廖四貝 惠權(quán)(陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司,陜西 榆林 719319)
對中低溫煤焦油延遲焦化裝置設(shè)計(jì)與優(yōu)化探討
廖四貝 惠權(quán)(陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司,陜西 榆林 719319)
延遲焦化裝置是重質(zhì)油加工應(yīng)用的一個重要裝置,對中低溫煤焦油進(jìn)行高質(zhì)量預(yù)處理、加工,最終生產(chǎn)出具有高附加值特點(diǎn)的車用燃料油。因此,本文主要就中低溫煤焦油延遲焦化裝置設(shè)計(jì)、優(yōu)化方法進(jìn)行論述。
中低溫;煤焦油延遲焦化裝置;設(shè)計(jì)與優(yōu)化
陜西某中低溫煤焦油延遲焦化裝置設(shè)計(jì)規(guī)模是年產(chǎn)50萬噸,對于重要的中低溫煤焦油進(jìn)行有效性設(shè)計(jì)、加工、處理,其主要的產(chǎn)品為焦煤、柴油、石腦油、干氣等等。其裝置在2009年設(shè)計(jì)、2010年開工試運(yùn)行,采用眾多的國產(chǎn)技術(shù)、進(jìn)行原料換熱、焦化加熱、最終完成主要產(chǎn)品的生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會價值。
1.1 煤焦油特性
煤焦油具有分子量分布廣、組分復(fù)雜、低硫、多結(jié)焦點(diǎn)、碳?xì)浔雀摺⒃喜环€(wěn)定等方面的特點(diǎn)。因此,需要應(yīng)用合理化的裝置進(jìn)行煤焦油原料有效性分離,一些物質(zhì)進(jìn)入到焦炭塔、加熱爐中,而部分輕組分在高溫條件下進(jìn)行有效性裂變,可以產(chǎn)生出富氣。通過這樣的方式,中低溫煤焦油延遲焦化裝置具有較高應(yīng)用效率。
1.2 主要流程
煤焦油和主要產(chǎn)品進(jìn)行有效性換熱,和循環(huán)油進(jìn)行混合,使得原料進(jìn)入到緩沖罐中。其中,煤焦油中具有較輕的組分,可以從緩沖罐頂部進(jìn)入到分餾塔中,而煤焦油中較重組分通過對加熱爐進(jìn)料泵的合理化應(yīng)用,可以進(jìn)入到加熱爐中進(jìn)行高質(zhì)量加熱,進(jìn)入到焦炭塔中進(jìn)行有效性焦化反應(yīng),漸漸生成焦炭、油氣。在主要的加熱爐輻射段入口處進(jìn)行蒸汽有效進(jìn)入,有利于提升加熱爐爐管流速、有效防止?fàn)t管結(jié)焦,使得油氣進(jìn)行有效性反應(yīng),在分餾塔中進(jìn)行有效分離,使得柴油、蠟油組分別在裝置中合理化反應(yīng)。主要的水冷器進(jìn)行冷卻進(jìn)入到分餾塔中進(jìn)行水、油、氣的分離,而汽油主要通過汽油泵通過加氫裝置進(jìn)行燃料油的生產(chǎn),而分餾塔中底部的生成油通過循環(huán)泵升壓,返回到原料油進(jìn)料線,和煤焦油進(jìn)行混合。焦化的部分富氣升壓,通過有效冷卻進(jìn)入到富氣分液罐,進(jìn)行富氣分離,進(jìn)入到脫硫塔進(jìn)行脫硫,將凈化氣送到燃料分流罐中制作氫原料、進(jìn)行爐燃料加熱。
1.3 設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
此裝置具有以下方面的特點(diǎn)。第一,其裝置在建設(shè)、應(yīng)用中采用大型化、大循環(huán)的環(huán)比設(shè)計(jì)方式,“一爐二塔”,進(jìn)行汽油、柴油的生產(chǎn),滿足設(shè)計(jì)的要求。第二,此裝置通過對無堵焦閥暖塔工藝的應(yīng)用,有效性的縮短了焦炭塔油氣的預(yù)熱時間,避免了過去裝置中的問題,提高了應(yīng)用的質(zhì)量和水平。第三,本裝置通過對雙面輻射加熱爐的應(yīng)用,使得焦化油高溫段的停留時間延長,提高了液體產(chǎn)品的應(yīng)用效率。同時,通過對空氣預(yù)熱器等的高質(zhì)量應(yīng)用,形成了燃料氣設(shè)置、爐膛溫度聯(lián)鎖控制,保障其操作的安全性,降低了對環(huán)境的污染程度[1]。
