120万吨每年延迟焦化装置项目可行性研究报告.docx
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120万吨每年延迟焦化装置项目可行性研究报告
第一章总论
第一节项目名称及承办单位
1、项目名称：
120万吨/年延迟焦化装置项目
2、建设单位及负责人：
项目建设单位：
山东成达新能源科技有限公司
建设单位性质：
有限责任公司
建设单位法定代表人：
蔡军普
建设单位住所：
山东省滨州市博兴县湖滨工业园
项目建设地点：
山东省滨州市博兴县湖滨工业园
建设规模：
年120万吨延迟焦化
3、可行性研究报告编制单位
Xxx
第二节编制依据和原则
一、编制依据
1、依据山东成达新能源科技有限公司《120万吨/年延迟焦化项目建议书》。
2、原料及产品价格依据现行市场价格及山东成达新能源科技有限公司提供的数据，并参照其它企业的同类装置数据。
二、编制原则
1、延迟焦化装置以减压渣油为原料，生产规模为120万吨/年，年开工按8000小时计算。
2、为降低产品的生产成本并使装置具有国内先进水平，采用国内先进成熟可靠的炼油工艺和设备，做到技术先进、经济合理、操作可靠。
3、认真贯彻国家关于环境保护和劳动保护的法律法规；尽量采用“绿色环保工艺”，减少环境污染，确保排放物符合环保要求；认真贯彻安全第一预防为主的指导思想。
对生产中易燃易爆有毒有害物质采取切实可靠、行之有效的防范及处理措施。
4、装置工艺过程控制采用集散控制系统（DCS），有效提高全厂的自动控制水平及综合管理水平，提高装置的转动可靠性，降低生产工人的劳动强度。
5、装置所需循环水、新鲜水、净化风、非净化风、蒸汽等可由界区外按界区条件提供，公司变电所能满足装置用电量。
第三节项目背景及建设的必要性
山东成达新能源科技有限公司始建于2008年，是一个以石油炼制为主的大型化工企业，公司占地面积1700多亩，总资产达20亿元，现有员工100多人，其中工程技术人员21人。
延迟焦化是转化渣油的基本手段，工艺流程简单、技术成熟、投资费用低、操作简单易行，对各种渣油原料的适应性大，脱碳彻底，随着原油变重和对轻质油品需求的增大而被人们越来越重视。
采用热裂化方法将渣油转变为汽油、柴油、蜡油、液化气和石油焦，生产的汽油、柴油进入加氢精制装置将会获得合格的产品，蜡油进入催化裂化装置继续生产汽油、柴油和液化气，增加催化裂化装置原料量，也将获得较好的效益，石油焦作为燃料，一吨石油焦的热值相当于两吨左右煤炭,该产品价格高,市场前景广阔;副产品干气为制氢装置提供原料。
延迟焦化装置不仅能改善产品质量，而且确保了渣油的销路，具有较高的经济效益和社会效益。
渣油进行深加工符合国家《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》中关于石化行业的适应原油结构、油品品种结构调整和提高油品质量的炼油改造以及重油深度加工的政策。
延迟焦化装置技术成熟，在国内外许多炼油企业有成功的操作经验，不存在技术风险。
第四节研究结果
一、工艺技术方案
本装置渣油加工技术采用延迟焦化工艺。
延迟焦化是较深的脱碳过程，将价值较低的渣油转化成价值较高的汽油、柴油、蜡油、液化石油气等轻质产品,并副产部分石油焦和干气，工艺技术成熟，产品增值较高，操作简单，生产的干气为制氢装置提供优质原料。
利用延迟焦化装置，与加氢精制，催化裂化联合生产，不仅能够获得高质量的油品，而且具有一定的经济效益，该技术适合xxx集团有限公司目前的实际情况。
二、主要技术经济指标
1、原料
延迟焦化装置原料来自200万吨/年重交沥青装置渣油及外购，每年将加工渣油120万吨。
2、产品
装置产品为汽油16.68万吨/年、柴油32.4万吨/年、焦炭30.12万吨/年、蜡油24万吨/年、液化气2.4万吨/年等。
