用双双阀阀，轻轻重重污污油油的的排排放放全全部部密密闭闭化化，重重污污油油在在蒸蒸汽汽吹吹扫扫前前先先用用轻轻柴柴油油冲冲洗洗，为为减减少少水水耗耗，最最大大可可能能的的利利用用空空冷冷器器冷冷却等。却等。32主要操作条件方面主要操作条件方面 项目项目单位单位中国中国 美国美国22，33加热炉出口温度加热炉出口温度 495-500 495-500500-510500-510循环比循环比R/FR/F0.15-0.60.15-0.60-0.150-0.15焦炭塔顶压力焦炭塔顶压力MPaMPa 0.15-0.18 0.15-0.180.1-0.150.1-0.15焦炭塔顶出口管线温度焦炭塔顶出口管线温度 415-420 415-420430-440430-440生焦时间生焦时间hrhr 18-24 18-2412-1812-18压缩机出口压力压缩机出口压力MPaMPa1.2-1.41.2-1.41.4-1.51.4-1.5烧焦或清焦周期烧焦或清焦周期1-1.51-1.5年停工或年停工或分炉膛烧焦一次分炉膛烧焦一次3 3个月在线清焦一次个月在线清焦一次2-32-3年机械清焦一次年机械清焦一次国内外延迟焦化技术比照国内外延迟焦化技术比照美国的延迟焦化以追求最大液体收率为目标，中国的延迟焦化以平稳运行和降低美国的延迟焦化以追求最大液体收率为目标，中国的延迟焦化以平稳运行和降低能耗为主要目的，所以国内的操作条件相对缓和。能耗为主要目的，所以国内的操作条件相对缓和。331 1装置规模大型化装置规模大型化 国外的延迟焦化装置加工能力一般为国外的延迟焦化装置加工能力一般为200-600200-600万吨万吨/年，最大的到年，最大的到达达800800万吨万吨/年，单系列规模最大约为年，单系列规模最大约为250250万吨万吨/年。年。国内的延迟焦化装置加工能力一般为国内的延迟焦化装置加工能力一般为100-300100-300万吨万吨/年，最大的到年，最大的到达达420420万吨万吨/年，单系列规模最大约为年，单系列规模最大约为210210万吨万吨/年。年。中国自己设计的最大的为青岛炼化公司的中国自己设计的最大的为青岛炼化公司的250250万吨万吨/年延迟焦化装年延迟焦化装置，中海油惠州石化公司的置，中海油惠州石化公司的4.20 Mt/a4.20 Mt/a延迟焦化装置，由延迟焦化装置，由FWFW公司提供工公司提供工艺包，国内完成工程设计，该装置采用艺包，国内完成工程设计，该装置采用“两炉四塔流程，目前属于两炉四塔流程，目前属于国内规模最大。国内规模最大。国内外延迟焦化技术比照国内外延迟焦化技术比照大型化方面大型化方面 342 2焦炭塔大型化焦炭塔大型化 1998 1998年年FWFW公司为印度公司设计的延迟焦化装置的八个焦炭塔直径公司为印度公司设计的延迟焦化装置的八个焦炭塔直径为为 8.848.84米。美国米。美国BechtelBechtel公司承包，采用公司承包，采用ConocoConoco公司技术建设的公司技术建设的SweenySweeny炼厂的延迟焦化装置为炼厂的延迟焦化装置为两炉四塔两炉四塔，每个焦炭塔为，每个焦炭塔为 9.0 9.0米。米。20002000年后年后FWFW公司设计了多个直径为公司设计了多个直径为 9.759.75米的焦炭塔米的焦炭塔55。2000 2000年，年，SEISEI为上海石化公司设计的焦炭塔直径为为上海石化公司设计的焦炭塔直径为 8.48.4米。米。20022002年，年，SEISEI为高桥石化公司设计的焦炭塔直径为为高桥石化公司设计的焦炭塔直径为 8.88.8米。