影响焦炭塔内泡沫层形成的因素及抑制方法

从焦炭塔内泡沫层形成及衰变理论机制出发,分析了渣油原料组成、焦化产物以及操作条件对泡沫层的影响,提出了抑制泡沫层的方法并展望了延迟焦化焦炭塔中泡沫层的研究前景。延迟焦化装置的进料组成可决定泡沫层性质,焦化反应产物和操作条件对泡沫层也有至关重要的影响。     

延迟焦化装置消泡剂的应用

延迟焦化是通过重油在高流速下加热 ,在焦炭塔内经过缩合反应和裂解反应来实现的。在反应的生成物中 ,有许多中间产物 ,它们以泡沫的形式存在。泡沫层太高 ,使焦粉携带量加大 ,焦粉随气相通过大油气管道进入分馏塔 ,堵塞分馏塔盘和侧线空冷器及水冷器。而中间产物太多 ,也影响了延迟焦化装置的轻质油收率。因此 ,焦炭塔的泡沫层问题已是延迟焦化工艺的瓶颈 ,严重制约了延迟焦化的生产。1　原有生产工艺状况和改造措施1 .1　原有生产工艺状况荆门石油化工总厂延迟焦化装置于 1 996年 4月改造后 ,处理能力由 0 .3Ｍｔ/ａ提高到 0 .6Ｍｔ/ａ ,…     

重质原油焦化和传统减压渣油焦化的对比研究

重质原油直接焦化工艺路线已成为一些炼油企业首选的加工劣质原油的方案。介绍了重质原油直接焦化装置的特点,对重质原油焦化与传统减压渣油焦化的腐蚀类型、产品分布、加热炉及焦炭塔运行情况、开工过程操作情况等方面进行比较。 减压渣油焦化的腐蚀类型主要包括高温硫腐蚀、低温硫化氢腐蚀,而重质原油焦化的腐蚀类型主要为环烷酸腐蚀;相同循环比下,重质原油焦化的中间组分收率较高,而减压渣油焦化的焦炭、富气产率较高,总液体收率较低;重质原油焦化的加热炉结焦倾向远低于减压渣油焦化的加热炉;重质原油焦化装置焦炭塔内的气相线速略低于减压渣油焦化装置。     

焦化装置长周期运行的影响因素及措施

结合中国石化上海石油化工股份有限公司延迟焦化装置的实际运行情况,从减少加热炉、焦炭塔大油气管线和分馏塔结焦方面,分析了制约延迟焦化装置长周期运行的主要因素,如原料性质、加热炉炉管平均表面热强度、加热炉出口温度、焦炭塔冷焦吹气量、焦炭塔操作负荷、急冷油和消泡剂注入方式、分馏塔操作等.在此基础上介绍了该装置为了延长运转周期所采取的一些措施,并提出了改进建议.如合理搭配原料;加热炉炉管多点注汽;焦炭塔老塔切换进料后,继续打急冷油20 min,并严格控制吹汽量;将急冷油注入点由焦炭塔顶顶端移到水平大油气管线以下,急冷油由垂直单点注入改为45°三点注入;由塔底循环泵出口引跨线至加热炉出口,以便将分馏塔底沉积焦炭排往焦炭塔;等等.     

1.20Mt/a延迟焦化装置焦炭塔大油气管线结焦分析

焦炭塔大油气管线结焦是影响延迟焦化装置长周期运行的主要因素,综合当前国内外延迟焦化方面对焦炭塔大油气管线结焦的分析,并根据1.20 Mt/a焦化装置大油气管线结焦的具体现象,得出影响结焦的主要因素有原料性质、加热炉出口温度、焦炭塔顶部温度控制,急冷油、焦炭塔气速等。同时,提出了合理控制加热炉出口温度、改善急冷油性质、降低焦炭塔气速等减缓结焦措施。     

