120页-山东某石化公司年产100万吨延迟焦化装置建设项目可行性研究报告(优秀甲级资质).doc

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1. 总论
1.1项目概论
1.1.1项目名称
年产100万吨延迟焦化装置建设项目
1.1.2项目承担单位名称及负责人
项目承担单位：山东某石化公司
法人代表：张某
项目负责人、联系人：张某
地址：某某经济开发区
1.2.1项目承担单位概况
省略。
1.2项目背景及投资意义
1.2.1项目背景
现在营口地区和周边所拥有的油品加工单位较多，但各油品加工单位的加工能力较少、加工技术简单、产品指标与市场要求有一定的差距。因此其副产品及公司现有市场的开发为公司今后的发展打下良好基础。
山东某石化公司为摆脱营口地区油品加工单位多，市场竞争激烈的现状，依据公司临近大营铁路和盘海营高速公路及南邻鲅鱼圈港的便利的条件，拟通过外部采购渣油、重油（辽河、中海36-1、中海32-6俄罗斯M100燃料油），规划新建一套100×104t/a延迟焦化装置。并充分利用、挖掘公司老区现有的生产装置功能和公司老区现有的辅助工程、公用工程系统、消防设施、通讯设施、卫生设施等能力和潜力，使其在最小的资金投入情况下获得最大的经济效益。
1.2.2工程范围及投资意义
山东某石化公司现已拥有一套15×104t/a的常减压蒸馏装置，2×104t/a的罐储能力和配套的油品装卸设施。公司在现有设施的基础上通过增建一套100×104t/a延迟焦化装置、3000吨硫磺回收装置、制氢、焦化加氢等配套附属设施，将使该公司在市场竞争中增加抗风险能力，并且新建装置所产生的经济效益可以成为山东某石化公司新的经济增长点，对企业的稳定和发展有重要的意义。
1.3经济分析指标
表1-1　经济分析指标表
序号
名 称
单 位
数量或指标
备 注
一
建设规模

1
100×104t/a延迟焦化装置
万t/a
100

2
3000吨硫磺回收装置
t/a
3000

3
制氢装置
t/a
50

溶剂油加氢装置

燃料油加氢装置

二
产品方案

1
溶剂油
万t/a
15.80

2
凝析油
万t/a
2.0

3
燃料油
万t/a
42.5

4
蜡油
万t/a
6.2

5
石油焦
万t/a
26.5

三
公用工程用量

1
水
m3/h
725

2
电
kW
3546

3
蒸汽
t/h
5.75

四
占地面积
M2
300000

五
建筑面积
m2
3000

六
运输量

1
运入量
t
100

2
运出量
t
100

七
新增定员
人
500

八
项目投资数据

1
报批项目总投资
万元
75157

1.1
建设投资
万元
65857

1.2
铺底流动资金
万元
9300

九
经济效益数值及指标

1
销售收入
万元
313933.95
年平均值
2
利润总额
万元
17702.32
年平均值
3
总成本
万元
290756.05
年平均值
4
投资利润率
%
18.28

5
投资利税率

23.93

6
投资回收期
年
6.91

7
盈亏平衡点
%
24.87

1.4建设期
建设期2年。
1.5公用工程
公用工程、罐区与200万t/a重交通道路沥青配套使用。

-
第一节100×104t/a延迟焦化装置
2.1项目范围
本项目的设计范围为100×104t/a延迟焦化装置一套。
100×104t/a延迟焦化装置所需要配套的储运设施、供水、供电、供汽、供风等公用工程条件以及火炬设施和消防设施等，由公司在现有的条件情况下，通过另立扩能改造项目进行调整和完善等手段来满足要求。
2.2研究结果
本项目是山东某石化公司现有的储运工程、公用工程和基础设施的基础上，通过建设100×104t/a延迟焦化装置，并充分利用、挖掘公司老区现有的生产装置功能和公司老区现有的辅助工程、公用工程系统、消防设施、通讯设施、卫生设施等能力和潜力，可提高山东某石化公司的市场竞争能力，在发展中求生存。
装置物料平衡情况见下表：
序号
物料名称
收率wt%
产量104t/a
一
原料

1
重油、M100燃料油
100
100
2
小计
100
100

二
产品

1
凝析油
2.05
2.05
2
干 气
6.95
6.95
3
溶剂油
15.80
15.80
4
锅炉燃料油
42.50
42.50
5
蜡 油
6.20
6.20
6
焦 炭
25.5
25.5
7
小 计
100
100
公用工程消耗情况见下表：
序号
物料名称
收率wt%
产量104t/a
1
新鲜水
2t/h