米。20052005年，年，LPECLPEC为为杨子石化公司设计的焦炭塔直径为杨子石化公司设计的焦炭塔直径为 9.49.4米。米。20212021年，年，SEISEI为惠州设计的为惠州设计的焦炭塔直径为焦炭塔直径为 9.89.8米，目前属于国内最大。米，目前属于国内最大。国内外延迟焦化技术比照国内外延迟焦化技术比照大型化方面大型化方面 353 3加热炉的单炉加工规模加热炉的单炉加工规模 2000 2000年在引进国外双面辐射加热炉型后，国内单炉加工规模提高年在引进国外双面辐射加热炉型后，国内单炉加工规模提高到到100100万吨万吨/年，随着焦化装置建设规模的不断增大，单炉加工规模又年，随着焦化装置建设规模的不断增大，单炉加工规模又逐步提高到逐步提高到120120万吨万吨/年、年、140140万吨万吨/年和年和160160万吨万吨/年。国内单炉最大加年。国内单炉最大加工规模是工规模是210210万吨万吨/年，采用了六管程六炉膛双面辐射炉型。年，采用了六管程六炉膛双面辐射炉型。单炉加工规模的提高一般是通过增加辐射炉膛数量和管程数量来单炉加工规模的提高一般是通过增加辐射炉膛数量和管程数量来实现，实现，100-140100-140万吨万吨/年一般采用双辐射室四管程，年一般采用双辐射室四管程，160 160万吨万吨/年采用三年采用三辐射室六管程，国内一个管程的加工规模到达辐射室六管程，国内一个管程的加工规模到达25-3525-35万吨万吨/年，国外一年，国外一个管程的加工规模最高到达个管程的加工规模最高到达4040万吨万吨/年，即六管程的加热炉加工能力到年，即六管程的加热炉加工能力到达达240240万吨万吨/年。年。国内外延迟焦化技术比照国内外延迟焦化技术比照大型化方面大型化方面 361 1加热炉加热炉国内应用较多的是单面辐射单室立式炉和双面辐射多室箱式炉炉型，国内应用较多的是单面辐射单室立式炉和双面辐射多室箱式炉炉型，国外应用较多的是双面辐射多室箱式炉和双面辐射多室阶梯炉炉型。国外应用较多的是双面辐射多室箱式炉和双面辐射多室阶梯炉炉型。国内外延迟焦化技术比照国内外延迟焦化技术比照主要设备方面主要设备方面 371 1加热炉加热炉 火嘴的形式有附墙燃烧器和不附墙燃烧器两种，现在国内采用的火嘴的形式有附墙燃烧器和不附墙燃烧器两种，现在国内采用的大局部为不附墙燃烧器，由于附墙燃烧器使辐射室沿管排高度的热强大局部为不附墙燃烧器，由于附墙燃烧器使辐射室沿管排高度的热强度分布更均匀，目前开始在局部焦化加热炉上采用。度分布更均匀，目前开始在局部焦化加热炉上采用。国内外都采用热管式、列管式或板式空气预热器，提高换热效率，国内外都采用热管式、列管式或板式空气预热器，提高换热效率，目前国内主要采用热管式空气预热器，加热炉热效率可到达目前国内主要采用热管式空气预热器，加热炉热效率可到达91%91%。为保证加热炉的平安操作，加热炉的顺序控制和平安联锁在国外已经为保证加热炉的平安操作，加热炉的顺序控制和平安联锁在国外已经大量采用，国内只采用了平安联锁系统，开工点火的顺序控制采用的大量采用，国内只采用了平安联锁系统，开工点火的顺序控制采用的很少。很少。国内外延迟焦化技术比照国内外延迟焦化技术比照主要设备方面主要设备方面 381 1加热炉加热炉 在线清焦技术是在不停炉情况下对炉管内结焦进行去除的过程，在线清焦技术是在不停炉情况下对炉管内结焦进行去除的过程，采用该技术后焦化炉操作周期可延长至采用该技术后焦化炉操作周期可延长至2 2年以上，在线清焦技术国外普年以上，在线清焦技术国外普遍采用，国内应用较少。