以水代汽工艺在延迟焦化装置上的应用

介绍了中国石化洛阳分公司140万t/a延迟焦化装置焦炭塔大吹汽流程节能改造的情况。改造采取凝结水和蒸汽混合进入焦炭塔的以水代汽工艺,新增凝结水专用雾化器,采用先进可编程逻辑控制(PLC)系统,在蒸汽进入焦炭塔管线处增加凝结水管线。改造后的运行结果表明:装置操作稳定; 与改造前相比,平均单次大吹汽过程蒸汽节约量为16.13 t,装置能耗降低了1.99 kg/t(以标准油计); 产品焦炭中挥发分的质量分数小于16%,焦炭塔塔壁降温速率低于40℃/h。     

延迟焦化混合喷雾冷焦新工艺数值研究

通过建立包含多孔介质模型、“等效流体”模型、二维轴对称焦炭塔流固耦合模型,对延迟焦化大吹气阶段新老工艺冷焦过程进行了数值模拟。计算得出了传统纯蒸汽冷焦工艺条件下焦炭塔温度分布并进行现场数据验证,预测了水汽喷雾冷焦新工艺下焦炭塔瞬态温度分布,分析了液态水含量对冷焦效果的影响及其规律,对新工艺的经济性进行了定量评价。结果表明：水汽喷雾冷焦新工艺下喷雾流量一定时,焦层冷焦效果随水汽喷雾的液态水含量的提高先显著改善后趋于稳定再受到抑制,当液态水质量分数为0.8时,冷焦效果达到最优;在压力为0.3 MPa条件下水汽喷雾为7.5 t/h时,液态水质量分数分别为0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9时,相对传统蒸汽冷焦工艺,节约蒸汽量分别为36%,53%,64%,71%,79%,84%,年增经济效益76.14万元。结论对延迟焦化水带汽新工艺参数的调试与优化具有一定指导意义。     

延迟焦化装置节能减排与长周期运行协调优化

针对延迟焦化装置能耗高、焦炭塔冷焦末期有毒有害气体排放、加热炉炉管结焦、凝结水管线减薄泄漏、切焦水提升泵故障及冷焦冷水罐焦粉沉积等问题,采取了压缩机操作优化、焦炭塔泡焦、柴油热出料、蒸汽伴热系统改造、加热炉出口温度优化控制等措施。优化措施投用后,装置能耗降低49.7 MJ/t,增加经济效益243×104RMB$/a。焦炭塔有毒有害气体排放大幅减少,加热炉出口温度控制简单高效,不仅减轻了操作人员的劳动强度,而且有效减缓了炉管结焦,为装置的长周期平稳运行提供保障。     

以水代汽智能喷雾技术在延迟焦化装置的应用

为解决延迟焦化装置焦炭塔大吹汽过程中1.0 MPa蒸汽消耗量大的问题,通过实施以水代汽智能喷雾技术,即采用智能雾化装置将除氧水雾化成微小液滴,代替大部分1.0 MPa蒸汽作为焦炭塔大吹汽介质,以达到降低蒸汽消耗的目的。应用该技术后,焦炭塔大吹汽操作稳定,大吹汽过程中每次可节约1.0 MPa蒸汽16 t,实现每吨原料降低能耗0.356 3 kgEo,增效94.06万元/年,同时石油焦挥发分较改造前略有下降,可以满足质量指标要求,技术改造达到了预期目标。     

焦炭塔运行过程热应力有限元分析

焦炭塔作为延迟焦化装置的关键设备,在其运行过程中承受着巨大的周期交变温度和循环载荷。研究焦炭塔不同部位应力及同一部位不同时刻应力对焦炭塔安全运行具有重要意义。本研究运用热-结构耦合有限元计算方法,以热分析结果、焦炭塔自重、操作内压、水压等作为载荷对焦炭塔进行了结构场数值计算。研究结果表明:温度梯度所产生的热应力远大于介质重量、自重所产生应力对焦炭塔安全的影响;过渡段热应力变化最复杂,热应力最大;除油气预热阶段外,都有焦炭塔应力最值超过塔体材料的屈服极限从而导致塑性应变的情况;蒸汽冷焦阶段塔体应力变化量最小,给水冷焦阶段对塔体安全运行影响最大。     