2
循环水
725 t/h

3
软化水
1.5 t/h

4
脱氧水
15.0 t/h

5
电
3958kw

6
1.35Mpa蒸汽
0 t/h
消耗与产出平衡
7
燃料气
3312m3/h

8
净化风
330 m3/h

9
非净化风
270 m3/h

2.3原料和产品的市场分析
2.3.1 原料市场分析
山东某石化公司地处东北，原料资源充足且国家的大营铁路直至公司院内。沈大高速、盘海营高速公路依厂而过，公司依辽河主航道承建万吨级油码头，可停靠万吨级油船。因此，山东某石化公司具有便利的运输条件和油品装卸条件，可以保障外购原料能够以较低的成本进入公司。
根据近几年对辽河油田的重油市场跟踪分析得出，营口地区重油的供应充足，可以满足新建装置对重油的需要。
中海36-1、32-6原油的供给能力较大，其相关的重油市场供给较为宽松，也完全可以作为延迟焦化装置的原料。
因此，山东某石化公司100×104t/a延迟焦化装置的原料为地产重油（辽河、中海36-1、中海32-6、俄罗斯M100燃料油）是稳定的合理的。
2.3.2 产品市场分析
我国政府已制定 “十一五”期间国民经济和社会发展计划以及长远发展目标，国民经济持续发展，对能源的需求仍将稳步增长。考虑到GDP增长、人口增长和人民生活质量改善、城市化率提高、技术进步、环境保护、石油投源潜力、替代能源的开发和利用等诸多因素的发展和相互制约，预计未来10年石油产品在一次能源消费构成中的比例将保持目前水平或略有提高。
通过部门调查法的油品终端消费用消费用途预测需求量如下：
2.3.2.1 溶剂油
溶剂油的终端消费主要用作各种石油化工添加剂、调和剂。据有关部门的预测，“十一五”期间，我国用量年均增长率为7.8%，预计未来10年保有量仍将以10%速率增长。根据我国化工行业的发展对2010年的溶剂油需求量为4420×104t。
2.3.2.2锅炉燃料油
锅炉燃料油主要用于交通（公路、铁路、水运）、农业、渔业和工业、陶瓷业、电力部门。近几年，我国农用柴油车蓬勃发展，极大地影响着我国成品油的消费结构，对燃料油的需求远大于对柴油的需求。预计未来的10年我国燃料油消费比例基本保持2：1左右。在燃料油需求量的预测中，还有一些不确定的因素，如随着农民的收入增加，部分农用车的使用者可能转向汽车或摩托车；出于节能和环保的要求，国家对油耗多、尾气排放不达标的农用车严格限制；加入WTO后，政府对国内汽车行业的保持逐步取消，私人轿车将有较快的发展，使汽油消费增幅加大，而燃料油消费增幅相对减缓。根据农业、电力、陶瓷等各行业发展对2010年柴油的需求量为9210×104t。
2.3.2.3 蜡油
延迟焦化蜡油是石油二次加工装置一催化裂化装置的优良原料之一，催化裂化装置将使低附加值的蜡油转化为高附加值的液化气（LPG）等是催化裂化装置的最佳原料有较大需求。
2.3.2.4 石油焦
随着我国近年来石油焦的产量不断提高，国内对石油焦需求的稳定增加，近几年石油焦的出口量不断增加。石油焦按其含硫量和灰分等主要指标分为3级和6级等。石油焦主要用途为冶金碳素行业用焦、有色铝行业用焦、燃料市场行业用焦和水泥行业用焦四类。冶金碳素行业对石油焦质量的要求较高，一般以1#焦为首选原料，2#焦次之。有色铝即3#焦为主，2#焦为辅。水泥行业需求对象为高硫焦即3#焦。随着环保要求的提高，国际上对燃料焦的硫含量也在不断降低，以防止硫对大气的污染。
2.4工艺装置
2.4.1工艺技术选择
2.4.1.1 原料性质
本装置的原料为外采重油，拟定的重油性质见下表：
项 目
单位
性质
备注
密度（20℃）
g/cm3
1.0698

