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延迟焦化装置焦炭塔焦化炉的平面布置及配管设计

文档作者：方长生张培合文档来源：安全管理网中国石化集团洛阳石油化工工程公司		点击数：	更新时间： 2021年08月08日
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2004年5月
炼油技术与工程
 PETROLEUM REFTNERY ENGINEERING
第34卷第5期
配管技术
延迟焦化装置焦炭塔焦化炉的
平面布置及配管设计
方长生张培合
中国石化集团洛阳石油化工工程公司(河南省洛阳市471003)
摘要:介绍了中国石化扬子石油化工股份有限公司1.6Mt/延迟焦化装置焦炭塔焦化炉的平面布置和配管
设计的特点,如:焦化炉与焦炭塔之间的副管桥取消,缩短焦化炉转油管道的长度,减小压力降;甩油罐布置在焦
塔底部;焦化炉转油管道的设计,管系布置与应力分析交替进行,在焦化炉各路出口汇合处采用顺介质流向45斜
接的方式;四通阀管道设计时,综合各种因素,使塔嘴子处的应力值在安全范围内;在“在线烧焦”管道设计中,采用
了弯头转角度连接的方法等。
关键词:平面布置管道系统设计延迟焦化装置加热炉焦炭塔
我国目前正在建设的中国石化扬子石油化工2.1焦化炉转油管道
股份有限公司1.6Mt/a延迟焦化装置,是国内最
从焦化炉出口到焦炭塔的这一段管道(转油
大的一炉两塔装置。下面对该装置一些关键设备管道)除了平面布置要合理外,管道的选材和管
的布置和配管设计加以简要介绍。
系设计也非常重要。该管道的操作温度大约在
505℃左右,而作为焦化的原料大多为高硫原油,
1设备的平面布置
管道的选材一般为Cr5Mo或Cr9Mo
1.1焦化炉与焦炭塔
对该管道的设计应本着尽量短而直的原则,
由于输送介质在延迟焦化装置的焦化炉到焦以减少弯头数量和缩短管道长度,减小管内压力
炭塔的管道中极易结焦,焦化炉与焦炭塔的布置降和防止介质在管内结焦。但是,在如此高的操
可以不受防火间距的限制(国家标准GB50160第作温度下,加上焦炭塔的操作又是间歇式的交替
4.2.2条),在满足操作、维修要求的情况下,布置进料和除焦,这就给管道的设计带来了一定的困
得越紧凑越好。因此该装置取消了炉前副管桥,难。因此要做到既满足工艺操作的需要又满足
从而大大缩短了转油管道的长度,减小了压力降,安全生产的需要,对管系进行应力分析就非常重
减少了介质在管道内结焦的可能性,为长周期安要,管系的布置与应力分析应该交替进行,以找到
全生产创造了条件,同时节约了工程投资。
一个合理的平衡点。对此应注意以下几点:①正
1.2甩油罐
确理解工艺过程和操作条件,结合应力分析等综
甩油罐实际上是焦炭塔的延伸,它及时接收合因素进行管系的设计;②为了减小压力降和防
焦炭塔底排出的凝缩油,因此应尽量靠近焦炭塔止管系的振动在焦化炉各路出口汇合处应采用
布置。该延迟焦化装置将甩油罐布置在焦炭塔的顺介质方向45斜接(见图1),这种方法已在其它
底部
延迟焦化装置的改造中使用并取得了良好的效
果;③吹汽管道与转油管道组成一个“凹”字形的
2管道设计
布置,确保转油管道在变形时不至于受太多的
目前,延迟焦化装置已朝着大型化和密闭处牵制。
理冷焦水、切焦水的环保型装置发展,因此对管道收稿日期2004-02-03
设计也提出了更高的要求。
作者简介:方长生,工程师,1985年机械制造专业毕业,一直
从事石油化工装置的管道设计和施工工作。
第5期
方长生等延迟焦化装置焦炭塔焦化炉的平面布置及配管设计
33
45
去焦炭塔弯头
接四通阀入口
一废气管道
烧焦罐
加热炉出口
焦化加热炉
接蒸汽管道
接压缩空气管道操作平台
图1焦化炉出口处管道布置
接循环(新鲜)水管道
2.2开工(事故)管道
图3烧焦管道布置
在延迟焦化转油管道上有一个非常重要的切3.2甩油管道
换装置——四通阀,它连接着焦化炉和焦炭塔,同
由于延迟焦化的特殊性,在焦炭塔进行除焦
时还与开工(事故)管道连通(见图2),该管道的设后进入下一个循环生焦之前,必须重新进行蒸汽
计首先要考虑到它在大多数情况下处于常温状汽密试压(同时也起到了预热作用),接着引入油
态,又分别与焦炭塔A,B塔相连,而A(或B之一气继续预热,甩油管道开始工作。在这种工况下
总是处在工作状态,其上方热胀位移量多达200甩油时,管道内凝缩油、循环油会夹带一些焦粉
mm以上。因此,管道的补偿和支承问题特别重甩油管道设计时,除了增加必要的过滤器外,管道
要,应将不同的操作工况加以全面分析,综合各种布置应尽量做到“步步低”,避免塔底凝缩油积存
因素,使塔嘴子处的应力值在一个安全的范围内和堵塞管道;同时因为它是间歇操作的管道,在设
焦炭塔B
计时应考虑这一特殊情况。
3.3吹汽管道
接焦炭塔B入口
吹汽管道是转油管道上的附属支管,间断使
焦炭塔A开工(事故)管道
用,因此在设计时首先应注意材质的选择和管道
接焦炭塔A入口
合理布置,以及选用合适的支架,避免应力集中,
四通阀
并防止管系损伤。
3.4四通阀的蒸汽密封管
四通阀是球面四通阀,在密封面和阀的盘根
接焦化炉出口
处需采用蒸汽密封,而各处的密封蒸汽量是不同
图2四通阀管道布置
的,为了既保证汽密和减少蒸汽的泄入量,对部分
用汽点只有用限流孔板来保证。配管时应注意:
3专用管道的设计
①不能错装限流孔板,需按编号对应,可成组
3.1焦化炉的烧焦管道
安装,同时应考虑操作方便和便于四通阀的检修;
在焦化炉运行一段时间后,由于各方面的原②蒸汽管宜是专用管道,不应与吹扫蒸汽等接在
因炉管易产生结焦问题,这时就有必要分别对炉一起,以保证稳定的压力和足够的汽量。
管进行烧焦。可以采用“在线烧焦”技术,即将某
个炉膛切出系统,进行正流向和反流向烧焦,这就4结束语