遍采用，国内应用较少。多个辐射室的焦化加热炉可以别离出其中一个辐射室进行蒸汽、多个辐射室的焦化加热炉可以别离出其中一个辐射室进行蒸汽、空气烧焦，国内局部装置经常采用，国外没有此项技术。空气烧焦，国内局部装置经常采用，国外没有此项技术。机械清焦方法是一种与炉管规格匹配的专用清焦器，该清焦器放机械清焦方法是一种与炉管规格匹配的专用清焦器，该清焦器放入炉管内，以水为动力使清焦器沿炉管向出口方向进行螺旋运动，可入炉管内，以水为动力使清焦器沿炉管向出口方向进行螺旋运动，可以最大程度去除管内结焦并且对炉管的损伤较小，国内采用烧焦的较以最大程度去除管内结焦并且对炉管的损伤较小，国内采用烧焦的较多，国外采用机械清焦的较多。多，国外采用机械清焦的较多。国内外延迟焦化技术比照国内外延迟焦化技术比照主要设备方面主要设备方面 392 2焦炭塔焦炭塔 国内通常焦炭塔是用碳钢、国内通常焦炭塔是用碳钢、1Cr-1/2Mo1Cr-1/2Mo、1 1/4Cr-1/2Mo1 1/4Cr-1/2Mo钢制造钢制造,因为因为1 1/4Cr-1/2Mo1 1/4Cr-1/2Mo钢和钢和1Cr-1/2Mo1Cr-1/2Mo钢相比，许用应力高，对缺口敏感钢相比，许用应力高，对缺口敏感性小，耐热性更好，性小，耐热性更好，1 1/4Cr-1/2Mo1 1/4Cr-1/2Mo钢更适合焦炭塔的操作工况，国外钢更适合焦炭塔的操作工况，国外普遍采用普遍采用1 1/4Cr-1/2Mo 1 1/4Cr-1/2Mo，个别还采用，个别还采用2 1/4Cr-1/2Mo 2 1/4Cr-1/2Mo。为减少高温油气和泡沫层腐蚀，国内焦炭塔上部通常采用复合板，为减少高温油气和泡沫层腐蚀，国内焦炭塔上部通常采用复合板，复合层一般采用复合层一般采用0Cr130Cr13即即410S410S，而国外全塔采用，而国外全塔采用0Cr13 0Cr13 复合板。复合板。国内外延迟焦化技术比照国内外延迟焦化技术比照主要设备方面主要设备方面 402 2焦炭塔焦炭塔 裙座与塔体的连接部位最容易产生焊缝开裂。此部位的结构常用裙座与塔体的连接部位最容易产生焊缝开裂。此部位的结构常用的二种型式：一堆焊结构，焊缝内外外表都必须打磨圆滑。二的二种型式：一堆焊结构，焊缝内外外表都必须打磨圆滑。二采用大型锻件，裙座与壳体和封头连接为锻焊结构。采用大型锻件，裙座与壳体和封头连接为锻焊结构。这两种结构都有成熟的经验。在同样试验条件下，堆焊结构的疲这两种结构都有成熟的经验。在同样试验条件下，堆焊结构的疲劳寿命为劳寿命为55035503次，整体锻件的疲劳寿命为次，整体锻件的疲劳寿命为1450814508次，锻焊结构可提供焦次，锻焊结构可提供焦炭塔无裂纹寿命。但是由于制造、运输和投资的限制，目前国内外只炭塔无裂纹寿命。但是由于制造、运输和投资的限制，目前国内外只有局部炼厂的焦炭塔采用整体锻件结构。有局部炼厂的焦炭塔采用整体锻件结构。国内外延迟焦化技术比照国内外延迟焦化技术比照主要设备方面主要设备方面 412 2焦炭塔焦炭塔 通常一台加热炉对应两台焦炭塔，两台焦炭塔切换操作，一台在通常一台加热炉对应两台焦炭塔，两台焦炭塔切换操作，一台在生焦，另一台那么在除焦，间断操作，设置焦炭塔操作的顺序控和平生焦，另一台那么在除焦，间断操作，设置焦炭塔操作的顺序控和平安联锁对保证平安生产非常必要，美国焦化装置根本都对整个焦炭塔安联锁对保证平安生产非常必要，美国焦化装置根本都对整个焦炭塔系统的生焦、冷焦、除焦和预热操作设平安联锁和顺序控制，而国内系统的生焦、冷焦、除焦和预热操作设平安联锁和顺序控制，而国内只是针对几个高温阀门设有平安联锁。