灵活焦化工艺简单介绍

一、工艺描述：

该装置包括以下几个单元：反应单元（反应器/洗涤塔，燃烧器及气化器），分馏塔，FLEXIGAS净化单元及焦炭处理。

反应器/洗涤塔

原料经特殊设计的管口以喷雾状的形式进入反应器，从而在热的流体状的焦炭颗粒表面形成一层薄雾。重烃组分热裂解为较轻的气相烃组分和焦炭。气相烃组分在进入洗涤塔之前先经旋分器分离除去其中的焦炭颗粒。在洗涤塔内气相烃组分通过与原料进行换热从而被冷却，同时收集残留的焦炭粉末。经洗涤塔冷却后的重烃组分与新鲜原料混合后又循环至反应器。气相烃组分从洗涤塔塔顶抽出经焦炭分馏塔分离成下游需要的烃组分。热裂解过程是一个吸热过程，原料裂解需要的热量，显热及气化热由来自于加燃烧器的热焦炭提供。

燃烧器

在燃烧器内，高温气体和来自于气化器内的热焦炭与来自于反应器的循环焦炭接触，在高温气化器和低温反应器之间扮演者换热器的角色，与此同时，燃烧器将部分FLEXGAS 和焦炭燃烧，从而更好的控制燃烧器床层的温度。从燃烧器返回到反应器的焦炭的温度越高，送往回收和净化单元的FLEXGAS的温度就会越高。

气化器

焦炭从燃烧器流入汽化器与蒸汽和空气反应生成FLEXGAS(CO,CO2，H2，杂质及惰性物质）。与其他的气化工艺不同，用空气代替氧气从而省去了昂贵的空气分离装置。气化反应温度也比较低，从而容器的材质可以选择成本较低的碳钢。由于气化器内处于还原状态，因此焦炭中的硫主要转化成H2S及少量的COS而不是SOX。H2S较SOX更容易除掉。焦炭中的氮元素转化成NH3和N2.气体经气化器塔顶流入燃烧器底部，从而使焦炭流化并传递热量，从而升高燃烧器床层的温度。

焦炭气化的程度可以根据装置的灵活性进行改变。如果原料中的金属含量和钠含量较低，那么所有的FLEXGAS就可以被消耗掉，从而焦炭的气化率达到96%以上，剩余的焦炭作为灰尘被回收。如果对FLEXGAS的需求降低，通过抽出代替气化焦炭来使其产量减少。如果原料中的金属和钠含量比较高，需要抽出一定量的床层焦炭来控制气化器中的灰分含量。

分馏塔

在洗涤塔内发生部分分馏，反应器内的气相烃组分与新鲜原料接触，将返回至反应器内进一步转化的较重组分进行冷却，然后烃产品流入焦炭分馏塔分馏成不同的组分（包括焦化链烷烃，焦化馏分及焦化汽油，这些组分流入FLEXGAS装置界区外进行进一步的处

理，从焦化分馏塔出来的较轻组分被送往气体压缩和烃组分回收单元。

FLEXGAS净化单元

从燃烧器来的FLEXGAS流经蒸汽发生装置生成较大量的高压蒸汽，并通过附加的三级旋分器和一个文丘里洗涤器除去残留的焦炭粉尘，最后，经过FLEXSORB 胺吸收单元除去其中的硫化氢得到H2S＜10wppm的干净气体，H2S气体可以经壁炉燃烧掉或经其他燃料燃烧器比如锅炉除掉。

FLEXGAS装置内将需要一套专用的FLEXGAS高架火炬用于装置的开工，停工及其他紧急情况。火炬的处理量将在基本设计规格书（BDS)中给出，业主需根据工程标准要求及当地的规定对高架火炬的规格提出要求从而进行详细的设计。

焦炭处理单元

在第三级旋分器抽出的底焦和焦炭粉经气动分别输送至底焦仓和干粉仓。底焦仓同时被用作装置运转期间的产品储存，来自于文丘里管洗涤器的焦炭淤浆经脱水机和带式过滤机压缩生成滤饼。

二、FLEXICOKING装置原料

表1给出了原料特性及相应的收率，真空（减压）渣油只是FLEXICOKING装置的一种代表性原料，如果减压渣油中混入一种较轻的原料组分，那么低于循环组分分馏点那些组分将会在洗涤塔内发生闪蒸，经反应器而直接进入分馏塔。

原油中或减压渣油中的硫含量不是影响FLEXICOKING装置的决定性因素，但是它会

影响到下游液体精制单元及FLEXIGAS处理单元及脱硫装置，残炭值能很好的反应焦炭的数量，因为残炭值的测定是模拟焦炭工艺得到的，镍值、钒值及钠值都非常重要，因为它们集中在焦炭中，对最大汽化率有重要的影响。

EMRE建议用热量使FLEXICOKING装置和减压装置结合在一起，因为原料温度很高（大约300℃），这一点非常重要。但是，不同于其他的焦化工艺，因为原料经来自于反应器的气相烃组分在洗涤塔内换热，因此原料不需要进行预热处理，但是，如果原料温度低于300℃，则需要一台原料预加热炉对原料进行加热。

原料中钠含量高于高限25ppm,需对原料进行处理，降低钠含量以满足原料规格要求。

三、物料平衡和产品收率

表2显示的是以表1中原料作为反应原料得到的产品收率及相应的FLEXIGAS生产的物料平衡，热裂解得到液相产品、LPG、燃料气及焦炭，原料产品的质量取决于原料特性及反应操作过程，原料中的轻组分将在洗涤塔内发生闪蒸直接进入分馏塔，表中提到的总焦炭量指的是反应器内转化为焦炭的数量，仅用于完全的烃转化物料平衡的情况。从表中可以看到，大部分的焦炭被汽化，只有净焦炭量是从装置中得到的焦炭产品的量，从装置中抽出的净焦炭量需要进行金属精制处理，FLEXICOKING装置一般设计的汽化率为95%-96%。

FLEXIGAS平衡表明的是汽化的焦炭和注入的蒸汽和空气的量之间的平衡，净产品FLEXIGAS收率，需考虑到FLEXIGAS净化单元中除去的酸性气和水分的量，燃料气的百万瓦特值，LPG及FLEXIGAS产量均在表中给出。

FLEXICOKING液相产品性能

表3给出了液相产品的性能，该性能如果需要的话，可进一步优化到满足需要的规格，通过调整液相组分的分馏点来实现，因为液相组分是经热裂解得到，主要是烯烃需要进一步稳定，液相组分一般需经过加氢处理。

表5表明的是从装置中抽出的产品焦炭的数量及特性，底焦是从燃烧器中抽出的焦炭，如果原料中的金属或钠含量较高，需进行另外的底焦抽出操作以防止在循环焦炭中积累起来的金属或钠导致汽化生成汽渣，如果原料中的金属或钠含量较低，则不需要另外的底焦抽出操作，另外可以通过抽出底焦的量来降低FLEXIGAS的产量。

干粉在旋分器内被回收，而湿粉在文丘里洗涤塔内被回收，湿粉一般作为滤饼被回收，含有大约50%的水分，但是表中提到的三种焦炭产品均是在干态下，因为产品焦炭中集聚金属，有时候，需卖到金属回收装置进行镍和钒的回收，由于汽化反应，所以焦炭中的硫含量比较低。