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            深度好文‖關于焦化知識你知道多少?

            作者:廊坊森卓化工有限公司 來源:本站 發表時間:2018-06-01 08:03:31 查看:
            深度好文‖關于焦化知識你知道多少?
             
            焦化

            焦化一般指有機物質碳化變焦的過程。在煤的干餾中指高溫干餾。在石油加工中,焦化是渣油焦炭化的簡稱,是指重質油(如重油,減壓渣油,裂化渣油甚至土瀝青等)在500℃左右的高溫條件下進行深度的裂解和縮合反應,產生氣體、汽油、柴油、蠟油和石油焦的過程。焦化主要包括延遲焦化、釜式焦化、平爐焦化、流化焦化和靈活焦化等五種工藝過程。

            一、化學工業

            煉焦化學工業是煤炭化學工業的一個重要部分,煤炭主要加工方法包括高溫煉焦(950---1050攝氏度)、中溫煉焦、低溫煉焦等三種方法。冶金行業一般采用高溫煉焦來獲得焦炭和回收化學產品。產品焦炭可作高爐冶煉的燃料,也可用于鑄造、有色金屬冶煉、制造水煤氣;可用于制造生產合成氨的發生爐煤氣,也可用來制造電石,以獲得有機合成工業的原料。在煉焦過程中產生的化學產品經過回收、加工提取焦油、氨、萘、硫化氫、粗苯等產品,并獲得凈焦爐煤氣、煤焦油,粗苯精制加工和深度加工后,可以制取苯、甲苯、二甲苯、二硫化碳等,這些產品廣泛用于化學工業、醫藥工業、耐火材料工業和國防工業。凈焦爐煤氣可供民用和作為工業燃料。煤氣中的氨可用來制造硫酸銨、濃氨水、無水氨等。煉焦化學工業的產品已達數百種,中國煉焦化學工業已能從焦爐煤氣、焦油和粗苯中制取一百多種化學產品,這對中國的國民經濟發展具有十分重要的意義。

            中國是焦化產品生產、消費以及出口大國,焦化產品廣泛用與化學工業、醫藥工業、耐火材料工業和國防工業,近年來焦化產業得到快速發展。山西省是中國第一產焦大省,2006年生產焦炭9200萬噸,約占全國的三分之一,焦炭資源出口供應量約占全國總量的80%,多年以來,山西焦炭在國際貿易市場上的比重均超過50%。
            二、生產流程

            焦化廠一般由備煤車間、煉焦車間、回收車間、焦油加工車間、苯加工車間、脫硫車間和廢水處理車間組成。

            根據焦爐本體和鼓冷系統流程圖,從焦爐出來的荒煤氣進入初冷器之前,已被大量冷凝成液體,同時,煤氣中夾帶的煤塵,焦粉也被捕集下來,煤氣中的水溶性的成分也溶入氨水中。焦油、氨水以及粉塵和焦油渣一起流入機械化焦油氨水分離池。分離后氨水循環使用,焦油送去集中加工,焦油渣可回配到煤料中。煉焦煤氣進入初冷器被直接冷卻或間接冷卻至常溫,此時,殘留在煤氣中的水分和焦油被進一步除去。出初冷器后的煤氣經機械捕焦油使懸浮在煤氣中的焦油霧通過機械的方法除去,然后進入鼓風機被升壓至19600帕(2000毫米水柱)左右。為了不影響以后的煤氣精制的操作,例如硫銨帶色、脫硫液老化等,使煤氣通過電捕焦油器除去殘余的焦油霧。為了防止萘在溫度低時從煤氣中結晶析出,煤氣進入脫硫塔前設洗萘塔用于洗油吸收萘。在脫硫塔內用脫硫劑吸收煤氣中的硫化氫,與此同時,煤氣中的氰化氫也被吸收了。煤氣中的氨則在吸氨塔內被水或水溶液吸收產生液氨或硫銨。煤氣經過吸氨塔時,由于硫酸吸收氨的反應是放熱反應,煤氣的溫度升高,為不影響粗苯回收的操作,煤氣經終冷塔降溫后進入洗苯塔內,用洗油吸收煤氣中的苯、甲苯、二甲苯以及環戊二烯等低沸點的炭化氫化合物和苯乙烯、萘古馬隆等高沸點的物質,與此同時,有機硫化物也被除去了。



            四、延遲工藝

            延遲焦化與熱裂化相似,只是在短時間內加熱到焦化反應所需溫度,控制原料在爐管中基本上不發生裂化反應,而延緩到專設的焦炭塔中進行裂化反應,“延遲焦化”也正是因此得名。

            延遲焦化裝置主要由8個部分組成:

