高桥延迟焦化标定报告

50万吨/年延迟焦化装置标定报告中国石化股份有限公司上海高桥分公司、上海高桥石油化工设计院一九九七年七月目 录第一节概述第二节标定情况说明第三节原料及产品分析第四节装置物料平衡及能量平衡1物料平衡2能量平衡第五节主要设备工艺核算1分馏塔2加热炉3焦炭塔4冷换设备5泵第六节装置能耗第七节装置主要操作条件第八节标定结果分析第九节标定主要原始数据汇总第一节 概述上海炼油厂50万吨/年延迟焦化装置由上海高桥石化设计院设计，于1996年3月16日一次试车成功。为了了解装置工艺生产及设备运行情况，找出装置生产存在的问题，便于今后挖潜改造，于1996年9月2627日在公司领导下，上海高桥石化设计院会同上海炼油厂，对装置进行了全面技术标定。标定结果装置处理量为64t/hr（51万吨/年），焦炭产率为15.73%，焦炭质量达到1号A优质石油焦指标，装置液体收率为73.01%，其中轻油收率为41.74%，装置能耗为2152.25兆焦/吨原料。第二节 标定情况说明装置于96年9月26日进行了全面标定，参加标定的单位为高桥石化设计院、上海炼油厂等。1、标定原料为大庆减压渣油。2、标定时处理量按51万吨/年计，即64吨/时（设计处理量为62.5吨/时），装置循环比为0.4，炉出口温度为496500。3、标定时间：装置在平稳操作24小时后于96年9月26日10:009月27日10:00为标定时间。其中每隔4小时采集一次数据。4、标定计量说明：原料及产品物料量以油罐标尺测量为准，并用原料及产品进出装置的计量表进行校核。各回流量、注水量、蒸气量、气体量等均以现场一次流量读数为准。温度以热电偶为准，未装设热电偶处以点温计测量，点温计与热电偶的误差，用温度曲线校正。压力基本采用常规压力表测量。标定计量及计算结果采用国际单位制。5、标定分工.现场数据的测定：上海炼油厂。化验分析、整理：上海炼油厂。标定核算：高桥石化设计院。第三节原料及产品分析大庆减压渣油分析化验表序号分析项目单位9.269.271密度g/cm30.92010.92012粘度(11080)mm2/s105.0107.63残碳W%8.248.184硫含量W%0.180.165凝固点30306闪点2452397灰分W%0.01750.01258四组份饱和烃W%45.448.63芳烃W%28.630.16胶质W%25.6820.90沥青质W%0.310.319减压渣油馏程IBP2852615%52952110%55855520%59159230%61562132%62050%汽油分析化验表序号分析项目单位9.269.271密度(20)g/cm30.72860.72862溴价gBr/100g67.1167.963辛烷值RON54.04硫分W%0.0370.0345碱氮PPM105.84107.106酸度mgKOH/100ml0.220.227胶质mg/100ml0.80.88诱导期min3903609恩氏蒸馏HK353710%666850%13513590%188187KK204204柴油分析化验表序号分析项目单位9.269.271密度(20)g/cm30.81940.82022溴价gBr/100g41.0747.383十六烷值63634硫分W%0.0540.0535碱氮PPM538.00552.126酸度mgKOH/100ml1.120.227闪点(闭口)63588胶质mg/100ml34.434.89凝固点-12-1210粘度(20)mm2/s3.7314.05911恩氏蒸馏HK20119810%23522950%26726490%305302KK318315石油焦分析化验表序号分析项目单位9.291挥发份%8.882灰分%0.153硫分%0.384水份%8.905粉焦量%33.236真密度g/cm32.12蜡油分析化验表序号分析项目单位3.16补1密度g/cm30.86682粘度(50)mm2/s4.7643闪点(开口)1454残碳W%0.135硫分W%0.126凝固点207恩氏蒸馏HK 2%253.110%285.150%314.490%415.3KK 95%466.6第四节装置物料平衡及能量平衡1、物料平衡见下表入方出方收率设计值标定标定设计值标定标定设计值标定Kg/hrKg/hrt/dKg/hrKg/hrt/d%减压渣油62500640001536.00富气504255001328.068.59汽油904811300271.214.4817.66柴油1869415414369.9429.9124.08蜡油1912520015480.3630.6031.27焦炭1000010068241.6316.0015.73汽油135332.472.21损失591358.40.950.55合计62500640001536.0062500640001536.001001002、能量平衡见下表(注：原料及产品均以20为基准) 