延迟焦化封闭脱焦工艺的研究进展与前景

延迟焦化封闭脱焦工艺的研究进展与前景

中石油云南石化有限公司

张毅

摘要：在我国日益严厉的环境保护政策下，传统的高污染型延迟焦化企业面临着严峻的技术挑战。通过对安全环保封闭除焦工艺与罐式封闭除焦工艺的优劣进行了分析，并结合我国实际情况，对今后的发展方向进行了展望。

关键字：延缓焦化；闭式除焦法；焦化油；尘垢

随着世界范围内重质劣化进程的加快，对轻质油的需求量也在增加，因此，延迟焦化在重油重质重油转化中的地位越来越重要。延迟焦化脱碳是一种开放式的工艺，其排放总量高达百万吨，是一个严重的环境污染问题。我国原装置除焦、输焦、脱水、装车等工序均采用露天作业方式，向空气中排放了大量挥发性有机物（VOC）和焦尘，对区域环境造成了严重的污染。

为解决我国焦化行业面临的环境污染问题，我国先后研制出一种新型的延迟焦化密闭输焦工艺，使其在焦化过程中的脱焦和输焦过程达到完全封闭，降低污染物的排放量，达到了环保的目的。

1我国延迟焦化脱焦的情况

延迟焦化技术成熟，渣油转化率高，对原料适应性强，生产成本低，是目前我国主要采用的重质渣油深度加工技术。而延迟焦化设备又是“排污大户”，其对环境的影响一直是困扰我国石化行业的一个突出问题。本公司生产的石油焦属于固态，在生产、运输、贮存时，会产生大量的粉尘和挥发性污染物。脱焦过程中烟尘滚滚，臭气熏天，装车时烟尘弥漫，环境极为恶劣。

目前大部分炼焦厂都是使用常规的储焦槽处理石油焦，其与焦水经焦塔排放至开槽，焦水与焦水分离。焦炭暂存于贮焦槽内，由手推式抓斗卸出。由于除焦、脱水、储存和装车等工序都是敞开式的，因此产生了以下问题：

1)脱炭时，挥发性有机化合物（VOC）、水分蒸发及异味等直接向空气中排出，对环境造成了严重的污染。在卸料和装车过程中，焦炭粉末会形成粉尘污染，而散落在地上的焦粉又会引起周围环境的污染。

2)除尘过程中介质及水蒸汽温度高，作业环境恶劣，作业环境恶劣，作业人员容易出现安全事故及误操作，安全隐患较大。

在国家环保意识日益增强的背景下，我国延迟焦化技术正面临着严峻的挑战，因此，对其进行优化与改造，增强其活力，使其更好地发挥其优势，已成为亟待解决的问题。

2我国封闭脱焦工艺的发展

近年来，在“金山”与“绿水青山”的双重目标下，“金山银山”的发展理念，以及新出台的环境保护政策与规定，石化企业作为污染最严重的行业之一，因此，延迟焦化设备的升级势在必行。本文介绍了一种新型的延迟焦化封闭脱焦工艺，并对其优缺点进行了分析。

2.1安全、环保的封闭除焦工艺

某石化主导研发了一套安全环保的延迟焦化石油焦脱焦、输送和储存配套工艺，形成了一套完整的流程。

其工艺流程为：

1)石油焦：在水力除焦之后，经过底盖机将其送入破碎机，使其粒度在150毫米以下，其中的石油焦和切焦水一起流动到一个密闭的脱水仓内，经过脱水的石油焦，再由垂直螺旋升降机、皮带机等输送到石油焦密闭存储、输送及定量装车系统中进行储存和装车。

2)水分：焦水经脱水仓底部排放，并自行流入集焦池，焦水经浓缩泵送到沉降池进行进一步的分选，沉淀池底部的焦浆被送到脱水仓进行二次分离，沉淀后的水被送到储水池中，供切焦设备回收利用。

