年产50万吨焦化、加氢、制氢方案设计(编辑修改稿)

年产50万吨焦化、加氢、制氢方案设计(编辑修改稿)内容摘要：

的辐射－对流排管系统，六管程设计。 采用双面辐射立式炉型，辐射炉管采用双面辐射形式布置。 （ 2）在线清焦技术 新设计的焦化炉系统，在装置不停工的条件下 ,可对加热炉某一 列管程进行在线清焦，从而减少停工检修次数，提高装置的经济效益。 （ 3）采用新型低 NOX燃烧器 采用新型低 NO燃烧器且采取小能量多台布置形式，以使辐射炉膛内的热强度分布均匀，延缓结焦并减少污染。 （ 4）采用多点注水（或蒸汽）新技术 选用合适管径的炉管、并采用多点注水（或蒸汽）新技术，提高管内流体流速。 （ 5）炉管采用 ASTM A200 T9 材质 根据国内外的设计和操作经验，炉管采用 ASTM A200 T9 材质，以提高炉管的抗高温氧化、抗腐蚀能力，延长开工周期。 （ 6）提高焦化炉热效率 新的炉衬结构，减少散热损失。 、可靠的余热回收系统回收烟气余热，使焦化炉热效率达到 92%。 (二 ). 机械 1. 水力除焦设备 (1) 采用有井架水力除焦技术 有井架水力除焦是国内外广泛采用的技术，近些年来国内在设计有井架水力除焦中对井架设计曾做多次改进。 在有井架水力除焦设备方面，对风动水龙头、钻杆等均有所改进，采用大功率的风动马达提高了风动水龙头的使用寿命，采用焊接式钻杆提高了除焦操作的安全性，采用自动切换除焦器提高了除焦效率和自动化水平。 有井架水力除焦技术成熟可靠，是国内外广泛采用的技术 本次方案设计采用有井架水力除焦技术 综上所述，为了保证大型化焦炭塔除焦系统的可靠性和长周期运行，本可研采用改进后的有井架水力除焦技术。 (2) 采用自动切换除焦器 50 万吨 /年多环稠芳烃 轻质化工程 建设立项报告 自动切换除焦器经过不断改进，现已被许多焦化装置采用， 新 32MPa 等级的自动除焦器，主要特点有： a 可在焦炭塔内任何位置实现钻孔和切焦状态切换； b 采用流线喷嘴，射流效果好，打击力强，除焦效率高； c 有效的防止卡钻，保证安全生产。 (3) 采用先进的水力除焦程序控制系统 国内水力除焦程序控制系统技术是在消化引进技术的基础上结合国内焦化装置的特点研 制的，与国外技术相比增加了以下的内容： a 增加了程序控制和人工操作的切换； b 配有钻具位移模拟数字显示器，精度 ； c 配有故障记录仪； d 配有电视监控系统； 水力除焦程序控制系统是以可编程控制器（ PLC）为核心，和其他各种控制用继电器组成，装在一个主控柜和一个防爆操作柜内，主控柜安装在高压水泵房内，防爆操作柜安装在焦炭塔顶操作室。 用电缆与一次仪表，无接触点开关，摄像监视器及控制柜相联接，接收各种开关状态信号，除焦器位置信号， PLC 按编设的程序进行逻辑运算，发生控制信号，状态显示信号，模拟显示信号，使高 压水泵启动条件、高位水罐的水位、钻机绞车运行条件、除焦控制阀的工作状态及高压球阀的开关条件均处于受控状态。 本次方案设计采用水力除焦程序控制系统。 高压水泵是水力除焦的重要设备，在焦炭塔直径大于 8000mm 的大型焦化装置中，高压水泵的扬程在 2800m 以上，泵的流量在 250m3/h左右，国内焦化装置同样参数的高压水泵一般是全套引进国外产品，考虑到高压水泵的重要性，本方案设计采用引进一台高压水泵，同时在平面布置预留一台国产高压水泵位置。 为保证装置安全可靠，提高自动化水平，本次 方案设计对焦炭塔进料口的四通阀，塔顶油气管道上操作频繁的高温阀门考虑引进国外高温电动阀门。 50 万吨 /年多环稠芳烃 轻质化工程 建设立项报告 由于处理量大，除焦时间集中，本次设计拟采用两台 10 吨桥式抓斗起重机，根据防爆区域规定，该起重机要求局部防爆。 考虑到进料泵的重要性，为保证装置安全可靠，本次方案设计拟辐射进料泵一台引进，一台国产。 富气压缩机采用离心式压缩机，背压式蒸汽透平驱动，并采用变转速调节。 目前国内沈阳鼓风机股份有限公司具有生产该种机器的能力，而且在石化行业有成功使用的业绩。 