炼油装置介绍专题—延迟焦化装置

延迟焦化装置的主要产品有：石油焦、蜡油、轻柴油、粗石脑油、液化气及干气。

图二 延迟焦化原则流程图

2 主要技术

根据百川资讯、金联创的数据，地方炼油商的焦化产能从2006年的260万吨/年飙升到2017年的5490万吨/年，2018年达到6110万吨/年。2018年国内延迟焦化产能将达到13785万吨/年，是全球第二大的延迟焦化产能大国，排名第一的是美国，达到15584万吨/年（延迟焦化和流化焦化总和）。

2.1 延迟焦化技术

主要专利设计商：福斯特-惠勒公司Foster Wheeler、凯洛格公司Kellogg Brown&Root、鲁姆斯公司ABB Lummus Grest。福斯特-惠勒公司Foster Wheeler是全球设计延迟焦化最多的公司，全球接近一半的延迟焦化装置都是其设计，其开发的可选择液收延迟焦化工艺，操作压力0.103Mpa、循环比仅为0.05。

中国石化基本是采用自己的技术。

2.2 流化焦化和灵活焦化技术

流化焦化与延迟焦化的区别是，流化焦化由一个流化床反应器、燃烧器组成，采用产品洗涤塔冷却反应生成的油气。原料主要通过反应器内环管上的多个喷嘴喷射到焦炭上。在反应器底部设置有蒸汽。

流化焦化的焦炭收率低，仅有不到11%；焦炭大部分被“气化”，但是气体的热值较低。

图三 流化焦化原则流程图

灵活焦化是将流化焦化与焦炭气化结合的技术，主要有反应器、气化器以及加热器，气化的温度大致927—982°C。

图四 灵活焦化原则流程图

流化焦化、灵活焦化技术主要在北美地区应用较为广泛。

3 装置操作参数

对于延迟焦化装置，我们比较关心的操作参数主要有：辐射室出口温度或者焦炭塔顶温度、焦炭塔顶压力、循环比、生焦周期以及分馏塔底温度。

图五 延迟焦化主要操作参数

3.1 操作温度

操作温度，主要指的是延迟焦化加热炉出口温度或者焦炭塔温度。根据各企业的生产经验，在温度、循环比一定的情况下，操作温度升高5.5°C，装置液收增加1.1%。但是，随着操作温度的增加，加热炉炉管结焦增加、石油焦较易生产弹丸焦。

3.2 操作压力

操作压力，主要指焦炭塔的操作压力，在温度、循环比一定的情况下，提高操作压力，装置石油焦、气体收率将增加。

3.3 循环比

循环比，主要指循环油量与新鲜原料油的比值，通过降低循环比，可以减少分馏塔底过滤器清理频次，保护分馏塔不会快速结焦。但是，降低循环比后，装置的焦化蜡油干点会受影响，加热炉结焦将增加。

3.4 生焦周期

生焦周期，主要指焦炭塔从备用—生产石油焦—机械清焦—再备用的时间，国内的延迟焦化装置循环周期为24小时；国外一般为16--20小时，最低可达12小时。

3.5 其它

延迟焦化装置通过调整上述参数，可以控制装置的液体收率、石油焦产量。典型的延迟焦化物料平衡如下：

图六 延迟焦化装置收率

上一篇说过，在规模相同的情况下，原油在40美金/桶及以下，利用延迟焦化装置加工渣油，炼油厂利润最大化；原油在40--50美金/桶，利用催化裂化装置加工渣油，炼油厂利润最大化；原油在60美金/桶以上，利用渣油加氢装置加工渣油，炼油厂利润最大化。

延迟焦化装置盈亏平衡点低的原因就是“低价值”的石油焦产量较多，如果原油价格较低，投资延迟焦化装置比较划算，一般200万吨/年的延迟焦化装置，投资约7—8亿元；同等规模的固定床渣油加氢装置，需要17亿元左右。

4 装置能耗及操作费用

延迟焦化装置是不折不扣的能耗大户，其中，其燃料油、循环水两者的能耗占整个装置能耗的54%左右。其中，燃料气主要用于原料的加热、升温；循环水、新鲜水、软化水主要用于装置机泵降温、焦炭塔冷却等等。此外，国内部分装置利用污水汽提装置的净化水替代新鲜水，进一步降低装置的水耗。