延迟焦化装置焦炭塔挥发线结焦原因及预防措施

针对大庆石化公司炼油厂120×104 t/a延迟焦化装置焦炭塔顶因挥发线结焦而使塔顶压力持续升高的问题进行了分析和预测。对本装置各种操作条件进行了标定,标定结果表明,加热炉出口温度越高、装置处理量越小、不掺炼催化油浆、注入消泡剂等措施实施后,降低了焦炭塔泡沫层的高度,以减缓焦炭塔挥发线结焦速度,对实现装置长周期运行提供了有力保障。     

延迟焦化装置掺炼催化裂化油浆适应性中试研究

为避免焦化装置直接掺炼催化裂化油浆(催化油浆)对加热炉管寿命的影响,拟采取对催化油浆单独加热,再与原焦化装置热料混合后进焦炭塔成焦的技术路线。在延迟焦化中试装置上,以延迟焦化工业装置和增设油浆加热炉的工艺条件为基础,开展了以减压渣油(减渣)为主的焦化原料中掺炼部分催化油浆的焦化中试研究,考察了油浆掺炼对焦化产物质量和收率的影响,并考察了当以全部催化油浆为原料时,油浆加热炉出口温度和注汽量对油浆炉管结焦的影响。结果表明:当掺炼6.0%(质量分数)的催化油浆时,除焦化蜡油的芳烃含量增加较为明显外,对焦化产物的质量和收率影响较小;以催化油浆为原料与以减渣为主的焦化原料相比,焦化汽油和焦化柴油收率分别降低了10.46,19.07百分点,焦化气体、焦化蜡油和焦炭收率分别增加了3.04,6.94,19.50百分点;增大注汽量和降低加热炉出口温度可显著减缓炉管结焦趋势。     

延迟焦化大瓦斯线结焦分析及减缓措施

大瓦斯线结焦是焦化装置普遍存在的一个问题。解决大瓦斯线结焦是延长焦化装置生产周期,确保高负荷加工劣质原料的关键手段之一。通过综合当前国内外延迟焦化方面的工艺进展及对焦化装置大瓦斯线结焦情况分析,得到影响大瓦斯线结焦的主要因素有焦炭塔塔顶温度、加热炉出口温度、辐射注汽量、冷焦吹汽量、消泡剂的作用、焦炭塔平稳操作、原料性质、切塔时的平稳操作以及大瓦斯线内的油气线速等,同时提出了减缓结焦的措施。     

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。     

延迟焦化装置节能减排与长周期运行协调优化

针对延迟焦化装置能耗高、焦炭塔冷焦末期有毒有害气体排放、加热炉炉管结焦、凝结水管线减薄泄漏、切焦水提升泵故障及冷焦冷水罐焦粉沉积等问题,采取了压缩机操作优化、焦炭塔泡焦、柴油热出料、蒸汽伴热系统改造、加热炉出口温度优化控制等措施。优化措施投用后,装置能耗降低49.7 MJ/t,增加经济效益243×104RMB$/a。焦炭塔有毒有害气体排放大幅减少,加热炉出口温度控制简单高效,不仅减轻了操作人员的劳动强度,而且有效减缓了炉管结焦,为装置的长周期平稳运行提供保障。     

延迟焦化装置油气线结焦问题分析与整改

某石化厂延迟焦化装置油气线与急冷油四通内结焦严重,严重影响了装置的正常生产,分析发现结焦的原因主要是塔顶温度控制过高,急冷油控制压力低,喷嘴的安装位置不正确以及消泡不正常等。采取降低塔顶控制温度,提高喷嘴压力,改变喷嘴位置以及优化消泡措施等整改措施,解决了结焦问题。     

辽河超稠原油延迟焦化不产生弹丸焦工艺条件探索

中国石油天然气股份有限公司辽河石化分公司1．0Mt／a延迟焦化装置加工辽河超稠原油。由于辽河超稠原油密度大、盐含量高,焦炭塔焦炭中经常出现大量的弹丸焦,导致焦炭塔放水不畅,严重时堵塞放水管道。为此,通过工业试验考察了加热炉出口温度、进料金属含量、循环比、焦炭塔操作压力对弹丸焦形成的影响,得到了基于辽河超稠原油的适合该装置特点的不产生弹丸焦与黏焦的合适工艺条件,并绘制出了寻找合适加热炉出口温度、循环比及焦炭塔塔顶压力的工作曲线。工业试验数据表明,弹丸焦的形成不仅与工艺条件和进料的沥青质含量有关,进料的金属含量过高同样会加速弹丸焦的生成。与一般实验室结果不同的是,工业试验数据表明,降低循环比反而有利于减少弹丸焦的生成,这一发现应引起同行重视。     