只是针对几个高温阀门设有平安联锁。国内外延迟焦化技术比照国内外延迟焦化技术比照主要设备方面主要设备方面 422 2焦炭塔焦炭塔 断面激光遥控系统能够在很短时间内从塔内绘制出焦炭塔剖面图，断面激光遥控系统能够在很短时间内从塔内绘制出焦炭塔剖面图，不用等到检修期就能进行内部测量，检查所得的常规激光剖面图能帮不用等到检修期就能进行内部测量，检查所得的常规激光剖面图能帮助操作者做以下几项工作：助操作者做以下几项工作：1 1比较不同焦炭塔的变形程度，据此确定比较不同焦炭塔的变形程度，据此确定哪些焦炭塔需更多的检查。哪些焦炭塔需更多的检查。2 2把检查工作集中到靠近变形区域的焊道。把检查工作集中到靠近变形区域的焊道。3 3比较超时焦炭塔的变形程度，预测焦炭塔鼓胀何时才能到达临界水比较超时焦炭塔的变形程度，预测焦炭塔鼓胀何时才能到达临界水平。国外已经开始通过定期检测给焦炭塔建立档案，国内还没有采用平。国外已经开始通过定期检测给焦炭塔建立档案，国内还没有采用该技术。该技术。国内外延迟焦化技术比照国内外延迟焦化技术比照主要设备方面主要设备方面 433 3水力除焦机械水力除焦机械 我国水力除焦有无井架和有井架两种方式，有井架除焦又分为全井我国水力除焦有无井架和有井架两种方式，有井架除焦又分为全井架和单井架两种，单井架比全井架节省钢材，目前被普遍采用。架和单井架两种，单井架比全井架节省钢材，目前被普遍采用。国内在钻孔和切焦过程中以水力马达或水涡轮为主，风动水龙头为国内在钻孔和切焦过程中以水力马达或水涡轮为主，风动水龙头为辅，这种设计结构可减少噪音和保证钻杆的平稳性。辅，这种设计结构可减少噪音和保证钻杆的平稳性。水力除焦切焦器，从钻孔状态到切焦状态或从切焦状态到钻孔状态，水力除焦切焦器，从钻孔状态到切焦状态或从切焦状态到钻孔状态，实现在焦炭塔内自动切换，不需要把焦切焦器提出塔口，保证了平安实现在焦炭塔内自动切换，不需要把焦切焦器提出塔口，保证了平安操作。操作。采用塔顶采用塔顶/底自动卸盖机进行除焦是在密闭系统中进行，作业更平底自动卸盖机进行除焦是在密闭系统中进行，作业更平安，而且可以减轻操作人员的劳动强度。安，而且可以减轻操作人员的劳动强度。国内外延迟焦化技术比照国内外延迟焦化技术比照主要设备方面主要设备方面 44国内外延迟焦化技术比照国内外延迟焦化技术比照平安环保方面平安环保方面污染源污染源 处理措施处理措施 国国 内内 国国 外外污油污油装置内循环回炼或送至装装置内循环回炼或送至装置边界线之外置边界线之外装置内循环回炼或送至装置边装置内循环回炼或送至装置边界线之外界线之外烃类液体洗涤排放烃类液体洗涤排放半密闭排放，去装置外半密闭排放，去装置外密闭排放，分轻重污油，装置密闭排放，分轻重污油，装置内回炼内回炼分馏酸性水分馏酸性水送污水汽提装置处理，部送污水汽提装置处理，部分装置先过滤除焦粉再外送分装置先过滤除焦粉再外送送污水汽提装置处理送污水汽提装置处理放空酸性水放空酸性水送冷焦水处理系统处理，送冷焦水处理系统处理，部分装置经大罐沉降除焦除部分装置经大罐沉降除焦除油后去污水汽提。油后去污水汽提。前期送污水汽提，后期去含油前期送污水汽提，后期去含油污水处理厂。污水处理厂。