带入热带走热序号项目单位实物量单位热值MJ/T输入能量MJ/T原料序号项目输出能量MJ/T原料1瓦斯Kg/T原料33.63470301568.921排烟损失125.442渣油T/T原料1142.3142.32塔壁炉壁损失21.33电Kw/T原料9.8912.56290.453无效动力72.641.0Mpa蒸汽T/T原料0.133431824244回收带走热614.80.3Mpa蒸汽0.02732762.7675.425冷却带走热929.56产品带走热68.747管线等热损失232.088乏气等336.63合计2501.099合计2501.09第五节主要设备工艺核算1、分馏塔分馏塔标定核算表入方出方介质流量Kg/h温度相态气化率%热量w106压力MPa介质流量Kg/h温度相态热量w106压力MPa减压渣油64000330L09.172480富气7500125g-16.000226反应油气81029418g1005.356287汽油11300125g226蜡油回流29000220L01.149321水蒸汽3500125g226急冷油8000418g1001.866287柴油29410242L1.637264吸余柴油1599660L0-1.101256蜡油57015330L7.205289顶循回流油2450090L0-1.319247辐射油89600398L17.521296中段回流油44850300L01.100451顶循回流油24500157L-0.212231蒸汽300230g100-1.089中段回流油44850295L4.387271塔底循环油34000398L06.649296塔底循环油34000398L6.649296热损失0.597合计30167521.783合计30167521.783分馏塔取热：全塔热损失Q入- Q出=21.783x106 -21.186x106 =0.507x106 W分馏塔顶回流取热-0.212 x106 -(-1.319 x106 )=1.107x 106 W分馏塔顶回流取热百分率16.02%分馏塔中段回流取热4.386 x106 -1.100 x106 =3.286 x106 W分馏塔中段回流取热百分率47.56%分馏塔蜡油回流取热(29000/57015)x17.521 x106 -1.149 x106 =2.516 x106 W分馏塔蜡油回流取热百分率36.42%分馏塔气液相负荷序号项 目第1层第3层第12层第15层第17层第19层第26层1气相负荷 m3/h5813.858977.117385.8810080.108089.2512487.0917230.052液相负荷 m3/h62.0632.6180.8935.09169.14123.23108.393气相密度 Kg/m33.8414.2825.1005.4186.6787.4755.3514液相密度 Kg/m3576.09553.97551.057534.658532.347514.725525.7225液相表面张x 10-3 N/M12.810.69.818.197.796.596.356气相粘度 x10-5N.S/m21.0631.0581.0821.1191.0811.0671.3297液相粘度 x10-5N.S/m22.9652.4262.6422.4092.4572.1502.4748空塔气速 m/sec0.2000.3100.2550.3420.2790.4310.5959液泛因子0.2850.3340.3830.4050.5720.6810.48210降液管内流速 m/s0.01790.02220.02330.02600.04880.06070.031311干板压降 N/m2364.44372.57379.81381.94449.61485.48399.652、加热炉标定核算表介质分馏塔底油减压渣油蒸汽注水炉管部位辐射段对流段入口出口入口出口入口出口入口出口操作压力压力 Mpa2.3930.6650.80.44.62.35温度345497233.02349.3417525087.71219.72流量Kg/h896006400052922609.96相态汽/液液汽+液液汽+液液液汽热负荷Kw1590060300276.29416.90热强度Kw/m233.612.130.662.63冷油流速m/s1.541.070.17流速m/s12.401.30110.850.26压降(计算)Mpa1.480.0830.320.0015燃料耗量Kg/h2135.23(低热值：47.03MJ/Kg)排烟温度182.76过剩空气系数1.445散热损失Kw1380排烟损失Kw2230热效率%87.04备注1、分馏塔底油性质数据采用补测的分馏塔底油性质数据；2、部分数据根据实测数据作适当校正，以及虚拟部分数据以便进行核算。3、焦炭塔焦炭塔负荷核算项目单位计算值原设计值塔内油气公斤分子数公斤分子/时704.3塔内油气流率m3/s3.313.37塔内油气速度m/s0.1170.119挥发线油气速度m/s25.5825.99焦炭塔热平衡核算表入方出方散热介质流量Kg/h温度相态气化率%热量w106压力MPa介质流量Kg/h温度相态热量w106压力MPa平均壁温()散热量KJ/h减压渣油64000480L+g40881930.47富气5500420g10595.60.235.5639循环油25600480g37506.60.47汽油11300420g8334.30.2水蒸汽3200480g109840.47水蒸汽3200420g154670.2急冷油8000330L6362.71.0柴油15414420g20582.50.2蜡油20015420g26472.30.2循环油25600420g33647.10.2急冷油8000420g10582.2污油1703440L2032.18焦炭10068440S6488.3合计100800100800134201.5反应热：8205.8MJ/h(即128.2MJ/T原料)；注：污油包括损失350T/h。