运动粘度
80℃
mm2/s
3648

100℃
mm2/s
821.3

闪点（开口）
℃
178

残炭
m%
13.9

水分
m%
2.73

酸值
mgKOH/g
12.8

凝点
℃
32

灰份
m%
0.16

C
m%
86.50

H
m%
10.86

S
%
0.38

N
M%
0.58

族组分
饱和烃
-
m%

芳烃
-
m%

胶质
m%
23.5

沥青质
m%
3.8

蜡含量
m%
1.76

金属
Ni
mg/kg
99.7

V
mg/kg
1.7

Va
mg/kg
14.5

Al
mg/kg
4.9

Fe
mg/kg
51.2

Cu
mg/kg
0.2

Ca
mg/kg
356

馏程
初馏点
℃
263

5%
℃
323

10%
℃
361

30%
℃
460

50%
℃
530(46.5%)

2.4.1.2 加工方案选择
从拟定的重油性质数据可看出，该重油密度大、粘度高、金属镍、残碳以及沥青质等含得很高。其性质已类似国内所产一般原油的减压重油。列表比较如下：

拟定
重油
大庆减压重油
胜利减压重油
任丘减压重油
中原减压重油
辽河减压重油
相对密度d20
1.0041
0.9220
0.9698
0.9653
0.9424
0.9717
馏程，℃
全馏程
>500
>500
>500
>500
>500
康氏残碳，（重）
13.92
7.2
13.90
17.50
13.30
14.0
硫，%（重）
0.38
0.17
1.95
0.76
1.18
0.37
运动粘度mm2/s
80℃
3648.54
/
/
/
/
/
100℃
821.29
104.5
861.7
958.5
256.6
549.9
重金属含量ppm
V
1.8
0.1
2.2
1.2
7.0
1.5
Vi
94.8
7.2
46
1.42
10.3
83
Fe
99.7
/
/
/
/
36.8
占原油，%（重）

42.9
47.1
38.7
32.3
39.8
根据国内采用重油延迟焦化加工工艺的同类装置运行数据和生产经验看，本工程推荐采用延迟焦化方案。延迟焦化方案是一种投资较少，工艺成熟的重油轻质化加工工艺。
重油延迟焦化所产油品经加氢后，可做成品燃料油高傲组分。延迟焦化蜡油20℃的密度0.99g/cm3、含硫0.42%（m/m）、含氮、0.62%（m/m），可作为山东某石化公司催化装置的原料。
延迟焦化干气中含有较高的H2S组分，考虑到环保要求，在加工流程中考虑了处理延迟焦化干气的气体脱硫及硫磺加收装置。
由于本方案延迟焦化所产石油焦为低硫焦，且数量不大，可以考虑出售，如果一时打不开市场，也可作燃料掺入煤中供附近的热电厂使用。
2.4.1.3产品收率
物料名称
收率wt%
产量104t/a
备 注
凝析油
2.05
2.05

干 气
6.95
6.95

溶剂油
15.80
15.80

锅炉燃料油
42.50
42.50

蜡 油
6.20
6.20

石油焦
26.5
26.5

小 计
93
93

2.4.1.4 产品性质
溶剂油、锅炉燃料油
项 目
单位
溶剂油
燃料油
蜡油
密度（20℃）
g/cm3
0.7490
0.8861
1.0281
凝点
℃
/
-16
18
实际胶质
mg/100ml
18
478
/
C
m%
85.16
86.27
88.69
H
m%
13.81
11.95
9.03
S
m%
0.20
0.31
0.42
N
m%
340
1808
0.62
闪点
℃
/
95
204
溴价
GBr/100ml
49.0
22.6
/
酸度
mgKOH/100ml
14.9
21.7
0.2
残炭
m%

0.51
0.62
馏程

IP
℃
48
214
313
10%
℃
81
232
355
30%
℃
110
254
369
50%
℃
132
277
385
70%
℃
149
302
399
90%
℃
169
334
431
EP
℃
185
355
/
2.5 工艺技术方案
2.5.1 焦炭塔直径的选择
焦炭塔是延迟焦化装置的关键设备之一。焦炭塔的大小主要取决于装置的处理能力、原料性质、操作循环比、操作温度及压力、生焦时间等。在原料性质、加工能力确定后，通常根据循环比、操作压力、生焦时间来确定焦炭塔的尺寸。延迟焦化装置的操作压力一般是确定在0.16~0.18MPa（g）,低压操作虽然可以提高液收，但装置的投资会增加。生焦时间在国外普遍采用16~18小时，国内大都是24小时，本设计按国内水平仍采用24小时。由上可以看出，对焦炭塔尺寸的确定有调节的主要是循环比。根据重油的特点，由石油化工科学研究院试验确定，该延迟焦化装置的设计采用大循环比，其主要目的是减少质量较差只能作为燃料油的延迟焦化蜡油产率和防止弹丸焦的生产。
根据有关生产经验，装置的循环比为0.8~1.0。本设计对不同的循五比分别计算了焦炭塔的直径，当循环比大于0.9时，特别是循环比为1.0时，焦炭塔的直径采用φ8400，但焦炭塔的高度略有增加。大循环比操作产品分布好，但设备投资大，能耗高。低循环比操作产品分布差，但设备投资少，能耗低。本设计针对循环比为0.8和0.92对应焦炭塔φ8400和φ8800的对比如下。
不同循环比下的产品分布对比数据
项目
循环比0.92
循环比0.8
收率比0.92
×104t/a
收率/wt%
×104t/a
富气
9.38
9.38
9.0
9.0
溶剂油
16.72
16.72
15.8
15.8
燃料油
43.17
43.17
42.5
42.5
蜡油
3.92
3.92
6.2
6.2
石油焦
26.8
26.8
26.5
26.5
合计
100
100
100
100
由上表可见循环比由0.92降低到0.8蜡油增加2.27×104t/a，溶剂油减少0.92×104t/a，燃料油减少0.67×104t/a。但总液收提高0.68%。
不同循环比下的设备对比数据
项目
循环比0.9~1.0