3、能耗——19MJ/吨
4、占地面积——17300m²
5、装置定员57人。
6、主要经济指标
总投资：
38000万元
其中：
建设投资：
27412万元
年均销售收入：
324614万元
平均流转税金及附加：
8526万元
平均所得税：
2643万元
投资回收期：
7.58年
财务内部收益率：
18.93%
总投资利润率：
22.6%
其它指标详见附表—1。
三、结论
1、装置原料来自200万吨/年重交沥青装置及其外购，供应可靠。
2、装置所产汽油、柴油进加氢装置处理，可产优质汽柴油。
3、装置采用的技术先进、成熟、可靠。
4、装置的各项技术经济指标较好，具有良好的经济效益。
综上所述，本焦化装置采用的技术是先进可靠的，经济上合理可行。
第二章原料来源、生产规模及产品方案
第一节原料来源及规格
一、原料来源
本装置原料来自200万吨/年重交沥青装置渣油及部分外购。
二、渣油规格
渣油规格见表2-1-1渣油规格表
表2-1-1渣油规格表
项目
质量指标
相对密度，d
0.9797
运动粘度，mm2/S不大于
671.2
残炭，%（重）
13.3
含硫量，%（重）
1.35
第二节生产规模及产品方案
根据全厂常减压装置原油加工能力及渣油收率等实际情况确定延迟焦化装置的渣油处理能力为120×104吨/年，年操作时数8000小时。
装置主要产品为干气、液化气、汽油、柴油、蜡油、石油焦。
焦化汽油、柴油进加氢装置精制生产优质汽柴油；焦化蜡油可作为催化裂化装置原料，或用于调和燃料油；焦炭除作燃料外，还可用作高炉炼铁之用；焦化干气进制氢装置用作制氢的原料。
焦化产品规格见表2-2-1汽油、柴油、蜡油规格表及表2-2-2石油焦规格表。
表2-2-1汽油、柴油、蜡油规格表
项目
粗汽油
柴油
蜡油
相对密度，d
0.7084
0.8323
0.87
含硫量，%（重）
0.068
0.0725
0.450
辛烷值（MON）
55
十六烷值
54
凝固点，℃
-12
30
胶质，mg/100ml
0.60
120
粘度，mm2/S
3.85（20℃）
38（100℃）
表2-2-2石油焦规格表
项目
质量指标
挥发分，%（重）
8.17
灰分，%（重）
0.17
水分，%（重）
0.12
硫，%（重）
1.22
第三章工艺技术方案
第一节工艺技术路线比较及选择
一、技术状况和技术特点
渣油加工技术有重油催化裂化、溶剂脱沥青、氧化沥青、道路沥青和焦化等多种方法。
重油催化裂化技术近年发展很快，是最重要的原油二次加工手段，能够彻底解决石蜡基原油的渣油问题，中间基、环烷基原油蒸馏后所得渣油全部进入重油催化裂化，目前技术难以达到。
该厂加工原油的多样性和复杂性决定了依靠重油催化裂化是不能根本解决渣油问题。
氧化沥青生产建筑沥青技术简单成熟、投资少，但产品市场太小，经济效益不高。
道路沥青市场广阔，生产道路沥青与加工原油的性质有关系很大，通过氧化、调和等手段，可以生产出符合一定质量标准的沥青产品，但该厂大量的渣油性质差异太大，全部生产道路沥青，存在着技术经济等许多问题。
溶剂脱沥青，包括丙烷脱沥青、丁烷脱沥青、超临界抽提等多种技术方案，主要生产催化裂化原料，存在着工艺流程长，操作复杂，脱油沥青没出路等问题，虽然能够生产部分裂化原料，产生的效益不足以弥补加氢精制装置发生的费用，总体经济效益不高。
延迟焦化是较深的脱碳过程，将价值较低的渣油转化价值较高的汽油、柴油、蜡油、液化石油气等等轻质产品并副产部分石油焦和干气，工艺技术成熟，产品增值较高，操作简单，生产的干气作为制氢装置的优质原料。
利用延迟焦化装置，与加氢精制，制氢装置，催化裂化装置联合生产，不仅能够获得高质量的油品，而且具有一定的经济效益。
二、工艺方案选择