装置废水装置废水去污水处理厂去污水处理厂装置内循环利用装置内循环利用含油污水含油污水去含油污水处理厂去含油污水处理厂去含油污水处理厂去含油污水处理厂45国内外延迟焦化技术比照国内外延迟焦化技术比照平安环保方面平安环保方面污染源污染源 处理措施处理措施 国国 内内 国国 外外冷切焦水冷切焦水分流密闭罐式处理（带空冷分流密闭罐式处理（带空冷器、除油器等）器、除油器等）共用一套系统共用一套系统放空塔气体放空塔气体送至火炬送至火炬送至火炬或压缩机入口处送至火炬或压缩机入口处加热炉废气加热炉废气高效率的加热炉，低高效率的加热炉，低NOxNOx喷嘴，喷嘴，加热炉的蒸汽加热炉的蒸汽-空气烧焦空气烧焦高效率的加热炉，低高效率的加热炉，低NOxNOx喷嘴，喷嘴，在线清焦，加热炉的机械清焦，在线清焦，加热炉的机械清焦，烟气脱硫烟气脱硫切焦时塔顶气切焦时塔顶气通风通风通风，冷却。通风，冷却。切焦时塔底气切焦时塔底气通风通风通风，喷水冷却。通风，喷水冷却。焦池挥发气焦池挥发气通风通风部分采用密闭除焦部分采用密闭除焦焦粉污染焦粉污染润湿焦炭以防止焦粉飞扬润湿焦炭以防止焦粉飞扬尽量采用密闭式焦炭处理系统，尽量采用密闭式焦炭处理系统，润湿焦炭以防止焦粉飞扬润湿焦炭以防止焦粉飞扬46国内外延迟焦化技术比照国内外延迟焦化技术比照平安环保方面平安环保方面项目项目 处理措施处理措施 国国 内内 国国 外外加热炉操作加热炉操作正常操作联锁正常操作联锁正常操作联锁，开工点火顺序控制正常操作联锁，开工点火顺序控制四通阀操作四通阀操作焦炭塔系统操作焦炭塔系统操作四通阀及两边阀联锁四通阀及两边阀联锁整个系统有联锁，并且有顺序控制整个系统有联锁，并且有顺序控制操作联锁。操作联锁。吹汽、给水冷焦放吹汽、给水冷焦放空操作空操作普通，没有联锁普通，没有联锁给水和放空带有压力联锁给水和放空带有压力联锁切焦操作切焦操作除焦操作控制单独联锁除焦操作控制单独联锁系统系统参与整个焦炭塔操作联锁参与整个焦炭塔操作联锁压缩机压缩机独立联锁独立联锁参与全装置联锁参与全装置联锁顶顶/底盖机底盖机少部分装置设置，有联少部分装置设置，有联锁。锁。大部分装置设置，参与整个焦炭塔大部分装置设置，参与整个焦炭塔操作联锁操作联锁高温泵进出口阀高温泵进出口阀没有联锁没有联锁带有联锁带有联锁47延延迟迟焦焦化化装装置置的的主主要要设设备备有有：加加热热炉炉、焦焦炭炭塔塔、分分馏馏塔塔和和水水力力除除焦焦机机械械。加加热热炉炉是是关关键键设设备备，焦焦炭炭塔塔是是核心设备，水力除焦机械是特殊设备。核心设备，水力除焦机械是特殊设备。设备技术及特点设备技术及特点48 焦化加热炉是焦化装置的关键设备，是延迟焦化渣油热转化反响焦化加热炉是焦化装置的关键设备，是延迟焦化渣油热转化反响的主要能量来源，是利用重质油在热转化深度较低时不易结焦的特点，的主要能量来源，是利用重质油在热转化深度较低时不易结焦的特点，让重质油快速通过加热炉炉管并获得重质油轻质化所需要的能量，使让重质油快速通过加热炉炉管并获得重质油轻质化所需要的能量，使生焦反响生焦反响“延迟到焦炭塔。渣油在加热炉管内被快速加热升温到延迟到焦炭塔。渣油在加热炉管内被快速加热升温到500500左右，不但使渣油中的轻组分在高温和蒸汽的作用下汽化，而且左右，不但使渣油中的轻组分在高温和蒸汽的作用下汽化，而且渣油中的局部组分还会发生热裂解和缩合反响，因此焦化加热炉一般渣油中的局部组分还会发生热裂解和缩合反响，因此焦化加热炉一般认为是一个加热反响炉。认为是一个加热反响炉。加热炉加热炉 设备技术及特点设备技术及特点49 焦化加热炉运行的好坏直接影响装置的焦化加热炉运行的好坏直接影响装置的“安、稳、长、满、优安、稳、长、满、优生产，对装置的能耗也起关键作用。焦化加热炉的出口温度超过了渣生产，对装置的能耗也起关键作用。