延迟焦化加工劣质渣油的技术探讨

分析了劣质渣油特别是减压深拔后渣油的性质及其对延迟焦化装置的影响。原料密度大、沥青质和残炭比值大的原料易产生弹丸焦。原料的残炭值越高、芳烃/沥青值的比值越小、金属含量越高,则导致加热炉炉管越易结焦、生焦率提高、分馏塔下部和焦炭塔顶油气管线易结焦、分馏塔上部易结盐。硫含量的增加加剧了设备的腐蚀,安全及环保压力增大。通过进一步优化和完善延迟焦化工艺设计,如考虑生产弹丸焦的设计、优化加热炉的设计和操作、增设防焦设施、增设在线洗盐措施、采用全蜡油下回流脱过热工艺和定量控制循环比、提高设备及阀门的可靠性并增加安全联锁、增设环保措施等,充分发挥现有延迟焦化装置加工劣质渣油的作用。     

延迟焦化加热炉辐射进料结焦性能的研究

通过对不同循环比延迟焦化辐射进料性质分析和不同循环比辐射进料的热稳定性试验，得出了增加循环比可以降低辐射进料中的沥青质含量，提高辐射进料的芳烃与沥青质比，减缓加热炉管结焦的结论。向辐射进料中加入富含芳烃的催化裂化澄清油不仅可以提高辐射进料的沥青质含量和芳烃与沥青质比，而且可以提高辐射进料的临界分解温度，抑制沥青质和甲苯不溶物的生成，缩短辐射进料分解后在低温高压炉管范围内的流动距离和停留时间，有利于进一步减轻焦化炉管的结焦。     

延迟焦化加热炉过剩空气量对其运行周期的影响

延迟焦化装置加热炉过剩空气量不仅影响其热效率,还影响加热炉的运行周期。介绍了加热炉炉管结焦机理,分析了影响加热炉炉管结焦的影响因素,利用专业的焦化加热炉工程设计软件,考察过剩空气量对焦化加热炉对流段和辐射段热负荷、炉管表面热强度、炉管管壁温度及火焰燃烧温度的影响,同时分析了对焦化加热炉炉管运行周期的影响。通过考察,某石化公司延迟焦化加热炉过剩空气量从5%(y)提高到13%(y),炉膛温度由715.8℃降至709.4℃,炉管管壁温度由510.3℃降至505.8℃。结果表明:过剩空气量稍高可适当降低辐射炉炉管的表面热强度,从而降低辐射炉炉管的表面温度及辐射炉炉管内的结焦倾向,延长运行周期。     

优化设计延长焦化加热炉的开工周期

对延迟焦化装置加热炉的工艺设计进行了说明 ,重点分析了单面辐射炉炉管结焦的原因以及在设计中针对炉管结焦原因所采取的一些措施。对新设计的双面辐射加热炉的特点进行了简要说明 ,并将单面辐射炉和双面辐射炉的工艺设计参数进行了比较 ,表明双面辐射加热炉是焦化加热炉发展的必然趋势     

焦化加热炉扩能改造

介绍了对延迟焦化装置焦化加热炉进行扩能改造的情况 ,分析了辐射炉炉管结焦的原因以及在改造中针对炉管结焦所采取的措施。通过对焦化加热炉的改进 ,提高了焦化装置的处理能力 ,延长了运行周期     

原料劣质化对延迟焦化装置的影响分析及对策

对中国石化洛阳石化公司延迟焦化装置原料劣质化后,装置出现的问题进行了分析,并提出了相应的改进措施。结果表明：当延迟焦化装置原料劣质化（残炭、胶质与沥青质的质量分数分别为27.85%,42.70%）时,会导致装置出现加热炉炉管结焦速率加快,表面温度上升,加热炉出口处管线结焦,焦炭塔石油焦硬度增加,塔底进料压力上升,产品液体收率降低等问题,通过采取将循环比上调至0.30,加热炉出口温度下调4℃,生焦周期减少4 h的优化操作,备用炉室注入蒸汽,回炼废润滑油等措施后,可有效解决上述问题。     