规格
重量及说明
规格
重量及说明
焦炭塔
φ8800×23000
247t/台
φ8400×24500
235t/台
放空塔
φ4000×30211
95t/台
φ4000×17000
85t/台
高压水泵
P=30.5MPa

P=28.5MPa

高压胶管
P=42MPa

P=32MPa

除焦控制阀
P=42MPa

P=32MPa

四通阀
DN250

DN250

电动球阀
DN250

气动闸阀

DN300

φ8800焦炭塔国内使用经验较少，相应的材料、水力除焦机械设备还未国产化，使用引进率较高。φ8400焦炭塔国内使用经验较多，相应的材料水力除焦机械设备基本已实现车产化，相对可节省给1000万元投资。
综合产品分布和设备投资的比较结果，操作的循环比建设在0.8~0.9之间操作，焦炭塔采用φ8400直径，设备投资少，燃料消耗也减少约3000t/a，可以作到适时投入、适时产出。
2.6 工艺技术特点
a、采用一炉二塔的工艺路线。加热炉采用国内技术先进的双幅射室多火嘴卧管立式炉，并采用双面辐射、多点注汽、双向烧焦等技术。加热炉的炉效率可达90%。加热炉火嘴采用扁平焰、低NOx火嘴，以减少环境污染。
b、分馏塔底油部分换热，控制塔底油温度稳定。
c、采用循环油汽液相错流接触洗涤技术，以减少蜡油焦粉夹带。
d、采用高效的条型浮阀塔板，提高塔分馏的弹性，使之更适合优化分馏塔的操作工况。设燃料油、中段、蜡油和原料重油的换热，尽可能的利用分馏塔的地剩热来加热原料，提高热利用率。同时由于原料和燃料油、中段、蜡油均有换热，便于分馏塔取热比例的调整和换后重油温度的控制。在工艺流程设计中，采用分馏塔内直接换热和馏份油外循环的技术调节循环比。
e、采用一段塔式油吸收的密闭放空技术，减少焦炭塔吹汽对环境的污染，以及污油的回用。
f、设焦炭塔的注消泡剂设施，降低泡沫层高度减少焦粉夹带。为准确检测焦炭塔的焦炭及泡沫层高度，设置中子料位计，准确确定注入消泡剂的时间。
g、焦炭塔采用无堵焦阀暖塔工艺流程，缩短了焦炭塔的油气预热时间，避免了堵焦阀时预热甩油拿不净，切换四通阀引起突沸问题。
h、加热炉采用空气预热器预热空气，提高炉子的热效率。设加热炉的余热回收系统、加热炉进料量和炉膛温度检测与燃料气控制的“本安型”联锁控制。
i、焦炭塔采用双塔单井架水式除焦方式，节省约20%的钢材。
j、焦炭塔水力除焦系统采用先进的PLC安全自保联锁系统。该技术可以有效实现水力除焦工作的顺利进行和安全操作。
k、延迟焦化富气采用压缩一级吸收脱硫的工艺技术方案，减少富气中轻烃的夹带，以利于脱硫的安全操作。
l、冷焦水处理部分采用罐式隔油分离、旋流离心分离罐和密闭冷却的工艺技术，减少占地和环境污染。
m、切焦水处理部分采用高速离心分离、过滤、罐式贮存等技术，减少占地和环境污染。
n、急冷油采用中段回流油，减少大油气管线的结焦。
2.7主要操作条件
项 目
单位
数 值
备 注
焦炭塔顶压力
MPa(g)
0.17~0.18