焦化加热炉的出口温度超过了渣油临界结焦温度，加热炉炉管结焦是一个必然发生的现象，正常情况油临界结焦温度，加热炉炉管结焦是一个必然发生的现象，正常情况下，加热炉连续运行下，加热炉连续运行2 2年左右需要停工烧焦，如果操作不当或设计缺陷，年左右需要停工烧焦，如果操作不当或设计缺陷，加热炉炉管会很快结焦，严重影响装置的操作周期。加热炉炉管会很快结焦，严重影响装置的操作周期。加热炉加热炉 设备技术及特点设备技术及特点50加热炉负荷计算表例如加热炉负荷计算表例如设备技术及特点设备技术及特点项目项目名称名称入口入口出口出口流量流量热负荷t tP PMpa(Mpa(g g）L/VL/VKcalKcal/kg/kgt tP PMpa(Mpa(g g）L/VL/VKcalKcal/kg/kgKg/hKg/h10104 4Kcal/hKcal/h对流对流蒸汽蒸汽1901901.181.18V V6656652602601.01.0V V70770759105910(15000(15000)24.82224.822(63.000)(63.000)辐辐射射焦化油焦化油3353352.52.5L L1901905005000.450.45V V36036083334833341416.71416.75005000.450.45L L3203201250001250001625.01625.0注汽注汽4404402.52.5L L7927925005000.450.45V V8288283000300010.810.8反应热反应热350350小计小计3402.53402.5合计合计3427.33427.3（39.86MW39.86MW）51双面辐射炉型双面辐射炉型 双双面面辐辐射射焦焦化化炉炉炉炉型型根根本本分分为为两两种种，一一种种为为多多室室箱箱式式炉炉，一一种种为为多多室室阶阶梯梯炉炉，两两种种炉炉型型均均在在炉炉顶顶设设置置一一个个公公用用的的对对流流室室。与与常常规规单单面面辐辐射射加加热热炉炉相相比比，双双面面辐辐射射焦焦化化炉炉炉炉膛膛长长度度较较大大、炉炉膛膛高高度度较较小小，这这与其燃烧器数量较多、燃烧器发热量较小有着直接的关系。与其燃烧器数量较多、燃烧器发热量较小有着直接的关系。设备技术及特点设备技术及特点52l双面辐射焦化炉辐射管水平布置在炉膛中间，接受布置在其两侧燃烧器产生的火焰及炉墙的高温辐射。管内介质一般采用自上向下流动方式。辐射管之间一般采用急弯弯管连接，并且布置在炉膛内部而不设置弯头箱，辐射管架可采用悬吊式结构或下支撑式结构。l多室箱式炉采用垂直向上底烧式燃烧器，为保证炉膛温度分布的均匀性，燃烧器火焰高度一般应到达炉膛高度的1/3至1/2。处于同一辐射室的两组盘管用中间火墙隔开，以防止操作中相互干扰。l多室阶梯炉采用附墙式底烧燃烧器，燃烧器产生的高温火焰紧贴炉墙向上燃烧，将炉墙加热成为高温辐射体，再由炉墙将热量辐射给炉管。该种炉型每组盘管均位于一个辐射室内，可保证操作中不会出现相互干扰。该加热炉的设计属于福斯特惠勒公司的专有技术。双面辐射炉型结构特点双面辐射炉型结构特点 设备技术及特点设备技术及特点53l选取适宜的辐射管平均热强度、管内质量流速及管程数，从而确定辐射选取适宜的辐射管平均热强度、管内质量流速及管程数，从而确定辐射管规格及排管面积。管规格及排管面积。