通过各种技术方案比较，延迟焦化可处理多种原料，如原油、常压重油、减压渣油、沥青等含硫量较高及残碳值高达50%的残渣原料，以至芳香烃含量很高的催化裂化澄清油等，而且过程简单、投资和操作费用较低；山东成达新能源科技有限公司有重交沥青装置和重油催化裂化装置与之配套，因此根据山东成达新能源科技有限公司的实际情况，选择渣油延迟焦化技术比较适合公司目前的实际情况。
公司延迟焦化装置以减压渣油为原料。
三、工艺流程特点
1、工艺上采取了焦炭塔安装料位计，选择合适炉出口温度，在炉管中注入适量的蒸汽，选择合适的炉管强度，降低加热进料中的钠含量，稳定焦化炉管出口温度等延长了焦化装置操作周期。
2、优化装置设计，合理选择工艺参数，降低原料和燃料消耗。
3、优化换热流程，合理利用余热能位，提高有效能效率。
4、采用DCS控制系统，具有运转平稳，操作可靠的特点，并因而大大地提高了装置的可靠性。
第二节工艺流程简述
一、工艺流程简述
减压渣油自重交沥青装置进本装置原料油缓冲罐，经与装置柴油、蜡油换热之后进焦化分馏塔下部，在此与焦炭塔顶来的高温油气直接接触，进行传热和传质。
原料油中轻馏分被加热进入蒸发层高温油气中；重馏分被冷凝后进入塔底，然后加热达500℃左右进入焦炭塔，在焦炭塔内经过裂解和缩合，最后生成油气（包括富气、汽油、柴油和蜡油）和焦炭。
油气由焦炭塔顶进入分馏塔。
而焦炭结聚塔内。
塔内焦炭经蒸汽、水冷却后开钻除焦。
焦炭进入贮焦池脱水，然后经抓斗吊车装汽车出厂。
从焦炭塔顶逸出的油气和水蒸汽的气体混合物进入分馏塔，分馏出富气、汽油、柴油和蜡油。
塔顶油气（富气、汽油和水蒸汽）与软化水换热冷却后进入塔顶油水分离罐，汽油从罐底抽出，送至吸收塔上段作为吸收剂。
顶循环回流抽出后与软化水换热返回。
柴油自流入柴油汽提塔，经汽提轻组分返回主塔，汽提后的柴油经柴油泵和软化水换热，一部分冷却后送出装置，另一部分再进一步冷却作为再吸收塔的吸收剂。
中段回流油抽出后与软化水换热出装置。
重蜡油从集油箱中抽出作为稳定塔底重沸器热源，冷后一部分作为回流返回，另一部分和软化水换热出装置。
焦化富气自油水分离罐顶部抽出，进入富气分液罐，冷凝下来的液体经泵加压后送到气压机出口分离罐，罐顶气体进入压缩机，压缩富气经空冷、水冷后进入气压机出口分离罐。
罐顶的压缩富气进入吸收塔下部与粗汽油和稳定汽油逆流吸收富气中的轻烃。
吸收塔顶分出的贫气进入再吸收塔与再吸收塔底的富吸收油返回分馏塔上部。
气压机出口分离罐分出的凝缩油和吸收塔底油均进入解吸塔上部，塔底加热，塔顶分出的少量的轻烃进入分离罐再次平衡。
解吸塔底油作为稳定塔进料稳定塔底加热，塔顶分出的液化气与软化水换热后经稳定塔顶回流罐分出少量干气，一部份并入干气管网，另一部分至加热炉作燃料。
罐底的液化气经液化气泵一部分作为回流返回稳定塔顶，一部分送出装置。
稳定塔底汽油与凝缩油换热后经空冷器冷却到40℃，一部分出装置，一部分稳定汽油经泵升压后到吸收塔上部作吸收剂。
二、主要操作条件
主要操作条件见表3-2-1主要操作条件表
表3-2-1主要操作条件表
名称
操作条件
炉出口温度℃,辐射
500
炉出口压力,MPa
0.4
炉子热效率,%
86
分馏塔顶温度,℃
110
分馏塔底温度,℃
385
焦炭塔挥发线,℃
425
焦炭塔线速,m/s
0.15
循环比
0.4
第三节装置物料平衡
该装置物料平衡见表3-3-1延迟焦化装置物料平衡表
表3-3-1延迟焦化装置物料平衡表
名称
产量
（万吨）
产量
%
备注
原料
减压渣油
120.00
100.00
产品
干气
12.468
10.390
2.468万吨/年用作装置燃料
液化气
2.40
2.00
液化气+汽油+柴油+蜡油=62.9%
干气+甩油+损失+焦炭=37.1%
汽油
16.68