循环比
R
0.8~0.9

焦炭塔塔顶温度
℃
440~450

焦炭塔塔底温度
℃
488~495

油气入分馏塔温度
℃
415~420

原料进装置温度
℃
95

加热炉辐射出口温度
℃
496~500

分馏塔顶压力
MPa（g）
0.11

塔顶温度
℃
~115

顶循抽出温度
℃
~148

燃料油抽出温度
℃
~235

中段抽出温度
℃
~295

蜡油抽出温度
℃
~340

2.8 工艺流程
2.8.1 延迟焦化部分
延迟焦化原料进入装置界区后，首先经过顶循原料油换热器、燃料油换热器分别与顶循油、燃料油换热至130℃左右，通过电脱盐罐脱盐脱水后，然后与延迟焦化柴油换热，入原料油缓冲罐，原料由原料泵抽出，先后经原料中段回流换热器、蜡油原料油换热器后进入分馏塔下段换热区，在此与来自焦炭塔的热油气（415℃）接触换热，原料油中蜡油以上重馏份与热油气（415℃）中的被冷凝的循环油一起流入塔底，用加热炉进料泵抽出打入加热炉的对流段，流经辐射段被快速升温到500℃，然后经四通阀入焦炭塔底部。在换热段上部设喷淋设施，使上升油气与喷淋油错向流动洗涤，以除去焦粉。
循环油和原料油中轻蜡油以上馏份，在焦炭塔内由于高温长停留时间，产生裂解、缩合等一系列反应，最后生成富气、溶剂油馏份、燃料油馏份、蜡油等液体产品和石油焦。焦炭结聚在塔内。高温油气经燃料油馏份急冷后，流入分馏塔换热板下。
从焦炭塔顶流出的热油气入分馏塔换热段，与原料油直接换热后，冷出的循环油落入塔底，其余大量油气升经五层换热板及喷淋油错向流动洗涤后进入集油箱以上分馏段。从下往上分馏出蜡油、燃料油馏份、溶剂油馏份和富气。
分馏塔蜡油集油箱的蜡油由蜡油泵抽出，经蜡油原料换热器，换热后分成二股物流：一股返向分馏塔作集油箱上回流，另一股先后流经蜡油蒸汽发生器、蜡油脱氧水换热器、蜡油软化水换热器。其余又经后冷器冷到80℃送出装置，蜡油集油箱下用240℃或340℃热回流。
中流回流从11层板抽出，由中段回流泵压送后，经中段回流换热器，换热后返回14层板作回流。
燃料油馏份从第17层板由柴油泵抽出，先后经燃料油原料油换热器，再生塔底重沸器，又经燃料油富吸收油换热器，再经燃料油后冷器冷到55℃后分为二股；一部分为燃料油馏份出装置去加氢装置进行后续加工，另一部分经吸收燃料油冷却器冷到40℃，经燃料油吸收泵打入燃料油吸收塔作为干气吸收剂用。自燃料油吸收塔底返回的富吸收燃料油经与燃料油换热后，作为分馏塔燃料油回流。
为了保证来自系统的脱硫燃料气入加热炉火嘴前不带凝液，燃料气先与分馏塔顶回流经换热器换热，经与燃料气换热或旁路后的顶回流由顶回流泵压送到顶回流空冷器冷却到60℃返回到第31层，控制塔顶温度。
塔顶油气经塔顶空冷器，后冷器冷却到40℃流入分馏塔顶油气分离罐，溶剂油馏份可由泵送出装置进行后续加工。延迟焦化富气经压缩机入口分液罐后进入富气压缩机。
焦炭塔吹汽、冷焦产生的大量高温蒸汽及少量油气进入接触冷却塔，从顶部打入蜡油馏份，洗涤下油气中的燃料油馏份。塔底重油用泵抽出，送经水箱冷却器冷却后，一部分作为重油段顶回流。控制顶部气相温度180℃左右，另一部分在液面控制下送出装置或回炼。重油段顶油气及大量蒸汽直接进入空冷器。重油段增设重沸脱水器，回用装置及焦化厂污油。
当来自焦炭塔的气相温度低时，顶部水蒸汽及少量轻烃经空冷器、后冷器冷到40℃进入塔顶气液分离罐，分出的污水由泵送入冷焦水池或作水洗段顶回流，并可送往酸性水汽提单元处理。不凝气排入瓦斯放火矩系统。
本部分相关的工艺流程见附图说明。
2.8.2 压缩吸收脱硫部分
自延迟焦化部分来的富气经离心压缩机升压到1.3MPa，然后经富气冷却器，冷却到60℃后，又进入冷却器，冷却到40℃进入富气分液罐，分液后的气体进入燃料油吸收塔经燃料油吸收，脱去C5组份，吸收塔顶流出干气去气体脱硫塔，塔底吸收燃料油在塔底液面控制下自压返回分馏塔作回流。
脱硫后干气作炉用燃料气，多余气体并入瓦斯管网。来自再生塔的贫液经贫液富液换热器、贫液冷却器冷却到40℃。流入溶剂贮罐，然后用脱硫贫液泵抽出压送经贫液过滤器后进入脱硫塔，另一部分送往硫横回收单元作脱硫溶剂。再生塔顶酸性气经再生塔顶冷凝后气液两相流入再生塔顶回流罐分液，酸性气经压控去硫磺回收单元，酸性冷凝水作再生塔顶洗涤回流用。再生塔底重沸器用燃料油加热。