成功解决2^#延迟焦化弹丸焦问题

炼油事业部技术人员经过研究和摸索，解决了20延迟焦化装置首次出现的影响生产稳定的弹丸焦问题。5月中旬，在事业部第一次加工卡斯蒂利亚-蒙多混合原油时，2^#焦化装置生产的焦碳中出现了弹丸焦。焦碳在正常情况下是块状或粉状的，由于卡斯蒂利亚-蒙多混合等原油沥青质含量较高，渣油内残炭和沥青质组分急剧增加，生成大量直径为2～5mm弹丸形状的焦炭，俗称弹丸焦。弹丸焦造成焦炭塔焦碳层部分塌方，物料将过滤器滤网堵死，加热炉炉管结焦，严重威胁了装置的安全生产。为此，车间成立技术攻关小组，通过优化原料配比，降低了焦化装置原料的沥青质含量；对1^#、2^#延迟焦化装置加热炉出口温度进行优化调整，提高焦炭塔操作压力，并增加消泡剂的浓度和注入的流量。     

延迟焦化装置掺炼催化裂化油浆的影响及优化设计

对催化裂化油浆的性质及掺炼油浆对延迟焦化装置造成的影响进行分析,并对延迟焦化装置的设计提出优化方案。催化裂化油浆与减压渣油相比具有黏度低、密度大、康氏残炭小、氢含量低、芳烃含量高、胶质含量低等特点。某新建1.20 Mt/a延迟焦化装置掺炼25%的催化裂化油浆后,石油焦收率增加2.7百分点,轻质油（汽油+柴油）的收率下降5百分点,焦化蜡油收率提高2百分点,总液体收率下降3百分点,焦化蜡油的残炭和芳烃含量、石油焦的灰分和挥发分均增加。催化裂化油浆中的催化剂颗粒在换热器、分馏塔、加热炉、泵及管道内造成磨损和沉积结焦,影响装置长周期运行。通过对换热器折流板形式、加热炉炉型、炉管厚度、清焦方式及分馏塔流程等进行优化设计,能够减少催化剂颗粒在分馏塔及换热器内沉积,减缓加热炉炉管结焦,延长装置运行周期。     

焦化加热炉炉管结焦原因分析及对策

140万t/a延迟焦化装置焦化加热炉进行定向辐射改造后,随着原料劣质化严重和设备日趋老化,暴露出运行周期缩短,检修费用大幅增加等问题。结合加热炉的结构特点及运行现状,分析了造成上述问题的原因,并采取了相应的对策。结果表明,焦化原料中的盐及沥青质含量增加,炉管扩径致使介质在炉管内的停留时间延长是造成该问题的主要原因。在同等的运行条件下,通过依据焦化原料中盐及沥青质的含量,及时调整循环比及反应温度等工艺参数,采取平衡各炉管流量分配,对炉火火焰进行标准化操作调整,在线蒸汽清焦等措施,可使运行周期延长1/3。     

"减缓辐射炉管结焦速率,延长焦化炉开工周期"技术在延迟焦化装置的应用

叙述了“减缓辐射炉管结焦速率 ,延长焦化炉开工周期”技术在延迟焦化装置上的应用情况。大量数据表明 ,该技术通过对加热炉辐射段进料流程及注水流程的改进 ,解决了延迟焦化装置在扩能改造过程中遇到的“瓶颈”问题 ,提高了加热炉的热效率 ,提高了装置处理能力 ,延长了开工周期     

延迟焦化深度裂解技术研究与工业应用

基于延迟焦化工艺本质与炉管结焦机理,采用焦化加热炉管内外过程模拟技术,以控制炉出口介质裂解深度为目标,对1.6 Mt/a延迟焦化装置焦化加热炉进行改造。在加热炉总体结构不变的条件下,采用多项创新专利措施对在役设备进行改造与操作参数优化,提高生焦反应焦化加热炉给热量,结合深度裂解技术,改善产品分布。设备改造后的工况过程模拟结果表明,介质炉出口裂解深度得到提高,生焦反应焦化加热炉给热也明显增加。工业应用结果表明,焦化加热炉采用深度裂解技术后,加热炉的处理能力提高了,达到1.85～1.90 Mt/a;改造后的炉管表面温度比改造前低约80 ℃;烧焦后运行周期从改造前的9个月延长到15个月以上;在原料残炭上升的情况下,石油焦收率和焦炭产率系数均下降,增加了液体产品收率,经济效益明显。改造后该装置可以适应因原料重质化,对扩大焦化装置处理能力和改善产品结构的要求。     

