sei 焦炭塔冷焦工藝及冷焦水處理技術(shù)探討

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1、焦炭塔冷焦及冷焦水處理工藝技術(shù)的探討黃孟旗李出和（中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司，100101）摘要：分析介紹了焦炭塔冷焦采用的溢流和泡焦兩種工藝的原理和主要特點(diǎn)，并對(duì)兩種冷焦工藝的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較。溢流冷焦工藝包括兩種冷焦水處理流程，一種是由溢流水罐、放水罐和冷焦冷水罐構(gòu)成的常規(guī)溢流流程；另一種是單獨(dú)設(shè)置溢流水罐、放水至焦池、冷切焦共用一個(gè)水罐的改進(jìn)溢流流程。改進(jìn)溢流流程和常規(guī)溢流流程相比具有流程簡(jiǎn)單、節(jié)省投資、占地少、操作費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但放水時(shí)存在蒸汽彌漫等問(wèn)題。泡焦冷焦工藝也包括兩種冷焦水處理流程，一種是目前國(guó)外焦化技術(shù)

2、采用的常規(guī)泡焦流程，即不設(shè)溢流水罐、放水至焦池、冷切焦共用一個(gè)水罐的流程；另一種是國(guó)內(nèi)的改進(jìn)泡焦流程，即設(shè)置放水過(guò)濾、脫氣以及不凝氣凈化設(shè)施和降壓泡焦設(shè)施的流程。改進(jìn)泡焦流程和常規(guī)泡焦流程相比避免了放水過(guò)程中的蒸汽彌散和含硫氣體泄放，減少了冷切焦水罐的焦粉沉積，克服了焦炭冷卻溫度高的問(wèn)題，雖然流程相對(duì)常規(guī)泡焦流程復(fù)雜，但是比國(guó)內(nèi)的常規(guī)溢流冷焦流程簡(jiǎn)單。關(guān)鍵詞：冷焦溢流泡焦1．概述延遲焦化工藝是一種重油深度熱裂化加工工藝，原料重油在加熱爐被快速加熱到所需溫度后進(jìn)入焦炭塔，在焦炭塔內(nèi)適宜的溫度、壓力及長(zhǎng)時(shí)間停留后進(jìn)行高溫?zé)崃?/p>

3、化和縮合反應(yīng)，生成油氣和焦炭。油氣從焦炭塔頂流出至分餾塔，焦炭殘留在焦炭塔內(nèi)。通常，焦炭塔都是成對(duì)設(shè)置，當(dāng)一臺(tái)焦炭塔內(nèi)生焦至所設(shè)定的高度時(shí)，通過(guò)四通閥將原料油切換至與之對(duì)應(yīng)的另一臺(tái)焦炭塔以保證生焦的連續(xù)進(jìn)行，該焦炭塔進(jìn)行冷焦、切焦和預(yù)熱等操作，其中冷焦操作主要包括吹汽、給水、放水等步驟。吹汽是自焦炭塔底向塔內(nèi)吹蒸汽，目的是汽提焦炭中的油氣，使焦炭形成多空隙結(jié)構(gòu)，以利于后續(xù)的冷焦；給水是自焦炭塔底向塔內(nèi)注水，將焦炭冷卻至適宜溫度，使焦炭固化和避免切焦過(guò)程的自燃；放水是待焦炭冷卻到合適溫度后停止注水，由焦炭塔底排放塔內(nèi)積水。

4、吹汽及初期給水過(guò)程產(chǎn)生的高溫油氣和蒸汽送至分餾塔或放空塔處理，給水后期焦炭塔頂溢流水和塔底排放水統(tǒng)稱(chēng)為冷焦水，該部分水需要在裝置內(nèi)處理和利用，其基本原則是盡量減少冷焦及放水過(guò)程中蒸汽及6污染物的排放，同時(shí)避免冷焦水帶油帶焦影響其循環(huán)利用。冷焦放水處理需解決的主要問(wèn)題有：一是放水流量很不穩(wěn)定，開(kāi)始放水時(shí)流量很大，之后迅速降低；二是壓力不穩(wěn)定，放水時(shí)壓力為塔內(nèi)水柱的靜壓，隨著放水的逐漸進(jìn)行，壓力不斷降低；三是冷焦放水中存在焦塊、焦粉及油等，容易帶來(lái)堵塞等問(wèn)題。隨著延遲焦化工藝的不斷發(fā)展，冷焦水處理工藝也持續(xù)改進(jìn)，本文就焦炭塔