3)排出气体：除焦、脱水全过程（含塔顶、脱水仓等）所产生的排气，经除尘、脱硫和除臭后，再与空气混合燃烧，以满足环境要求。石油焦的装车和贮存要实现密闭操作，降低了烟尘的污染，达到了环境保护的要求。

本工艺的亮点：将原有的焦槽改成了干燥槽，使其与焦炭分离，并与现行的延迟焦化生产流程相吻合。与 CCS工艺相比，破碎机、提升机的动力减少了一半左右，同时降低了系统的能源消耗，提高了石油焦的质量。在脱硫工艺中，将烟气的回收与无害化结合起来，达到了较高的环保程度。使用遥控智能化控制，改善了工作条件，减轻了工人的劳动强度。本工艺适用于新、旧厂的改造，缩短了建设周期，降低了投资。

2.2釜式封闭除焦法

研制了一种新型的用于延迟焦化的密闭脱焦脱水工艺，它包括石油焦除焦破碎、脱水和输送装置、水处理装置、尾气处理装置、自动控制装置等。它包括底盖机、破碎机、脱水罐、出料机、皮带输送机、沉降罐、提升泵、澄清罐、切焦水罐、尾气处理设备及电控设备等。除焦系统可以采用 PLC在现场或 DCS中进行自动控制。

罐式封闭除焦和脱水工艺是这样的：在除焦过程中，将从焦炭塔底部出来的石油焦和水混合在一起，用破碎机将其粉碎至合适的粒径（在250毫米以下），然后将其送入脱水仓中进行脱水，经过密封供料机及输送机将其送入装车系统，以确保整个输送过程的密闭。从脱水仓排出的除焦水和细焦粉混合液流入沉降槽，然后用污水泵对含细焦粉的废水进行二次过滤，除去细焦粉和其他固体杂质，然后将二次脱水送到沉淀罐，经过二次过滤后的除焦水被送到切焦罐，以便下一步的除焦水循环使用。在焦炭塔，脱水仓，沉降槽，切焦水箱等装置上设置了废气收集装置，废气由集风机送入废气净化装置，净化后再送入加热炉或排放。

本工艺的要点：除焦之后，利用脱水槽对其进行脱水，对其进行脱水，然后通过封闭输送带进行脱水，在切焦、输送、脱水和除焦水净化等整个过程中，都是完全封闭的，没有任何气体和粉尘逸出。该方法具有高效、高智能、低劳动强度、低火灾、低事故等特点，且系统功耗比S-CCHS低，动设施更少，系统可靠性更高，对延迟焦化机组的平稳运行具有重要意义。本工艺的脱水槽设置在焦炭塔下部，具有较高的空间利用率，不适合旧厂的改造。

3延迟焦化封闭脱焦工艺的发展前景

目前国内有超过100台延迟焦化装置，其中30余台已经成功进行了改造并投入使用，其中罐式密闭除焦技术已经投产使用了两台，目前都在正常运转，技术适用于老装置改造项目，罐式密闭除焦技术适用于新建延迟焦化项目，由于老装置技术设备和布局不尽相同，针对老装置改造项目仍需开发多样化的环保型密闭除焦技术。

我国延迟焦化未来的发展方向是高端化、绿色化、智能化、数字化，本项目拟研制一种专用的石油焦密闭输送及脱水运输机，该运输机将石油焦与水一起送入输送机，输送机内设有过滤网，在输送时边提升边沥水，脱水后的石油焦经刮板机输送至堆场或脱水罐，沥出的水通过机体内的排水口离开运输机泵送至储水罐，经二次过滤、沉降等工序处理后，可作为除焦水继续循环使用。在机身的上方设置排气口，除尘时产生的有害烟气经该集气口流入排气处理装置，从而达到了“全封闭”脱焦工艺。本项目提出了一种特殊的密闭输送和脱水运输机，既可以直接设置在原有焦槽中，又可以设置在焦池对面，实现不停机切换，在改造旧设备时，可以缩短改造时间，甚至不需要进行改造，改造成本较低，是今后焦化密闭除焦厂改造的发展方向。

参考文献：

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