富气压缩机 为 2 段 压缩。 压缩机每段气体出口温度～ 125C。 机器设计采用从新比隆公司引进的技术，遵照 API617 的有关要求。 (三 ) .主要设备 1. 焦炭塔 (1) 焦炭塔 2 台 ,直径φ 6100mm。 塔体下部选用 15CrMoR，上部选用15CrMoR+0Cr13（ 410S）复合板。 此材料已在上海、齐鲁运行并经过专家技术鉴定。 目前国内多家炼厂采用此钢板制造焦炭塔。 (2) 裙座与塔体的连接采用整体锻件结构。 堆焊结构的疲劳寿命为 5503 周期，整体锻件结构的疲劳寿命为 14508 周期。 国内φ 6100mm 的大型锻件已有了一定的制造经 验。 (3）塔顶封头为椭圆封头，其优点在于：在保证塔顶标高不变（即钻杆长度不变）的情况下，比采用球形封头能增大泡沫层的体积。 (4) 改进保温结构。 对焦炭塔而言，保温的好坏至关重要。 若保温不好，油温每降低 56℃，则液体收率降低 1％；且使塔体温差应力骤增，热应力增大，这是塔体变形、焊缝开裂的潜在隐患。 本塔材质是 CrMo 耐热钢，不宜在塔体上焊保温钉，故参照加氢反应器的保温结构，采用背带结构，在背带上焊保温支持圈。 保温材料采用复合硅酸盐。 50 万吨 /年多环稠芳烃 轻质化工程 建设立项报告 2. 焦化分馏塔 分馏塔是焦化产品分离的关键设备。 为尽可能节省装置投资 分馏塔采用：φ4600/φ 5000 变塔径，设计塔体材质为 20R+0Cr13（ 410S）复合板。 塔内设 29 层浮阀分馏塔盘， 8 层换热板。 分馏塔板采用高效导向浮阀，换热板采用多溢流喷淋洗涤板 ,塔内件采用不锈钢材质。 3. 换 热器 根据 SH／ T3096－ 2020“加工高硫原油重点装置主要设备设计选材导则”的规定，本装置油－油换热器在介质温度≥ 240℃时，壳体材质选用碳钢＋ 0Cr13Al，管束材料选用不锈钢材质。 介质为水或蒸汽，温度∠ 240℃时，壳体材料选用碳钢，管束材料选用 或渗铝碳钢。 八、指标及能 耗 1. 公用工程消耗量 表 3 焦化装置公用工程消耗量表 序号 项目 单位 正常用量 最大用量 备注 1 新鲜水 t/h 4 15 2 循环水 t/h 500 800 3 电， 380V kw 830 10KV kw 873 4 蒸汽， t/h 16 t/h 15 5 脱盐水 t/h 3 6 除氧水 t/h 11 7 氮气 nm3/h 15 240 8 净化风 nm3/h 360 9 非 净化风 nm3/h 480 10 含硫污水 t/h 11 燃料油 kg/h 2084 50 万吨 /年多环稠芳烃 轻质化工程 建设立项报告 2. 化学药剂消耗量 表 4 延迟焦化装置化学药剂用量表 序号 项 目 单位 消泡剂 破乳剂 中和缓蚀剂 1 型号 CDF10 BC951 2 配制浓度 w% ～ 10 ～ 10 3 调配溶剂 柴油 水 4 外购溶质性质 密度 g/cm3 ～ ～ 粘度（ 20℃） mm2/s 3800～ 4200 纯度 w% 闪点（开） ℃ 60 凝点 ℃ 50 贮存温度 ℃ 常温 常温 分解温度 ℃ 蒸汽压（ 20℃） MPa 分子量 5 一次装入量 t 6 年用量 t 30 ～ 80 3 节能措施 （ 1）采用先进的工艺和技术，优化装置换热流程，提高热能的回收和利用。 （ 2）采用新型高效机泵，提高能量转换效率。 （ 3）充分回收烟气余热，提高加热炉效率。 （ 4） 加热炉设氧含量分析仪，控制烟气中氧含量，提高热效率。 （ 5）优化 设备 布置 ,减少能量损失。 50 万吨 /年多环稠芳烃 轻质化工程 建设立项报告 第二节 加氢精制装置 一、概述 （一）设计规模及开工时数 公称规模 40 104 t/a 年开工时数 8000hr （二）项目范围 装置 由反应（包括压缩机）、循环氢脱硫、分馏、公用工程等部分组成，燃料气脱硫及溶剂再生由全厂统一考虑。 （三）原料 原料油：本装置加工原料为焦化 汽油 、焦 化 柴油。 