5、冷焦及冷焦水處理技術(shù)進(jìn)行闡述和探討。2．焦炭塔冷焦工藝?yán)浣故菍⒗浣顾畯牡撞克腿虢固克?duì)焦炭進(jìn)行冷卻，冷焦工藝按其原理分主要有兩種：溢流冷焦和浸泡冷焦（簡(jiǎn)稱(chēng)泡焦），兩種工藝都是從焦炭塔底部給水進(jìn)行冷焦。溢流冷焦是持續(xù)給水直至裝滿(mǎn)焦炭塔，然后冷焦水從塔頂溢流，通過(guò)冷焦水大量溢流將焦炭冷卻至所需要的溫度。泡焦是當(dāng)冷焦水上升至焦炭塔內(nèi)所設(shè)定的水位（需要淹沒(méi)最大生焦高度）時(shí)，停止底部給水，通過(guò)水的蒸發(fā)來(lái)降低焦炭的溫度。泡焦過(guò)程中，如焦炭塔內(nèi)水位下降過(guò)快時(shí)，需要及時(shí)補(bǔ)水，以確保冷卻效果。溢流和泡焦兩種工藝基本特點(diǎn)如下表。冷焦方式項(xiàng)目

6、溢流冷焦浸泡冷焦備注冷焦原理冷焦水溢流，顯熱冷焦水蒸發(fā)，潛熱冷焦能耗較高較低焦炭冷后溫度較低較高流程設(shè)置較復(fù)雜較簡(jiǎn)單其它冷焦溢流水易帶油，處理較麻煩油被吸附焦炭孔隙中，冷焦水處理較簡(jiǎn)單上表是兩種冷焦工藝的基本特點(diǎn)及比較，以下就這兩種工藝及相應(yīng)冷焦水的處理技術(shù)做具體敘述。3．焦炭塔溢流冷焦工藝當(dāng)采用溢流冷焦工藝時(shí)，溢流水的溫度較高，且溢流水易帶油、焦粉及硫化物等，需要對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)處理。目前有兩種常用工藝流程：（1）常規(guī)溢流工藝流程：設(shè)溢流水罐、冷焦放水罐和冷焦冷水罐，并對(duì)溢流水和冷焦放水分別處理。（2）改進(jìn)溢流工藝流程：溢

7、流水單獨(dú)處理，并只處理溢流水，冷焦放水直接至焦池，冷切焦水共用一個(gè)水罐。兩種工藝的原則流程見(jiàn)圖-1及圖-2。6圖-1常規(guī)溢流工藝流程圖-2改進(jìn)溢流工藝流程3.1常規(guī)溢流工藝流程從圖-1可看出，常規(guī)溢流工藝?yán)浣顾幚砹鞒瘫容^復(fù)雜，投資操作費(fèi)用均較高，主要存在以下問(wèn)題：（1）溢流水和冷焦放水進(jìn)罐之前均未設(shè)置過(guò)濾器，清罐的頻次和費(fèi)用均較高；（2）冷焦水系統(tǒng)容易帶油，影響其循環(huán)利用；（3）各儲(chǔ)罐均為拱頂罐，需要設(shè)置氮封，操作成本較高；（4）溢流水溫度高和冷焦放水流量變化較大，對(duì)儲(chǔ)罐沖擊容易導(dǎo)致罐體變形。3.2改進(jìn)溢流工藝流程從圖

8、-2可以看出，該工藝只處理溢流水，冷焦放水直接至焦池，其流程比較簡(jiǎn)單。6溢流水罐為拱頂罐，但其體積較小，冷焦水和切焦水共用一個(gè)罐，這種配置使其投資和操作費(fèi)用均較低。該工藝也對(duì)溢流水罐頂?shù)暮驓怏w進(jìn)行了處理，但未對(duì)冷焦放水進(jìn)行處理，放水時(shí)存在蒸汽彌散及少量含硫氣體釋放等問(wèn)題。4．焦炭塔泡冷焦工藝采用浸泡冷焦工藝時(shí)，不需