2.1 進(jìn)料方式優(yōu)化
進(jìn)行進(jìn)料的優(yōu)化,提高了裝置應(yīng)用的質(zhì)量,保障了操作的安全。具體來講,煤焦油在完成與產(chǎn)品換熱后,進(jìn)入到加熱爐對流段,然后進(jìn)入到原料油緩沖罐中,和循環(huán)油進(jìn)行混合。充分發(fā)揮出煤焦油的特性,使得其部分裂解組分先期進(jìn)行低溫裂解反應(yīng),對于初始結(jié)焦點(diǎn)以下溫度進(jìn)行合理化控制,使得易縮合組分不會輕易進(jìn)行縮合,產(chǎn)生出焦炭。此裝置在改進(jìn)后,直接使得煤焦油中的易裂解組分進(jìn)行分裂,產(chǎn)生出具有較輕組分特征的物質(zhì),從緩沖罐的頂部進(jìn)入到分餾塔中,一方面避免了部分餾氣在高溫狀態(tài)下裂解成富氣,增加液收、減少氣相回收率,另一方面節(jié)約了能耗、減少了加熱爐負(fù)荷。而煤焦油中的重組分加熱爐、進(jìn)料泵進(jìn)行合理化加熱,進(jìn)入到焦化塔中進(jìn)行焦化反應(yīng),最終生成出焦炭、油氣。
2.2 加熱爐設(shè)計(jì)優(yōu)化
進(jìn)行加熱爐的優(yōu)化設(shè)計(jì),一方面有效防止煤焦油在爐管中結(jié)焦,特別是生成出彈丸焦,另一方面可以避免爐管中形成酚類酸對環(huán)境進(jìn)行腐蝕。而采取的具體舉措為,第一,降低加熱爐出口溫度,有利于抑制彈丸焦生成,保障液收沒有明顯的變化,爐管中的結(jié)焦得到有效改善。第二,在輻射段進(jìn)行加氫裝置注入,進(jìn)行有效性氫循環(huán),使得爐管的流速提高、有效防止?fàn)t管結(jié)焦問題、使得油氣分壓得到降低。
2.3 轉(zhuǎn)油線設(shè)計(jì)優(yōu)化
轉(zhuǎn)油線設(shè)計(jì)中需要對高質(zhì)量管線進(jìn)行應(yīng)用,充分發(fā)揮出其耐腐蝕、耐高溫的特點(diǎn),使得管系的結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化,從以前的四通轉(zhuǎn)變?yōu)閺濐^,使得渦流沖擊獲得消除,流況獲得改善,熱應(yīng)力獲得減少。在主要的彎頭內(nèi)部應(yīng)用高質(zhì)量堆焊316不銹鋼,使得管系的腐蝕能力獲得提升,在加熱爐中應(yīng)用循環(huán)氫,消除了中低溫煤焦油酚類酸性腐蝕條件,使得轉(zhuǎn)油線獲得保護(hù)。
2.4 焦炭塔操作優(yōu)化
依據(jù)料位計(jì)進(jìn)行焦炭塔泡沫高度檢測,及時的進(jìn)行焦炭塔泡沫注入,減少了油氣中膠粉夾帶,使得進(jìn)入到分餾塔中的焦粉減少,提升了焦炭塔操作的質(zhì)量和水平,保障了中低溫煤焦油延遲焦化裝置功能充分發(fā)揮[2]。
對煤焦油特性進(jìn)行充分把握,嚴(yán)格的依照操作流程和特點(diǎn),進(jìn)行轉(zhuǎn)油線、焦炭塔、加熱爐、進(jìn)料等優(yōu)化設(shè)計(jì),提升了中低溫煤焦油延遲焦化裝置設(shè)計(jì)水平,提高了工廠的生產(chǎn)效率,實(shí)現(xiàn)了良好經(jīng)濟(jì)效益。
[1]王長壽.中低溫煤焦油延遲焦化裝置設(shè)計(jì)與優(yōu)化[J].化工管理,2016,11:203-205.
[2]王汝成.陜北中低溫煤焦油中酚類化合物的分離與組成分布研究[D].西北大學(xué),2011.
廖四貝(1987-),男,漢族,陜西省西安市人,西安科技大學(xué)本科學(xué)歷,助理工程師,主要從事低溫煤焦油延遲焦化技術(shù)方面的工作。