氢气：装置所需新氢由制氢装置提供。 （四） 产品 化工轻油 加氢后轻馏份油作为高质的化工轻油出厂。 4燃料油 侧线轻油加氢后作为高质的 4燃料油 ,硫含量小于 500ppm。 二、工艺技术方案 （一）确定技术方案的原则 采用国内先进的工艺技术及催化剂。 采用先进合理、成熟可靠的工艺流程。 选用性能稳定、运转周期长的机械设备。 提高自动控制、安全卫生和环境保护水平。 （二 ）工艺技术方案的选择 本装 置加工的原料为焦化汽柴油的混合油，混合原料的硫含量和溴价均较高。 根据加工原料的情况和产品质量的要求，本装置选择加氢精制工艺，反应部分采用冷高分流程，设置循环氢脱硫设施，分馏部分采用双塔流程。 催化剂可选用国产FH98 催化剂、 RN10 催化剂或其它性能催化剂。 50 万吨 /年多环稠芳烃 轻质化工程 建设立项报告 （ 三 ）工程 技术特点 加氢精制催化剂可采用国产 FH98催化剂、 RN10催化剂或国内其它性能相当的催化剂。 反应部分采用冷高分流程，采用立式油、水、气三相高压分离器。 采用炉前混氢方案，提高换热器效率和减缓结焦程度。 采用热壁反应器，设三个催化剂床层。 反应器入口温度通过调节加热炉燃料来控制，床层入口温度通过调节急冷氢量来控制。 为尽量减少换热器结垢和防止反应器顶部催化剂床层堵塞，以及提高换热器传热效率和延长运转周期，罐区原料油储罐采用惰性气体保护。 装置 内设置小于25μ自动反冲洗过滤器对原料油进行过滤。 并对原料油缓冲罐采用惰性气体覆盖措施，以防止原料油与空气接触。 在 原料油中注入阻垢剂。 反应流出物空冷器入口处设注水设施，避免铵盐在低温部位的沉积。 分馏部分采用双塔流程。 催化剂按器外再生考虑。 采用新型双壳程换热器，提高换热器传热效率，使反应流出物及柴油产品进空冷器温度尽可能低，提高加热炉入口温度，减小加热炉负荷，降低装置能耗。 1脱硫化氢汽提塔顶设注缓蚀剂设施，以减轻塔顶流出物中硫化氢对汽提塔顶系统的腐蚀。 1新氢压缩机采用电动 往复式，两台，一开一备。 循环氢压缩机采用中压蒸汽背压透平驱动，一台。 1催化剂预硫化采用装置内液相硫化方法。 50 万吨 /年多环稠芳烃 轻质化工程 建设立项报告 三、要操作条件 表 435 主要操作条件 项 目 指 标 名 称 单 位 设 计 参 数 反应器 R2301 空速 h1 氢油体积比 400 反应温度 ℃ 335(初期 )， 380(末期 ) 反应氢分压 MPa 脱硫化氢 汽提塔 C2301 塔顶温度 ℃ 195 进料温度 ℃ 202 汽提蒸 汽量 t/h 塔顶压力 MPa(g) 分馏塔 C2302 塔顶温度 ℃ 164 进料温度 ℃ 221 塔底温度 ℃ 284 塔顶压力 MPa(g) 循环氢脱硫塔 C2303 塔顶温度 ℃ 50 塔底温度 ℃ 55 压力 MPa(g) 贫溶剂用量 t/h 高分 D2303 温度 ℃ 50 压力 MPa(g) 低分 D2304 温度 ℃ 50 压力 MPa(g) 反应进料炉 F2301 出口温度 ℃ 290(初期 )， 340(末期 ) 负荷 MW 分馏塔底重沸炉 F2302 出口温度 ℃ 298 负荷 MW 反应注水 流量 t/h 50 万吨 /年多环稠芳烃 轻质化工程 建设立项报告 四、艺流程简述 （一）反应部分 焦化汽柴油由焦化装置送至原料油缓冲罐，经泵升压至 后，进入原料自动反冲洗过滤器 ,滤去杂质后进入滤后原料油缓冲罐，再由反应进料泵抽出，升压至，与氢气（新氢压缩机出口的新氢与循环氢压缩机出口的循环氢混合后的氢气）混合，经反应产物与混氢油换热器与反应产物进行换热，升温至 225℃ （ 末期为 270℃ ）；然后经反应进料加热炉加热至 290℃ （末期为 340℃ ）左右，自上而下进入加氢精制反应器，在反应器中，原料油和氢气在加氢催化剂的作用下，进行加氢脱硫、脱氮、烯烃饱和等加氢精制反应。 从加氢精制反应器出来的反应产物（初期 335℃ 左右，末期 380℃ 左右），经混氢油与反应产物换热器、低分油与反应产物换热器分别与。