焦炭塔中间孔道模型放热模式考察

以焦炭塔焦层为研究对象,假定成型焦层为中间孔道结构,以Visual Basic为平台,编制了中间孔道焦层模型含焦焦炭塔温度场计算程序,根据焦层降温放热量等于冷焦水汽化吸热量,对壁温给定、绝热和沸腾给热3种放热模式进行了数值计算和分析,并与现场操作数据进行对比。结果表明,由壁温给定模式和沸腾给热模式计算所得的冷焦水汽化速率接近现场实际值,绝热模式的计算结果与现场实际存在较大的偏差。     

焦炭塔防变形设计的数值分析方法及应用

通过动态坐标系利用有限元法模拟了恒速上升的液体介质在焦炭塔内沿塔壁爬升的动态边界工况 ,对其在塔壁中引起的径向和轴向二维瞬态温度场进行了计算分析 ,计算中可考虑塔壁材料物性随温度的变化关系。由计算分析首先证明冷焦水在塔壁上造成的径向温差和轴向温度梯度均明显大于进油过程 ,确定了焦炭塔的防变形设计重点应该在如何控制冷焦阶段的热应力。其次把焦炭塔防变形设计骤冷因数的原理与动态模型结合一起 ,建立了能直观反映进料流量、界面升速、塔壁温度场、塔壁热应力、塔体塑性应变变形等前因后果定量关系的研究模型 ,使防变形骤冷因数有了清晰的理论基础。该模型及方法可用于壁厚的设计选优或类似问题的处理     

焦炭塔保温超温原因和安装施工技术分析

文章针对焦炭塔披挂式其保温的结构和特点,结合某企业焦炭塔(C2101/2)现场保温整体下沉的现象,通过现场实际检查和红外扫描分析得出其保温普遍超温的原因,并提出了相应的解决措施。同时,还对焦炭塔披挂式保温安装施工过程的相关技术进行了分析和探讨。采用改进后的施工技术对该塔保温进行折除、更换后,超温现象得到了有效治理,保障了焦炭塔系统长周期、高效、安全、平稳运行。该案例可为焦炭塔披挂式保温施工质量的提升提供参考。     

延迟焦化装置放空凝结水回用技术及应用

塔河分公司对焦炭塔放空凝结水及冷焦水的水质进行了分析,发现致使冷焦水产生恶臭的根源是放空凝结水被直接回收至冷焦水系统中,采取放空凝结水单独处理的方案可解决密闭冷焦水系统的恶臭问题。回用放空凝结水代替部分小量给水冷焦过程中的冷焦水,使单独处理的放空凝结水总量降低了60％以上,大幅降低了污水汽提装置的操作费用。     

焦炭塔鼓凸变形应力测试与分析

焦炭塔长期在高温及充焦、除焦的冷热疲劳作用下运行,常出现塔体局部严重变形和母材焊缝开裂问题。针对这一现象,对某厂焦化车间三号焦炭塔采用塔体表面贴应变片的方法,通过对其一个工作循环周期(48 h)进行塔体表面应变和温度测量并计算塔体应力,对整个焦炭塔的应力状况进行考察。结果表明,冷焦过程中液面逐渐上升,液面与塔壁相交圆周处的应力发生迅速的升高与回落,由此产生的温差应力是导致塔体残余应力和鼓凸变形的主要原因。同时,焊缝处较高的强度造成焊缝处变形较小而筒节中央变形较大,使焊缝热影响区应力较高也是塔体发生鼓凸变形的原因。此结论可为焦炭塔的设计、加工以及寻求解决鼓凸变形问题的方法与对策提供可靠的理论依据,对焦炭塔的操作也有一定的指导意义。