13.9
柴油
32.40
27.00
蜡油
24.00
20.00
焦炭
30.12
25.10
甩油
1.692
1.410
损失
0.24
0.20
合计
120.00
100.00
第四节平面布置及选材原则
一、遵守的主要标准、规范
《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058—92
《建筑设计防火规范》（GB50016－2006）
《石油化工工艺装置布置设计通则》SH3011—2000
二、平面布置的原则和特点
1、装置平面布置满足现行的防火、防爆规范，方便操作检修和施工。
2、采用“同类设备相对集中的流程式”布置方式。
3、原则上将泵布置在管桥下面，空冷器布置在框架上。
4、充分考虑设备的检修场地。
5、充分考虑装置设备的维修、消防、生产操作等所需通道。
6、压缩机厂房采用半敞开式布置（即采用压缩机棚）。
7、压缩机棚、管桥及框架等构筑物采用钢结构。
8、装置占地面积：
约17300㎡。
三、管道器材选用原则
1、执行《石油化工企业管道设计器材选用通则》SH3059—94。
2、管子执行GB/T8163—1999、GB9948和GB/T14976—94等标准。
第五节自动控制
一、自动控制水平
1、装置对自动控制的要求
延迟焦化装置对加热炉出口温度、循环比、系统压力等工艺操作要求较高，生产过程要求平稳、安全操作。
综合装置的工艺特点、生产规模及仪表控制系统现状，结合目前仪表自动化技术不断更新、仪表自动化水平不断提高的特点和今后仪表的发展趋势，装置的自动控制系统将选用一套先进的集散控制系统（以下简称DCS），所有重要参数送DCS进行显示、记录、调节、报警，实现装置的集中监视/控制。
考虑到操作的安全、可靠，为本装置设置一套紧急停车及安全联锁系统（以下简称ESD），以确保人员和设备的安全。
建成后该装置的自动控制水平将达到目前国内外同类型装置的先进水平。
2、装置的自动控制水平
（1）装置采用DCS监视、控制和操作，实现工艺生产的过程控制。
DCS融合了计算机技术、通讯技术和图形显示技术，以微处理器为核心，对生产过程进行集中操作管理和分散控制，具有精确度高，可靠性好和维护工作量少等特点。
可为实现先进控制和优化控制创造良好的环境。
装置采用ESD实现工艺生产的紧急停车与安全联锁控制。
（2）为便于今后生产管理上的需要，操作站安装在中央控制室，中央控制室内设操作室、工程师站室、上位机室、机柜室、仪表维修室、DCS值班室、UPS室、空调机室及辅助房间。
在本装置区内（非防爆区）设置现场机柜室及仪表值班室、UPS室，DCS/ESD系统的控制站，控制站和操作站之间通过双向通讯方式相联系。
（3）可设置应用计算机或上位计算机。
在实施基本控制、多参数综合操作与管理的基础上，逐步实现先进控制和优化控制。
（4）可实现全厂的分级管理，在本装置建立基本控制级，在基本控制级的基础上，进一步实现先进控制和优化控制，并逐步实现工厂计算机过程控制和计算机信息管理系统一体化（即管控一体化CIMS-ComputerIntegratedManagementSystem），实现对各工艺装置、储运系统及公用工程的实时和历史数据进行信息交换，对生产过程进行模拟计算、实时优化、调度、排产、计划、决策等，最终实现全厂管控一体化。
（5）设置必要的成熟可靠的质量分析仪表，对生产过程中的关键参数进行监测、控制，以提高产品收率，保证产品质量，并为实施先进控制打好基础。
（6）进出生产装置的原料及产品，辅助系统及公用工程等设置相应的计量仪表。
3、主要安全技术措施
（1）本装置生产过程中的物料多为易燃介质，根据防爆等级划分和全装置的统一考虑，装置内的仪表尽量选用本质安全型，配用安全栅构成本质安全防爆系统。