装置的能耗、折旧占了整个装置操作费用的96%，如果扣除折旧的话，整个能耗占了装置操作费用的96%。也就是说，延迟焦化装置的能耗绝不能轻视，在能耗中，延迟焦化装置的燃料气、水耗，这两者一直是延迟焦化装置重点关注的参数。

国内外通过优化换热网络、增加装置间热联合的比例等措施，降低装置的燃料气耗量。

图八 延迟焦化装置操作费用

5 未来发展趋势

随着全球炼油产能的扩张，炼油产业从朝阳产业变为夕阳产业，炼油商、设计院、专利商也加快了延迟焦化技术更新的步伐，以便适应时代发展的需求。

5.1 装置大型化

在同等规模下，单套装置比双套装置投资约少24％、装置能耗约减少19％，比3套装置投资约少55％、能耗约减少29％。因此，大型化是多数炼油商的首选，从全球及我国的数据来看，全球最大的延迟焦化装置加工能力达到673万吨/年，国内最大的延迟焦化装置加工能力达到420万吨/年，基本淘汰了100万吨/年以下的延迟焦化装置。

相应的，随着延迟焦化装置加工规模的增加，焦炭塔的尺寸也从不到3000mm，发展到目前的9800mm。

图十 延迟焦化装置焦炭塔发展

5.2 密闭除焦

2017年6月28日，镇海炼化Ⅱ焦化装置改造开车投料生产一次成功，30日8时，产出第一塔合格产品。这标志着全球唯一一套实施封闭式智能除焦输送及装储技术，解决焦化装置生产及运输过程中异味散发问题，进一步降低操作人员劳动强度和安全风险，助推镇海炼化无异味工厂创建活动。

为推进“机器代人”计划的进度，打造全球首个封闭式智能除焦输送及装储技术的焦化装置，彻底解决焦化装置生产及运输过程中异味散发问题，镇海炼化与洛阳设计院、洛阳涧光公司合作，成功研发了全球焦化装置封闭式智能除焦输送及装储的技术。自2017年4月30日起，镇海炼化在Ⅱ焦化装置在先期成功完成基础部分建设上，开始进入为期两个月的全面检修改造阶段。

图十一 镇海密闭除焦系统一

图十二 镇海密闭除焦系统二

5.3 机械化、自动化

国外的延迟焦化装置，设置了底部、顶部盖机，参与装置连锁；高温泵进出口阀门，也设置连锁；这些都是延迟焦化自动化的必备条件之一。

同时，采用水力除焦、自动顶底盖机等设计，降低操作人员劳动强度。

5.4 低循环比及短生焦周期

全球最新的延迟焦化装置，其循环比降低至“零”，同时，生焦周期缩短至12小时。这些措施，都提高了单位能力下的延迟焦化装置处理能力，提升了企业的效益，利润。

6 小结

延迟焦化装置由于投资少、回报周期短等有点，受到国内、美国湾区炼油商的青睐；但是，随着国内外环保法律的日趋严格、完善，延迟焦化装置的污染问题有待解决，国内开发自有产权的密闭除焦系统解决了该问题。

今后，延迟焦化技术的发展趋势是，大型化、自动化、环境友好化。

往期内容：

炼油装置专题介绍—常减压蒸馏装置

炼油装置介绍专题--渣油加氢装置

1、延迟焦化、固定床渣油加氢的盈亏平衡点是多少呢？为什么两个地方炼油企业选择不同的路线呢？

2、如果全国限制高硫石油焦，炼化企业需要采取何种措施呢？

参考文献

1、国内外延迟焦化技术对比，李出和

2、延迟焦化装置的能耗分析和节能措施，郑宗孝等

3、延迟焦化装置长周期运行的措施及设想，陶运良等

4、重油延迟焦化发展现状及展望，曹玉婷等

5、延迟焦化技术进展，申海平等

6、流态化焦化的发展概况，康建新等

7、 Flexible upgrading of heavy feedstocks

8、延迟焦化装置工艺技术特点及其应用，张锡泉等

9、优化操作_提高延迟焦化装置的渣油转化能力，王安华 返回搜狐，查看更多