            ⑴焦化部分,主要設備是加熱爐和焦炭塔。有一爐兩塔、兩爐四塔,也有與其它裝置直接聯合的。

            ⑵分餾部分,主要設備是分餾塔。

            ⑶焦化氣體回收和脫硫,主要設備是吸收解吸塔,穩定塔,再吸收塔等。

            ⑷水力除焦部分。

            ⑸焦炭的脫水和儲運。

            ⑹吹氣放空系統。

            ⑺蒸汽發生部分。

            ⑻焦炭焙燒部分。國內選定爐出口溫度為495~500℃,焦炭塔頂壓力為0.15~0.2 Mpa。
            三、存在問題

            企業數量眾多,規模小,布局分散,產業集中度低,技術裝備整體落后,排放污染重、化工產品回收和綜合利用與集中加工不足,精深加工技術落后,產品品種少,質量水平低,產能過剩、經濟效益不高。
            五、焦化原料

            延遲焦化原料可以是重油、渣油、甚至是瀝青。延遲焦化產物分為氣體、汽油、柴油、蠟油和焦炭。對于國產渣油,其氣體收率為7.0~10%,粗汽油收率為8.2~16.0%,柴油收率為22.0~28.66%,蠟油收率為23.0~33.0%,焦炭收率為15.0~24.6%,外甩油為1~3.0%。焦化汽油和焦化柴油是延遲焦化的主要產品,但其質量較差。焦化汽油的辛烷值很低,一般為51~64(MON),柴油的十六烷值較高,一般為50~58。但兩種油品的烯烴含量高,硫、氮、氧等雜質含量高,安定性差,只能作半成品或中間產品,需經過精制處理后,才能作為汽油和柴油的調和組分。焦化蠟油由于含硫、氮化合物、膠質、殘炭等含量高,是二次加工的劣質蠟油,目前通常摻煉到催化或加氫裂化作為原料。石油焦是延遲焦化過程的重要產品之一,根據質量不同可用做電極、冶金及燃料等。焦化氣體經脫硫處理后可作為制氫原料或送燃料管網做燃料使用。

            六、焦化發展

            正是由于延遲焦化的上述優點,使得延遲焦化在中國得到了迅速的發展,這主要是因為:

            ⑴延遲焦化是解決柴汽比供需矛盾的有效手段。

            這是由于中國原油普遍偏重,且含蠟量高,柴油的收率低,國內原油的柴油餾分收率比國外原油平均低5~7百分點。因此目前中國每年大約進口80×10t柴油,同時不得不出口30×10t汽油,以求國內供需平衡。其次是由于中國煉油企業二次加工均以催化裂化為主,柴汽比低(延遲焦化為1.94,催化裂化為0.56),因此發展延遲焦化是解決柴汽比供需矛盾,增產柴油的有效辦法。

            ⑵延遲焦化與加氫裂化相比,延遲焦化盡管存在輕質油產品安定性差的缺點,但其較低的操作費用(加工費約為加氫裂化操作費用的1/2~1/3)使其具有較強的競爭力。

            由于延遲焦化具有投資少,操作費用低,轉化深度高等優點,延遲焦化已發展成為渣油輕質化最主要的加工方法之一。因此,在目前中國資金緊張,輕油產品尤其是柴汽比供需矛盾突出的情況下,延遲焦化是解決這一矛盾的較理想的手段之一。

            八、危險因素

            從裝置工藝、操作條件分析危險因素

            延遲焦化是在高溫條件下,熱破壞加工渣油從而得到石油焦、汽油、柴油、蠟油和氣體的二次加工裝置。焦化過程是一種熱分解和縮合的綜合過程。裝置屬于高溫(裝置最高溫度可達1000℃以上,介質溫度最高500℃)、高壓(最高壓力3.8MPa),易燃、易爆的裝置。裝置所用原料為常減壓的減壓渣油,其自燃點為230~240℃,而裝置的操作溫度多在300℃以上,一旦泄漏極易發生火災,生產的干氣和汽油沸點和閃點都很低,與空氣混合均能形成爆炸性混合氣體,其爆炸極限分別為1.5%~15%(V/V)和1.4%~7.6%(V/V)。同時由于其產品柴油、蠟油的自燃點都低于裝置的操作溫度,極易發生火災,存在較大危險。
            七、安全技術

            1、生產特點

            焦化廠一般由備煤、煉焦、回收、精苯、焦油、其他化學精制、化驗和修理等車間組成。其中化驗和修理車間為輔助生產車間。

            備煤車間的任務是為煉焦車間及時供應合乎質量要求的配合煤。煉焦車間是焦化廠的主體車間。煉焦車間的生產流程是:裝煤車從貯煤塔取煤后,運送到已推空的碳化室上部將煤裝入碳化室,煤經高溫干餾變成焦炭,并放出荒煤氣由管道輸往回收車間;用推焦機將焦炭從碳化室推出,經過攔焦車后落入熄焦車內送往熄焦塔熄焦;之后,從熄焦車卸入涼焦臺,蒸發掉多余的水分和進一步降溫,再經輸送帶送往篩焦爐分成各級焦炭。回收車間負責抽吸、冷卻及吸收回收煉焦爐發生的荒煤氣中的各種初級產品。