（2）根据工艺特点和要求，除DCS的超限报警措施外，还设置具有冗余容错功能的紧急停车及安全联锁系统（ESD&SIS，以下简称ESD）实现事故的预报警、报警及联锁停车，以确保人员及设备的安全。
（3）根据装置的特点、工艺需要及防爆要求，在有可能有易燃、易爆及有毒气体泄露的危险场所，设置可靠的可燃性气体/有毒气体检测仪表，与DCS构成报警系统。
（4）中央控制室、机柜室和活动地板下设置感温、感烟探测器构成的火灾报警系统。
二、仪表选型
1、DCS
DCS应选用目前生产的技术先进、性能优良、有成功运行经验的控制系统，并能满足下列性能要求：
具有较高的可靠性；
功能强化的操作站；
智能化I/O接口和强有力的运算控制功能；
开放型通讯系统；
完善、可靠的系统软件及强有力的自诊断功能。
2、ESD
ESD应选用目前生产的技术先进、性能优良、可靠、有成功运行经验的控制系统，并满足下列性能要求：
ESD选用具有冗余容错功能的可编程逻辑控制系统；
高的可靠性；
独立设置；
带通讯接口
完善、可靠的系统软件及强有力的自诊断功能。
3、现场仪表
（1）仪表选型应先进可靠，减少品种，方便维修；
（2）现场检测仪表（变送器），一般采用智能型仪表；
（3）调节阀一般采用国外合资或引进技术生产的产品，部分关键的、有特殊要求的或高温高压调节阀选用国外进口产品；
（4）进出装置的原料和产品计量选用国外或引进技术生产的高精度流量计，一般过程控制的流量检测元件选用节流装置；
（5）重要的在线质量分析仪表从国外引进；国内应用成熟可靠的在线质量分析仪表，由国内生产并供货。
三、主要自动控制方案及控制系统规模
1、主要过程控制方案
延迟焦化装置主要的复杂控制有炉出口温度与混和燃料气流量串级调节、顺序控制、优化控制、程控调节、联锁、管理以及专家事故诊断功能。
2、主要安全联锁方案
（1）加热炉自动安全联锁系统
（2）气体压缩机控制联锁。
（3）四通阀控控制联锁。
3、DCS、ESD规模与系统配置
（1）DCS规模
I/O点数（不含备用量）：
AI150点
AO42点
TC82点
DI40点
DO24点
（2）ESD规模
ESD点数统计：
DI26点
DO10点
PI12点
（3）DCS的系统配置
①硬件配置
DCS系统的结构为：
DCS控制站+工程师站+操作站。
全装置采用一条冗余的局域通讯网，联接所有的控制、检测和操作设备。
网络及设备包括工程师站、PLC接口以及网络级历史数据存储设备等相关设备。
焦化装置DCS控制站，控制回路和重要检测点的I/O卡，控制器及相应的设备均为冗余，系统必须共用一个冗余的局域通讯网。
对系统的硬件设备，要求能在线故障自诊断、排错报警、无差错自动切换及维修提示。
各种卡件应当允许带电插拔及更换。
控制站所有智能变送器的输入必须配智能I/O卡，以便能在DCS操作站与现场的智能变送器之间进行数字通讯。
焦化装置DCS操作站的所有外设及接口应是通用的，硬盘驱动器、软盘驱动器、显示器、通用键盘、鼠标、打印机等应当是商业化可互换的。
每个操作站应配有自己独立的主机，并能管理工艺装置的各个操作分区，可在权限的管理下进行切换。
焦化装置设置一个工程师站，接在局域通讯网上，用于系统管理和组态维护及修改。
工程师站要配备一套操作台（包括CRT、键盘、鼠标等外设）、一台激光打印机、一台磁带机，一台只读渔船驱动器（CDROM）。
②软件配置
包括全套的过程控制软件，全套的操作系统软件。
工程师站配备历史数据记录、数据库管理、网络管理、电子表格、高级语言等应用软件及工具软件，以便进行系统生成和开发。
③操作画面
操作员画面有：
菜单画面、总貌画面、分组画面、单点显示画面
报警总貌画面、分区报警画面、趋势组画面、单点趋势画面、用户流程画面等。
工程师画面有：