馏分循环对延迟焦化加热炉管结焦规律影响的实验研究

结合克拉玛依石化公司延迟焦化工艺,就馏分循环对焦化加热炉受热结焦规律进行实验研究,主要考察采用不同类型馏分油循环、不同循环比时炉管中结焦趋势的变化规律,并进一步研究循环物流所携带焦粉对炉管结焦的影响规律。结果表明,不同焦化原料的性质(如密度、粘度、残炭等)和组成差别都较大;相对于减压渣油而言,加热炉进料的结焦诱导期较长,表明采样期间的循环焦化方案利于抑制焦化加热炉炉管的结焦。深入研究发现,不同循环馏分都可不同程度抑制炉管结焦,尤其以分馏塔焦化循环油加入后的结焦诱导期最长;随着循环比的增大,结焦诱导期不断延长,但循环比在0.6以上时的影响变化不大;循环馏分携带来的焦粉对加热炉炉管中的结焦具有一定促进作用。     

延迟焦化工艺弹丸焦形成原因和对策

延迟焦化工艺生产过程中有时会产生弹丸焦,通过对渣油生焦机理和形成弹丸焦时的渣油性质进行分析,得出渣油的沥青质含量、金属（V+ Ni）含量高是产生弹丸焦的原因。采取渣油合理掺炼,控制渣油中的沥青质含量不大于9.3%、稳定因子不大于0.30、金属（V+ Ni）含量不大于244μg/g,可以避免弹丸焦产生,另外通过降低加热炉温度,提高循环比和反应压力等优化操作手段,也可以抑制弹丸焦的生成。     

延迟焦化加热炉烧焦-水洗技术的应用

延迟焦化加热炉将原料油迅速加热升温至焦化反应温度,运行一段时间后,辐射炉管易结焦,导致炉膛温度、炉管表面温度升高,炉管传热能力下降,装置处理量降低。以延迟焦化加热炉辐射段炉管为例,针对辐射段炉管结焦、清焦问题,首次采用蒸汽-非净化风烧焦辐射段炉管后,再用除盐水对辐射段炉管进行水洗除焦。结果表明,加热炉辐射段炉管经烧焦水洗后,完全清除了炉管内的结焦和盐垢,装置处理量提高了13.14%,炉管表面温度平均下降了28.17℃,燃料气单耗降低了9.67%,不但延长了加热炉的运行周期,而且提高了装置的经济效益。     

掺炼催化裂化油浆对延迟焦化装置的影响

依托中国石化金陵分公司1.6 Mt/a延迟焦化（简称焦化）装置,研究了催化裂化油浆掺炼比对焦化装置工艺操作、产品分布、产品质量和装置能耗等的影响。结果表明,将油浆掺炼比（w）由5.6%增至12.4%后,装置的汽油、柴油收率降低,蜡油收率提高,焦炭产率提高,焦炭的灰分增加、硫含量降低。油浆掺炼比的增加还会明显增加焦化装置燃料气、蒸汽和电的消耗。此外,掺炼高固含量油浆会引发加热炉炉管结焦,堵塞分馏塔塔底过滤器,加剧设备磨损。因而,可以通过严控油浆掺炼比例、油浆脱固、调整工艺操作等方法降低掺炼油浆带来的影响,保证焦化装置长期稳定运行。     

塔河常压渣油结焦特性及焦化加工对策

基于焦化炉炉管结焦机理和塔河常压渣油的物化性质及热转化反应实验数据，对一次焦化开工过程中的炉管结焦实例进行了剖析；指出用延迟焦化装置加工塔河常压渣油时容易造成焦化炉炉管结焦的原因，提出了塔河常压渣油的开工过程中延缓结焦的措施。     

降低焦炭塔操作压力对焦化过程的影响

考察了降低焦炭塔操作压力对延迟焦化过程的影响。中试结果表明：在炉出口温度、注汽量、循环比等操作条件基本一致的情况下,当焦炭塔的操作压力由0.195MPa降低到0.115MPa时,气体和焦炭的产率降低,液体产品收率提高且表现在焦化蜡油收率的提高上,二者分别提高了2.03百分点和4.64百分点;随着操作压力的降低,焦化汽油和焦化柴油的性质基本一致,但焦化蜡油性质变差,主要表现在密度、残炭、沥青质、氮含量及金属等均有所升高,95%馏出温度提高14℃;石油焦的挥发分呈降低趋势。     

延迟焦化加热炉炉管温度的红外监测

高负荷运行下的焦化加热炉,由于局部炉管过热引起管内结焦是一个普遍性的问题。利用红外测试仪器对炉管温度进行红外监测, 能及时掌握炉管和炉膛内温度分布情况, 因而可通过调节火嘴的燃烧,稳定炉内温度场, 以避免炉管局部过热, 延长加热炉运行周期。