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(duì)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(gè)重要裝置，對(duì)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(wàn)噸，對(duì)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(kāi)工試運(yùn)行，采用眾多的國(guó)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(huì)價(jià)值。

1 中低溫煤焦油延遲焦化裝置設(shè)計(jì)

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(guò)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(guò)對(duì)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(guò)汽油泵通過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)對(duì)無(wú)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(shí)間，避免了過(guò)去裝置中的問(wèn)題，提高了應(yīng)用的質(zhì)量和水平。第三，本裝置通過(guò)對(duì)雙面輻射加熱爐的應(yīng)用，使得焦化油高溫段的停留時(shí)間延長(zhǎng)，提高了液體產(chǎn)品的應(yīng)用效率。同時(shí)，通過(guò)對(duì)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(duì)環(huán)境的污染程度[1]。

2 中低溫煤焦油延遲焦化裝置優(yōu)化

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(lái)講，煤焦油在完成與產(chǎn)品換熱后，進(jìn)入到加熱爐對(duì)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(duì)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(huì)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(duì)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(méi)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(wèn)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(duì)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(cè)，及時(shí)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]。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)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(zhǎng)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。