4、冷换设备工艺编号型号台数台测定参数热负荷MJ/h对数平均温差KKJ/M2h介质入口温度出口温度流量Kg/h1顶循-除氧水换热器E-101BES500-2.5-55(6/25)-21管程顶循环油157114245002461.3767.40491.77壳程除氧水3512067001823.002柴油-渣压换热器E-102/1-3BES500-2.5-70(6/19)-23管程柴油242148294107520.554.46550.5壳程渣油96185320006295.73中段回流-减渣换热器E-103/1,2BES500-2.5-110(6/19)-42管程中段回流油2952004485013216.753.70997.6壳程渣油1532346400011785.84蜡油-减渣第一换热器E-104/1,2BES500-2.5-55(6/25)-42管程蜡油200133200153099.745.8611.5壳程渣油96144320003080.95蜡油-减渣第二换热器E-105AES400-2.5-35(6/25)-21管程蜡油22020057015238660.341129.79壳程渣油144153320006蜡油-蒸汽发生器E-106BJS500-2.5-70(6/16)-21管程蜡油3302205701517997.4118.91836.2壳程除氧水120190670015283.17分馏塔顶后冷器E-107BES900-2.5-210(6/25)-41壳程水蒸汽富气汽油54353500+7500+113001207.66管程水8蜡油冷却器E-10870004140026201管程蜡油13367200152260.44壳程水9分馏塔顶空冷器E-109/1-4SL63/1-SF24W6/2-JL63/14管程水蒸汽富气汽油125543500+7500+1130015370.57壳程空气10柴油空冷器E-111/1,2G-P63/1-BF24W4/2-JP63A/12管程柴油14868294105785.1壳程空气11顶循环回流空冷器E-101/1,2G-P63/1-BF24W4/2-JP63A/12管程顶循环回流油11490245002644.7壳程空气5、泵工艺编号泵电机实耗功率KW 负荷率%效率%型号介质压力温度比重d204流量Kg/h泵效率%有效功率KW型号额定功率KW电流A电压Vcos入口MPa出口Mpa1原料油泵P-103/1100YH-120A减压渣油0.41.42850.92640005035.37YB250M-25589.43920.8752.89667.32辐射进料泵P-103/24WTB-163分馏塔底油0.24.33988960055182FKB-H3002857000.82226.775.680.33分馏塔底循环泵P-10480AY-608分馏塔底油0.20.5439834000575.53YB160L-21514.33920.87.7751.871.14蜡油泵P-105/2100YH-22C蜡油0.251.23300.86570155427.3YB225M-25571.63920.8641.87665.45中段回流泵P-106/1100YH-22C中段回流油0.351.152950.835448504916.61YB225LI-23738.43920.8321.358.576.96柴油泵P-107/280YH-100A柴油0.350.952420.8229410509.6YB160L-218.5243840.528.3457顶循环回流泵P-108/180YH-60顶循环0.370.731570.77724500544.45YB160M2-215243840.558.7858.5508汽油泵P-109/150YH-60汽油0.080.42360.72611300523.43YB132S2-27.516.43920.9510.69封油泵P110-1DY6-255柴油1.15700.82YB200LI-27.58.913840.462.7336.310注水泵P-112/140DG-40100.015.028YB100L-23039.53921.026.889.411含硫污水泵P-113/1F25-410.250.437YB63033.973840.82.1170.412高压水泵P-115DM-160-120130.0714.528YB132S2-2125013喷淋水泵P-119/1DG12-2530.10.828YB160MI-27.55.713920.522.022714柴油吸收剂泵P201/150YH-602A1.05YB160L-21115.33920.535.55015除氧水泵P209/240DG-4052.15YB160L-218.