l 根据辐射传热理论可知，在管心距为炉管外径两倍情况下，单面根据辐射传热理论可知，在管心距为炉管外径两倍情况下，单面辐射一面反射的炉管周向热强度的不均匀系数即周向最高热强度与平均辐射一面反射的炉管周向热强度的不均匀系数即周向最高热强度与平均热强度比值约为热强度比值约为1.781.78，而双面辐射炉管约为，而双面辐射炉管约为1.21.2，这样在周向最高热强度，这样在周向最高热强度相等的前提下，双面辐射炉管的平均热强度设计值可以取单面辐射炉管平相等的前提下，双面辐射炉管的平均热强度设计值可以取单面辐射炉管平均热强度的均热强度的1.51.5倍，因此双面辐射焦化炉辐射管面积可以比单面辐射焦化炉倍，因此双面辐射焦化炉辐射管面积可以比单面辐射焦化炉减少减少1/31/3，即单程炉管总长度减少，即单程炉管总长度减少1/31/3。双面辐射炉型设计参数选择双面辐射炉型设计参数选择 设备技术及特点设备技术及特点54l在相同的管内流速条件下，双面辐射排管不仅减小了管内压降，并且缩在相同的管内流速条件下，双面辐射排管不仅减小了管内压降，并且缩短了油品在管内的停留时间，从而可到达延缓管内结焦，延长加热炉操作短了油品在管内的停留时间，从而可到达延缓管内结焦，延长加热炉操作周期的目的。目前的工程经验数据是控制大于周期的目的。目前的工程经验数据是控制大于426C426C的油品在炉内的停留的油品在炉内的停留时间不大于时间不大于4545秒，而炉管规格多在秒，而炉管规格多在7612776127之间选择。之间选择。双面辐射炉型设计参数选择双面辐射炉型设计参数选择 设备技术及特点设备技术及特点55 国内目前绝大多数焦化炉炉管材料为国内目前绝大多数焦化炉炉管材料为Cr5Mo(A335 P5)Cr5Mo(A335 P5)，但由于，但由于炉出口介质温度高达炉出口介质温度高达500500，在管内到达一定结焦厚度情况下，炉，在管内到达一定结焦厚度情况下，炉内最高管壁温度可达内最高管壁温度可达600600以上。由于以上。由于Cr5MoCr5Mo材质炉管的最高使用温材质炉管的最高使用温度为度为600600，因此采用，因此采用Cr5MoCr5Mo材质炉管的焦化炉多存在高温区炉管严材质炉管的焦化炉多存在高温区炉管严重氧化爆皮的现象，均须定期更换，从而影响了焦化炉的长周期操重氧化爆皮的现象，均须定期更换，从而影响了焦化炉的长周期操作。根据目前收集到的资料，国外延迟焦化炉均采用作。根据目前收集到的资料，国外延迟焦化炉均采用Cr9MoCr9Mo炉管，炉管，国内局部炼厂如福建、上海金山、安庆等也相继采用国内局部炼厂如福建、上海金山、安庆等也相继采用Cr9MoCr9Mo炉炉管。由于管。由于Cr5MoCr5Mo材质炉管的最高使用温度可达材质炉管的最高使用温度可达650650，因此几乎没有，因此几乎没有发生氧化爆皮现象的报导。目前新设计的双面辐射焦化炉一般均采发生氧化爆皮现象的报导。目前新设计的双面辐射焦化炉一般均采用用Cr9MoCr9Mo炉管。炉管。双面辐射炉型炉管选择双面辐射炉型炉管选择设备技术及特点设备技术及特点56 辐射管架可采用悬吊式或下支撑式结构，通常悬吊式结构管架辐射管架可采用悬吊式或下支撑式结构，通常悬吊式结构管架从稳定性、热膨胀补偿及经济性等方面具有较大的优势。由于焦化从稳定性、热膨胀补偿及经济性等方面具有较大的优势。由于焦化炉炉膛温度可最高可达炉炉膛温度可最高可达10001000左右，因此，无论采用何种结构形式左右，因此，无论采用何种结构形式的管架，管架材料均须采用的管架，管架材料均须采用Cr25Ni20Cr25Ni20。为减少散热损失及减小炉衬的蓄热量，采用在线清焦技术的焦为减少散热损失及减小炉衬的蓄热量，采用在线清焦技术的焦化炉应采用纤维结构炉衬为好，如耐火纤维模块、喷涂纤维、纤维化炉应采用纤维结构炉衬为好，如耐火纤维模块、喷涂纤维、纤维可塑料等。可塑料等。双面辐射炉型管架及炉衬材料选择双面辐射炉