本部分相关的工艺流程见附图说明。
2.9自控水平
2.9.1概述
本设计的主要内容包括延迟焦化部分、压缩吸收部分、气体脱硫部分、高压水泵及水力除焦部分和冷、切焦水处理部分。由于介质具有易燃，易爆，易腐蚀等特点，因此对装置的自动控制水平提出了很高的要求，不仅要求控制系统具有先进性，更应具有安全性和可靠性。
为了满足延迟焦化装置对自动化的要求，自动控制系统将采用具有国际先进水平的分散型控制系统DCS，利用其生动的人机界面和丰富的控制运算功能，对确保装置连续生产的工艺参数均集中在控制室进行控制、指示、记录。对一些操作中变化较大，较重要工艺参数设有超限报警。所有转动设备的启停信号也均送至DCS进行指示。DCS具有显示全面、直观、控制可靠、优质，操作方便、准确，与根据延迟焦化装置特点选用的一次仪表相配合，使全装置能够安全、平稳、长周期、满负荷和高质量的运行，为装置的先进控制、优化控制和信息管理建立基础，并且为全厂实现计算机数据处理和生产管理创造条件。
延迟焦化加热炉是装置的核心设备，为延迟焦化加热炉设置的安全联锁保护系统，能够保证延迟焦化加热炉的安全。安全联锁保护系统安全等级符合TUV和AK6级。
对装置进料、产品、蒸汽、水等经济核算指标按不同要求设有流量累积指示。
压缩机及高压水泵的控制及联锁系统随设置成套。
在可能泄漏而聚可燃气体和有毒气体的地方，设有可燃气体浓度报警仪和有毒气体浓度报警仪。
2.9.2 主要控制方案
延迟焦化加热炉出口温度与燃料气以及空气组成双交叉式比率控制。
加热炉辐射段入口设置流量控制，并设置低流量报警及联锁。
为防止炉管局部过热而结焦烧坏炉管，部分炉管管壁设有铠装表面热电偶检测。
在焦炭塔上、中、下部位设置双套料位监测，分别设置中子料位计和表面热电偶，中子料位计可直接显示焦炭塔内的料位，表面热电偶监测焦炭塔表面温度可间接反映塔内料位的变化，以便及时采取措施，防止塔内料位过高。
加热炉设氧化锆分析仪，对加热炉烟气中的O2含量进行监测。
在所有测量介质为重油的塔和罐的液位一律设置双套远传液位计，增加一次仪表的可靠性。
加热炉注汽管设流量控制。
接触冷却塔顶温度由回流量串级控制，塔底液位由污油外甩量控制。
设置必要的可燃气体和有毒气体报警器，并在DCS上指示报警。
2.9.3 主要仪表选型
2.9.3.1 DCS控制系统
DCS控制系统硬件配置
操作站
4台
工程师站
1台
报警打印机
1台
报表打印机
1台
激光打印机
1台
安全联锁保护系统
安全联锁保护系统硬件配置
SOE站
1台
工程师站
1台
事故报警打印机
1台
灯屏及按钮操作台
2台
控制柜、端子柜按安全联锁保护系统I/O点数配置
安全联锁保护系统I/O点数
模拟量输入
20点
数字量输入
60点
数字量输出
40点
控制柜、端子柜、安全栅柜按DCS控制系统I/O点数配置
DCS控制系统I/O点数
检测回路
控制回路
模拟量输入
196点
模拟量输入
112点
热电偶输入
220点
热电偶输入
36点
脉冲量输入
12点
脉冲量输入
176点
数字量输入
150点
数字量输入
20点
2.9.3.2现场仪表
温度仪表、压力仪表、流量仪表、液位仪表、就地液位分析仪表、调节阀、安全栅。
加热炉设置氧含量分析仪。
安全栅选用齐纳式安全栅。
2.9.3.4控制室
本次设计设置一个控制室，共两层，每一层面积为27×15（m）,下层分别设有控制室、机柜室、工程师室、UPS室及空调机室等，上层设置必要的办公设施和控制室的其它辅助设施。
2.9.3.5 仪表供电
仪表用电由一套380VAC 50HZ 30KW不间断电源为DCS、联锁保护系统及其它仪表供电，另一套为24VDC冗余电源，容量为3KW，为需24VDC外供电的仪表供电。
2.9.3.6仪表供风。
仪表供风采用净化风，其压力>0.5MPa，用风量为150m3/h。
2.9.3.7主要仪表清单
内 容
数 量
备 注
分散型控制系统（DCS）
1套