5223840.7110.456.216生产废水提升泵P301/2AV55-2YB160L-25.523.93840.34.7786.717切焦水提升泵P303/2IS150-125-25018.528.33840.8816.689.518冷焦水提升泵P304/2IS125-100-2507.510.93920.896.5987.819循环冷水泵P305IS150-125-25018.529.13920.336.5235.220循环热水泵P-306/1HPK-S125-31530463920.4714.748.9第六节装置能耗序号项目实物单耗T/T原料单位热值MJ/T(度)折合能耗MJ/T原设计值MJ/T1瓦斯0.03336470301568.921250.52电23.21512.56291.58319.023新鲜水0.03757.5360.285.574循环水4.454.18718.6320.515除氧水0.0937385.1736.091.886蒸汽0.3Mpa0.02732762.7675.4263.561.0Mpa0.13343182424.48178.207发生蒸汽0.08273182-263.15-280.038其它9.979合计2152.251569.18注：其中原设计值未包括冷切焦水处理设施和焦炭储运设施。第七节 装置主要操作条件1、焦炭塔系统： 塔顶出口温度 420 塔底进口温度 480 塔顶压力 0.189Mpa 除焦水压力 14.5 Mpa 进料流量 89600Kg/h2、分馏塔系统： 塔底温度(气相/液相) 404.9/398 塔底蒸发段温度 390.9 蜡油箱温度 330 柴油箱温度 242 塔顶温度 125 塔底压力 0.18Mpa 塔顶压力 0.126Mpa 减压渣油进料 64t/h 分馏塔底循环 34t/h 蜡油回流 29t/h 中段回流 44.85t/h 顶循环回流 24.5t/h3、加热炉系统： 辐射入口温度 345 辐射出口温度 497 对流入口温度 233.02 对流出口温度 349.34 蒸汽入口温度 175 蒸汽出口温度 250 注水入口温度 87.71 注水出口温度 219.72 预热空气入口温度 27.8 预热空气出口温度 117.9 炉膛温度温度 740 排烟温度 182.76 辐射入口压力 2.395MPa 辐射出口压力 0.67Mpa 注水入口压力 4.60Mpa 注水出口压力 2.40Mpa 辐射进料量 89.6 t/h 对流进料量 64 t/h 注水量 2.61t/h 过热蒸汽量 5.29t/h 瓦斯耗量 2.14t/h4、其它： 原料进装置温度 85 循环比 0.4 烟气氧含量(V) 7.0第八节 标定结果分析1、标定时装置处理量为64吨/时，年处理量相当于51万吨，达到50万吨/年的设计能力，且有所提高。焦化产品石油焦达到1号A级优质品。2、通过标定核算，装置的能耗较高，达2152.15兆焦/吨原料，原设计值为1569.18兆焦/吨原料，相差582.97兆焦/吨原料，分析原因，主要有以下几点：原设计能耗值 1569.18兆焦/吨原料，未包括冷切焦水处理设施和焦炭储运设施部分。由于注水量较设计增加，约增加热负荷175KW，且辐射室进口温度低（345 ，原设计为390 ）和处理量增加，约增加热负荷4700KW，另外炉子效率较设计低1% ，约增加热负荷1000KW，以上热负荷的增加，使瓦斯耗量增加约450公斤/时，折合能耗330兆焦/吨原料。装置耗蒸汽较原设计多，主要是转油线增加注汽、分馏塔增设柴油汽提，以及大小吹汽和其它用汽增多（可能还存在计量问题 ），合计增加5吨/时用汽，相应增加能耗250兆焦/吨原料。3、加热炉经标定核算，加热炉总热负荷为22623.19KW，基本达到设计热负荷，炉子效率为87.04%，略低于设计值88%，辐射室热强度（33.61KW/M2）符合石化总公司标准推荐值（32.5638.38KW/M2），但高于全国现有装置的平均值（26.2 KW/M2）。对流室热强度较低，为2.13 KW/M2，还有潜力可挖，但原料对流室出口温度偏高（349.34）,从而造成分馏塔底温度。另外辐射室进口温度太低（345，原设计为390），应加强保温减少热损，降低辐射室热负荷，相应地把对流室热负荷降下来，使对流原料出口温度降低，减少对分馏塔热平衡的影响。4、焦炭塔通过标定核算，焦炭塔油气速度（0.117M/S）和挥发线油气速度（25.58M/S）均偏高，易造成油气夹带焦粉至分馏塔底，使分馏塔底和加热炉辐射段结焦，故对进一步提高处理量存在一定的困难。5、分馏塔从标定核算来看，分馏塔的空塔线速较设计值低，降液管流速较设计值大，分馏塔下部液相负荷较大，另外分馏塔回流取热中蜡油回流取热较小，通过解决好装置发汽的出路，进行多发汽来提高蜡油回流取热。如进一步提高处理量，对塔板结构进行调整可以满足要求。6、限于生产关系，本次标定部分数据采集不全，标定核算时有些数据为补测，有些参照初步设计工艺计算所用数据进行计算，故标定核算与实际生产可能有些误差。7、根据环保噪声测定表所示的数据，装置内除气压机房、泵房及焦炭塔37米平台的噪声较大，均符合炼油厂环境保护设计技术规定的要求。