系统组态画面、用户生成画面、高级语言编程画面、系统诊断画面、系统维护画面等。
（4）ESD的系统配置
①硬件配置
ESD系统的结构为：
ESD控制站+组态站+操作站。
焦化装置ESD控制站采用高可靠性的实时故障容错控制系统。
ESD控制站、组态站及操作站采用标准的串行接口进行通讯。
操作站必须带有硬盘驱动器、软盘驱动器及光盘驱动器、显示器、能用键盘、鼠标、打印机等。
操作站所有的外设及接口应是通用的，硬盘驱动器、软盘驱动器、渔船驱动器、显示器、通用键盘、鼠标、打印机等应当是商业化可互换产品。
组态站为台式PC机，其硬件配置不低于操作站。
组态站配备1台激光打印机。
②软件配置
ESD系统必须配备全套的过程控制软件、事件记录顺序SOE（SequenceofEvent）功能软件和其他必要的应用软件，操作站必须配备全套的操作系统软件、通讯软件，实现与DCS系统进行通讯及ESD系统内部的通讯，组态站必备组态软件。
③操作画面
操作员画面有：
菜单画面、总貌画面、分组画面、单点显示画面、报警总貌画面、分区报警画面、用户流程画面等。
四、主要现场仪表如下表
主要现场仪表见表3-5-1主要现场仪表
表3-5-1主要现场仪表
仪表名称
单位
数量
备注
温度仪表
双金属温度计
支
31
铠装热电偶
支
61
表面热电偶
台
1
智能温度变送器
台
7
压力仪表
普通压力表
块
60
不锈钢压力表
块
6
流量仪表
法兰式取压节流装置
套
18
气体质量流量计
台
3
电磁流量计
台
1
楔式流量计
台
2
液位仪表
双色玻璃板石英管液位计
台
15
双色筒体透光式玻璃板液位计
台
1
高压玻璃板石英管液位计
台
2
气动单元组合仪表
电/气转换器、电/气阀门定位器
台
42
空气过滤减压器
台
42
电动单元组合仪表
变送器
智能压力、差压变送器
台
56
智能变送器手持终端
台
1
外浮筒液位变送器
台
5
浮球式液位开关
台
1
安全栅
台
208
信号分配器、报警设定器
台
12
分析仪表
可燃气体检测变送器
台
16
H2S气体检测变送器
台
5
便携式H2S气体检测报警仪
台
1
氧化锆烟气氧含量分析仪
套
2
在线色谱分析仪
套
1
执行器
调节阀
台
42
五、设计采用的标准、规范
《过程检测和控制流程图用符号和文字代号》GB2625-81
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范及条文说明》GB50058-92
《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008
《石油化工自动化仪表选型设计规范》SH3005-1999
《石油化工控制室和自动分析器室设计规范》SH3006-1999
《石油化工企业信号报警、联锁系统设计规范》SHJ18-90
《石油化工企业仪表保温及隔离、吸洗设计规范》SHJ3020-2001
《石油化工企业仪表供气设计规范》SHJ3021-2001
《石油化工仪表配管配线设计规范》SH3019-1997
《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》
SH3063-1999
《石油化工仪表接地设计规范》SH3081-1997
《石油化工仪表供电设计规范》SH3082-1997
《石油化工分散控制系统设计规范》SH/T3092-1999
《石油化工紧急停车及安全联锁系统设计导则》SHB-Z06-1999
《石油化工仪表安装设计规范》SH/T3104-2000
第六节主要设备选择
120万吨/年延迟焦化主要设备见表3-6-1120万吨/年延迟
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