安全联锁系统
1套

双金属温度计
238支

热电偶
236支

压力表
312支

压力开关
14台

玻璃板液位计
55台

浮筒、浮球淤位变送器
10台

简易雷达液位计
7台

质量流量计
6台

电磁流量计
2台

超声波流量计
1台

热导流量计
4台

孔板
118套

变送器
278台

插入式氧化锆分析仪
4台

单、双座（笼式）调节阀
97套

两位式快速切断阀
35套

角阀
10套

三角阀
5套

蝶阀
11套

气动长行程执行机械
20套

自立式调节阀
20套

ASCO电磁阀
38套

可燃气体浓度报警器
16台

H2S浓度报警器
8台

仪表盘、柜
3套

空气过滤器减压阀
172

电/气转换器
18

阀限位开关
16

自动灌隔离液系统
1套

冗余24V直流电源箱
2台

电源分配器
3台

安全栅
700台

隔离器
20台

中子料位计
6点/套

气动压力变送器
2台

3.主要设备选择
3.1加热炉部分
本装置加热炉采用国内先进技术。由于循环比在0.8—0.9之间，所以加热炉负荷较大，为满足加热炉辐射段高冷油流速、短停留时间及炉膛热强度温度分布的均匀性要求，要本装置加热炉拟采用一台双面辐射加热炉。
本加热炉部分包括一台延迟焦化加热炉和一套烟气余热回收系统。
3.2延迟焦化炉
a、本炉采用水平管双面辐射箱式炉炉型。
b、由于本装置延迟焦化加热炉进料为环烷酸含量较高的重油，为此其对流炉管的材质选用ASTM A213 TP316L。
c、辐射段采用双面辐射，炉管的材质拟选用ASTM A335 P9。每管程分别设备多个管壁热电偶，以监测正常操作或烧焦时的管壁温度，以防浇坏炉管，增加加热炉操作的安全性。
d、燃料器采用低NO型扁平焰气体燃烧器。
e、为减少炉壁散热损失，提高加热炉热效率，该炉辐射室侧墙、端墙及炉顶均采用耐火纤维制品衬里结构，对流室及烟囱衬里采用BQJ型轻质浇注料。
3.3烟气余热回收系统
a、为回收高温烟气的余热，采用一套余热回收系统，采用热管式空气预热器。换热后的冷烟气排入大气；换热后的热空气进入炉底风道供燃烧器燃烧使用。
b、通、引风机的电机采用变频，以节省操作费用。
c、加热炉系统的总体热效率可达90%。
d、对流出口烟气温度，通风机、引风机等各主要控制点均进行联锁控制，事故状态时或报警、或紧急停车，保证装置的安全操作。
3.4机械部分
3.4.1概述
本设计采用有井架水力除焦方式，配备二套水力除焦机械设备，并共用一套水力除焦程序控制系统。设计中本着既满足生产要求又节约投资的原则，采用国产设备。
水力除焦原理及过程简述如下：由高压水泵来的高压水，经管线引至焦炭塔顶平台操作室，再由四条支管分别引至井架中部平台，经高压胶管、风动水龙头、钻杆，最后从水力钻孔切焦器喷嘴喷出，射在焦炭塔内的焦层上，利用高压水射流的轴心动压力和总打击力，使塔内焦层破碎、脱落，实现水力除焦。脱落的焦炭和水的混合物经斜溜槽流入储焦池内，由抓斗吊车进行倒焦，以及将焦炭抓装到火车或卡车上，运出装置。由于本装置处理的是渣油，焦炭塔直径达到8.4m，单位生焦量每日达到766t。为了满足生产和储焦的要求，储焦池容积暂按1000m3考虑；另外为了满足倒焦和装车的特殊要求，设计中选用两台防爆桥式抓斗起重机。
另外，装置中配置一台富气压缩机组，用于将延迟焦化富气升压。考虑到全厂汽电平衡特殊要求，压缩机采用防爆型高压同步电机驱动。暂不用变频调速控制。该机组主要包括：压缩机主机、主电机、增速箱、联合底座、润滑油系统、仪表控制系统、中间气体冷却器、中间气液分离器和其他辅助设备等。