对于污水排放，V102及V212排水超标需经处理才能排放，而对于冷切焦水，其金属含量超标，余均可，且本身为循环使用不排放，废气排放基本符合排放标准。第九节标定主要原始数据汇总甩油分析化验表序号分析项目单位9.269.271密度g/cm30.87380.89652粘度(50)mm2/s7.9368.8763闪点(开口)70684残碳W%0.140.885硫分W%0.180.156凝固点27277恩氏蒸馏8785205211367369485489560575塔顶回流油分析化验表序号分析项目单位9.269.271密度g/cm30.87380.89652恩氏蒸馏HK878510%20521150%36736990%485489KK560575富气分析化验表序号组份单位97.3.161氢气%9.262氮气%5.913甲烷%22.124乙烷%22.735乙烯%5.186丙烷%12.357丙烯%7.158异丁烷%0.839正丁烷%5.4510丁烯-1%3.0611异丁烯%1.1512反丁烯-2%0.5713顺丁烯-2%0.4014C5以上%1.7815硫化氢%0.2816二氧化碳%1.1917一氧化碳%018氧气%0.60吸收前干气分析化验表序号组份单位9.271比重g/cm32氢气%8.483氮气%7.954甲烷%42.005乙烷%4.376乙烯%19.517丙烷%4.158丙烯%8.269异丁烷%0.3810正丁烷%1.2211丁烯-1，异丁烯%0.64+0.2812反丁烯-2%0.0813顺丁烯-2%0.0914C5以上%0.0115正戊烷%-16总戊烯%-17硫化氢%0.1218二氧化碳%019一氧化碳%020氧气%2.4621C6%-22C7%-吸余柴油分析化验表序号分析项目单位9.269.271密度g/cm30.80510.80382溴价gBr/100g37.2238.723十六烷值65664硫分W%0.0550.0535碱氮PPM519.21509.596酸度mgKOH/100ml1.121.127闪点(闭口)9108胶质mg/100ml42.840.49凝固点-15-1510粘度(50)mm2/s3.2033.18911恩氏蒸馏HK484710%23323450%26726690%30930795%-KK316315.5分馏塔底油分析化验表序号分析项目单位97.04.271密度d4g/cm30.900*2粘度(100)mm2/s17.58*3倾点364残碳w%5.815四组份饱和烃W%40.69芳烃W%41.02胶质W%18.11沥青质W%0.176分馏塔底油馏程IBP2522%3005%33710%36820%41130%44540%48550%53660%58763%60165%61166%616 备注：为补测数据。*数据有误，仅作参考。中段回流油分析化验表序号分析项目单位9.269.271密度g/cm30.83550.83422恩氏蒸馏HK20020310%28128350%30430990%321325.5KK335333.5污油分析化验表序号分析项目单位9.269.271密度g/cm30.94110.93762粘度(50)mm2/s68.1656.683闪点(开口)76704残碳W%0.120.115硫分W%0.210.206凝固点36367恩氏蒸馏HK 2%23825110%34234450%44844990%515515KK550551焦化燃料气分析化验表序号组份单位9.271比重g/cm32氢气%3氮气%4甲烷%40.285乙烷%21.346乙烯%13.247丙烷%7.298丙烯%1.019异丁烷%7.8010正丁烷%3.3011丁烯-1，异丁烯%0.6612反丁烯-2%0.4513顺丁烯-2%3.4514一氧化碳%烟道气分析化验表序号分析项目单位9.269.271氧气%6.87.22二氧化碳%7.08.03一氧化碳%00环保分析项目表分析项目单位V102排水V212排水冷焦水切焦水PH8.828.917.928.16COD4518120013394.7油12.7%38.05.604.47硫129688.80.0400.021氢化物0.7420.2480.020.02挥发酚89.917.20.2080.266钠233.4170100钙30.0240.03110.09120.10Al3+1921.5470.06100.08100.08Cl-2520.0240125Mg2+0.1680.180.020.123-4苯芘环保噪声测定表测量仪器： 脉冲积分 声级计型号： HS-5670校正方法： 本机内校法测量地点LegdB(A)操作室61.0气压机房85.8泵房84.6F101前78.6办公楼边缘78.6焦炭塔37米平台85.1气体分析表采样点总烃mg/m3H2Smg/m3SO2mg/m3NOXmg/m3气温相对湿度%风速m/s风向气压操作室未0.01523.6/20.8770.111012上风1.75未27.0/22.8711.9东北1012中风未未27.0/22.8711.9东北1012下风未0.00327.0/22.8711.9东北1012焦炭塔37米平台31.10.1374.366.2927.0/22.8711.9东北1012F101炉烟道气0.0210.0430.103