要求管系的设计能满足各种工况要求。设计中采
由于延迟焦化装置的转油管道是高温、易结
用了弯头转角度的办法,正常生产时,弯头管口对焦和间歇操作的,在进行平面布置和管道设计时
准正常生产管道,烧焦时,弯头管口对准烧焦管要充分考虑到这一点,并进行应力分析,做到既满
道,这样管道无盲肠,操作方便,生产安全,见图3足工艺要求,又能长、安稳”运转,以获得更大的
所示。
经济效益。
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34
炼油技术与工程
2004年第34卷
上述措施和设计方法均已在吉林化学工业公自203年5月31日投产以来,一直运行良好。
司炼油厂1.0M/a延迟焦化装置上采用。该装置
(编辑杨金鹏
 PLOT PLAN AND PIPELINE DESIGN OF COKE DRUM
 AND COKING HEATER
 Fang Changsheng, Zhang Peihe
 Luoyang Petrochemical Engineering Corporation SINOPEC (Luoyang, Henan 471003)
 Abstract The plot plan and pipeline design features of coker drum and coker heater in 29 090 b/d delayed
 coker of Yangzi Petrochemical Company Limited are expounded. Pipeline bridge between coker heater and coker
 drum has been eliminated to shorten the length of coker heater transfer line and reduce the pressure drop. Oil run-
 down tank has been located at the bottom of coker drum Pipeline system layout and stress analysis have been alter-
 natively carried out in coker heater transfer line design. Down flow medium miter in 45 has been adopted at the
 confluence of heater outlets. In the four-way valve design, stress value of the coker drum nozzle has been limited
 within the safety range. In addition, bend rotating joint has been adopted in the "on-line coke burning"pipeline
 design.
 Keywords plot plan, pipeline system, design, delayed coking unit, heater, coke drum
国内简讯
原油脱钙集成技术走出国门
从20世纪80年代以来,国内外就已相继开始了原油玛依石化分公司也先后试用了多家厂商的脱钙剂但脱钙
脱金属尤其是脱钙技术的研究。80年代中期雪佛龙公效果均不理想,最好的脱钙率也仅为30%
司采用氨基羧酸及其盐类等化合物作为螯合剂利用萃取中国石油克拉玛依石化分公司炼油化工研究院自主
脱钙法有效脱除原油中的钙,同时还研究开发出加氢脱钙研发的“高钙原油脱钙集成技术不仅在国内获得成功应
催化剂脱钙率为70%左右加拿大研制成功一种能从烃用,还走出了国门,即将应用在苏丹国喀土穆炼油有限公
类原料中脱除高沸点馏分和无机物(其中包括钙)的膜分司,该技术的应用协议及首批脱钙剂商务供货合同已开始
离法。据报道这几种方法的脱钙率在30%~90%
执行。
国外目前比较先进的脱金属技术是美国能量生物系
为有效脱除原油中的钙等金属元素,解决高钙稠油加
统公司的新方法:即采用生物催化剂,在原油被加工就工中存在的问题,该院开发出了脱钙剂可循环利用的原油
使金属分离出来。细菌将环状金属卟啉结构离解,并释放脱钙集成技术。该技术的脱钙率高达90%以上净化油
出金属离子,然后采用常规的方法脱除金属离子。不过该钙含量降至30mg/g以下,在目前国内外高钙原油脱钙技
法目前还在进行实验室规模的工艺试验。
术工程化应用方面居领先水平。它不但脱钙效率高、效果
随着世界原油的重质化劣质化以及油田三次采油技好,而且脱钙成本比国内同类技术降低60%以上,因此对
术的广泛应用,原油中钙离子含量呈不断上升趋势。钙含于稳定装置生产、提高经济效益,具有重要的现实意义。
量的增高对炼油工艺过程、设备能耗和产品质量诸方面都此外,该技术不仅对脱钙有效,而且可有效脱除原油中镁、
会造成不良影响和危害原油的脱钙问题日益受到炼油行铁、钒、镍等重金属离子,脱除率达80%以上。
业的重视。
工业化应用试验结果表明,高钙原油脱钙技术具有工
国内从20世纪90年代初开始对原油脱钙技术进行艺简单操作方便、投资少、脱钙成本低廉等特点。经过原
研究。当时开发的原油脱钙技术曾分别在天津炼油厂、洛油脱钙后排出的废水可进行重复性回注使用,所产生的工
阳石油化工总厂、九江石化总厂等厂家陆续应用。但从应业废渣(钙渣)可用来生产建筑材料,同时还是生产橡胶、
用情况看原油脱钙技术只对大港原油、中原原油、胜利原塑料填充物的极好原料,具有推广价值。
油等有效,且效果最好的脱钙率也只在50%~60%。克拉
(钱伯章供稿)

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