3.4.2主要设备
序号
内 容
数量
1
电动液压塔底盖装卸机
1台
2
风动水龙头
2台
3
钻机绞车
2台
4
自动水力钻孔切焦器
2台
5
钻杆
2根
6
固定滑轮组
2台
7
游动滑轮组
2台
8
防爆电动四通阀
1个
9
防爆电梯
1台
10
除焦水控制阀及水力除焦控制系统
1套
11
高压胶管
2根
12
高压除焦水泵
2台
13
球型隔离阀
2台
14
防爆型抓斗起重机
2台
15
富气压缩机组
1套
3.4.3设备部分
3.4.3.1焦炭塔
焦炭塔2台，直径φ8400mm，塔体材料采用15CrMoR。此材料已在上海石化φ8400mm焦炭塔上首次运用，已运行多年，并已通过专家技术鉴定。目前国内多家焦化厂采用此钢板制造焦炭塔。根据原料含硫量<1%，环烷酸在高温下腐蚀性很小，可不选用不锈钢复合格。
3.5.3.2延迟焦化分馏塔
分馏塔是延迟焦化产品分离的关键设备，分馏塔采用φ4200/
φ4400mm塔径，塔内设31层条形浮阀，8层换热挡板。塔体材质为20R+316L复合板，塔内件材质采用316L。
3.4.3.2设备防腐
延迟焦化装置所炼重油为低凝环烷酸油，酸值高达12.8mgKOH/g，会对设备产生高酸腐蚀环烷酸为有机酸，腐蚀能力受温度影响。220℃以下环烷酸不发生腐蚀，以后随温度上升腐蚀逐渐增加，在270--280℃腐蚀最大，温度再提高腐蚀又下降。到350℃附近腐蚀又急骤增加，400℃以上就没有腐蚀了。此时，渣油中环烷酸基本气化完毕，气流中酸性物浓度下降。针对本装置的腐蚀情况，现对设备防腐进行说明。
A、塔类
焦炭塔：由于操作温度在440--488℃之间，环烷酸腐蚀性很小，可不选用不锈钢复合板，仅按疲劳容器选用15CrMoR。
延迟焦化分馏塔：由于操作温度在115--420℃之间，覆盖两个环烷酸腐蚀剧烈的区域，因此必须选用不锈钢复合板，壳体材质为16MnR+316L，塔内件材质全部采用316L。
接触冷却塔：由于操作温度在370--420℃之间，环烷酸腐蚀性较小，可不选用不锈钢复合板，壳体采用碳钢20R即可。
B、容器
容器材质全部采用碳钢。
C、冷换设备
冷换设备中的中回原料油换热器和蜡油原料油换热器壳体、管箱采用16MnR+316L，其他设备采用碳钢，并根据需要在壳程和/或管程采用防腐涂料或渗铝措施。
D、空冷器
空冷器中的分馏塔顶回流冷却器管入口插入厚0.7mm，L=250mm钛套管。
3.4.4装置设备表
装置设备表见下表所示。

工艺设备表（塔、容器、反应器类）
序号
编号
名 称
数量(台)
材质
金属重量（kg）
操作介质
操作条件
规格及内部结构
保温（备注）
总重
合金钢重
温度
（℃）
压力（Mpa）(G)
一

塔类

1
C-1101/1-2
焦炭塔
2
15CrMoR

230000×2
重油，焦炭油气，水
440/448
0.18/0.25
φ8400×24500（切）整体热处理
复合硅酸盐保温
2
C-1102
延迟焦化分馏塔
1

231000

重油，油气蒸汽
250/420
0.13/0.20
φ4200×φ4400×48500(切)31层条阀，8层换热板，喷淋器
复合硅酸盐保温

其中
复合板壳体

16MnR+316L

149000

不锈钢内件

316L

45000

3
C-1103
接触冷却塔
1
20R
112000

油气，蒸汽
370/420
0.12/0.25
φ4000×17000(切)换热档板14层，有加热盘管
复合硅酸盐保温

其中