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。     

CDF—10延迟焦化消泡剂的应用

考察了石油化工科学研究院开发的,由液态硅,固态硅及溶剂组成的低硅,低毒,化学稳注入量和注入方式对消泡效果的影响,应用结果表明1．1Mt/a延迟焦化装置上注入位置,注入量和注入方式对消泡效果的影响,应用结果表明,CDF－10消泡剂一般于生焦周期的最后2－6h,以15ug/g的量在焦化塔顶注入可以将焦炭塔内泡沫层消除3m,使焦炭塔的有效利用率由65％提高到78％,处理量也可相应提高,并且不会造成对加氢催化剂的硅中毒,经济分析表明,可以为炼油厂带经济效益367万元／a.     

减压深拔及结焦控制研究

结合减压深拔的技术特点,说明了影响减压深拔的相关条件,显而易见,提高减压炉的出口温度是实现减压深拔的必须途径,但温度的提高必然会增加油品结焦倾向;通过研究不同性质的油品在不同温度以及不同停留时间下对其结焦生成量(甲苯不溶物)的影响,得到不同性质油品的临界结焦曲线,分析了油品结焦原因和影响结焦的相关因素以及油品的深拔潜力;通过对加热炉管的结焦机理及其关系式的研究,结合油品的临界结焦曲线,指出不同性质的油品在减压炉加热过程中存在相对应的安全操作区域;分析讨论了减压塔内部构件结焦的预防和控制。阐述了油品深拔与结焦的内在联系,说明减压深度拔出的关键在于控制油品在减压炉管内及减压塔内部构件上不生成或少生成结焦,从而实现深拔条件下的长周期安全生产。     

焦化分馏塔下游过滤器中焦炭形态的分析及改进措施

中国石油独山子石化公司1.2 Mt?a延迟焦化装置分馏塔塔底过滤器内的焦炭形态有片状焦和粉末状焦两种形态。通过对这两种焦炭形态进行分析,发现片状焦是由焦炭塔换塔后小吹气造成的大油气线内焦层剥落而产生的焦片,粉末状焦是在焦炭塔生焦后期及换塔后被焦炭塔内泡沫层携带到分馏塔的焦粉。应将粉末状焦留在焦炭塔内,避免进入分馏塔。换塔后,随着大油气线管壁温度的降低,大油气线内壁产生的焦炭会自动剥落。通过调整焦炭塔换塔后的操作,进一步实现了焦炭塔大油气线内片状焦的剥落;通过将分馏塔塔底过滤器换大、换型和操作调整,分馏塔塔底循环油过滤器SR-109B的运行周期最少可以达到32天,SR-109A则可以达到4年;通过调整不同生焦阶段消泡剂的注入量,可以减少焦炭塔焦粉携带量,进一步延长分馏塔塔底循环系统运行周期。     

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。     

延迟焦化加热炉介质停留时间对装置焦炭产率的影响

延迟焦化装置重油的热反应过程主要在焦炭塔内完成,但其反应所需热量全部由焦化炉提供,因此理论上延长介质在焦化炉管内的停留时间,增加焦化炉提供给介质生焦反应的热量将影响重油在焦炭塔内的反应深度,从而影响延迟焦化装置的产品分布。为消除原料性质变化对产品分布的影响,在三炉并列的1.20 Mt/a延迟焦化工业装置上,通过焦化炉管内外过程模拟技术进行方案论证,对单台焦化加热炉进行了延长介质在炉内停留时间的技术改造试验。4个月的工业生产数据证明,适当延长介质在炉管内的停留时间,可增加介质在焦化炉内的反应深度,使焦炭产率下降3.99个百分点。