            2、焦化安全生產技術及事故預防措施

            ⑴防火防爆。一切防火防爆措施都是為了防止生產可燃(爆炸)性混合物或防止產生和隔離足夠強度的活化能,以避免激發可燃性混合物發生燃燒、爆炸。為此,必須弄清可燃(爆炸)性混合物和活化能是如何產生的,以及防止其產生和互相接近的措施。

            有些可燃(爆炸)性混合物的形成是難以避免的,如易燃液體貯槽上部空間就存在可燃(爆炸)性混合物。因此,在充裝物料前,往貯槽內先充惰性氣體(如氮),排出蒸氣后才可避免上述現象發生。此外,選用浮頂式貯槽也可以避免產生可燃(爆炸)性混合物。其他非正常形成可燃(爆炸)性混合物的原因和預防措施如下。

            ⑵泄漏。泄漏是常見的產生可燃(爆炸)性混合物的原因。可燃氣體、易燃液體和溫度超過閃點的液體的泄漏,都會在漏出的區域或漏出的液面上產生可燃(爆炸)性混合物。造成泄漏的原因主要有兩個:

            一是設備、容器和管道本身存在漏洞或裂縫。有的是設備制造質量差,有的是長期失修、腐蝕造成的。所以,凡是加工、處理、生產或貯存可燃氣體、易燃液體或溫度超過閃點的可燃液體的設備、貯槽及管道,在投入使用之前必須經過驗收合格。在使用過程中要定期檢查其嚴密性和腐蝕情況。焦化廠的許多物料因含有腐蝕性介質,應特別注意設備的防腐處理,或采用防腐蝕的材料制造。

            二是操作不當。相對地說,這類原因造成的泄漏事故比設備本身缺陷造成的要多些。由于疏忽或操作錯誤造成跑油、跑氣事故很多。要預防這類事故的發生,除要求嚴格按標準化作業外,還必須采取防溢流措施。《焦化安全規程》規定,易燃、可燃液體貯槽區應設防火堤,防火堤內的容積不得小于貯槽地上部分總貯量的一半,且不得小于最大貯槽的地上部分的貯量。防火堤內的下水道通過防火堤處應設閘門。此閘門只有在放水時才打開,放完水即應關閉。

            ⑶放散。焦化廠許多設備都設有放散管,加工處理或貯存易燃、可燃物料的設備或貯槽,放散管放散的氣(汽)體有的本身就是可燃(爆炸)性混合物,或放出后與空氣混合成為可燃(爆炸)性混合物。《焦化安全規程》規定,各放散管應按所放散的氣體、蒸氣種類分別集中凈化處理后方可放散。放散有毒、可燃氣體的放散管出口應高出本設備及鄰近建筑物4m以上。可燃氣體排出口應設阻火器。

            ⑷防塵與防毒。煤塵主要產生在煤的裝卸、運輸以及破碎粉碎等過程中,主要產塵點為煤場、翻車機、受煤坑、輸送帶、轉運站以及破碎、粉碎機等處。一般煤場采用噴灑覆蓋劑或在裝運過程中采取噴水等措施來降低粉塵的濃度。輸送帶及轉運站主要依靠安設輸送帶通廓、局部或整體密閉防塵罩等來隔離和捕集煤塵。

            破碎及粉碎設備等產塵點應加強密閉吸風,設置布袋除塵、濕式除塵、通風集塵等裝置來降低煤塵濃度。

            在焦化廠,一氧化碳存在于煤氣中,特別是焦爐加熱用的高爐煤氣中的一氧化碳含量在30%左右。焦爐的地下室、煙道通廓煤氣設備多,閥門啟閉頻繁,極易泄漏煤氣。所以,必須對煤氣設備定期進行檢查,及時維護,煙道通廓的貧煤氣閥應保證其處于負壓狀態。

            為了防止硫化氫、氰化氫中毒,焦化廠應當設置脫硫、脫氰工藝設施。過去國內只有城市煤氣才進行脫硫,冶金企業一般不脫硫。至于脫氰,一般只從部分終冷水或氨氣中脫氰生產黃血鹽。隨著對污染嚴重性認識的提高,近年來,各焦化廠已開始重視煤氣的脫硫脫氰問題。為了防止硫化氫和氰化氫中毒,蒸氨系統的放散管應設在有人操作的下風側。
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