延迟焦化加热炉深度裂解技术改造效果分析

良好的加热炉设计和操作是延迟焦化装置的技术关键。2011年9月检修期间,采用中国石油大学(华东)的专有技术对中国石油化工股份有限公司洛阳分公司延迟焦化装置加热炉进行了贴墙燃烧、深度裂解技术改造。系统地阐述了加热炉技术改造概况,并从能耗、石油焦挥发分、炉管结焦情况、液体收率等几个方面对改造后的效果进行评价分析,加热炉改造后每分支炉管总长度增加了95.2 m,430℃以上物料停留时间51 s,较改造前增加18 s,燃料气单耗平均上升1.49 kg/t,石油焦挥发分不大于10%,一个清焦周期内炉管结焦厚度明显加大,装置液体收率增加1.61百分点,基本实现了深度裂解的改造目标。实际应用表明,此次改造消除了原来加热炉火焰过长、发飘和舔烧炉管等现象,使炉管表面受热更加均匀,避免了炉管局部温度过高导致炉管局部结焦加剧。     

延迟焦化装置节能降耗措施

对延迟焦化装置的能耗组成进行了分析,通过各项目占总能耗的比重找出影响装置能耗的关键因素。采取加热炉炉管定期机械清焦、加热炉烟道和风道蝶阀气动执行器更换为控制精度较高的电液自动控制执行机构、加热炉系统控制方案优化等措施,提高了加热炉的热效率,降低了燃料气耗量;取消一级叶轮降低加热炉进料泵扬程、停运部分机泵等,降低了装置电耗;优化分馏塔控制方案,在保证提高轻组分收率的同时,降低能耗;柴油出装置实现热联合供料,增加了低温位热输出;冷焦、除焦补水使用脱硫净化水,降低了新鲜水耗量;冷焦水空冷防冻改造、焦炭塔冷焦改泡焦方案等进一步降低了蒸汽和水的耗量。     

1.6 Mt/a延迟焦化装置首次开工难点及应对措施

1.6 Mt/a延迟焦化装置是中国中化集团公司泉州石化有限公司12 Mt/a炼油项目的主要重油加工装置之一.简要介绍了该装置的工艺设计特点,同时针对装置首次开工中加热炉进料泵易抽空、焦炭塔预热慢、切换四通阀后加热炉需快速升温、无水箱开工、装置大型化后设备/管线投用时易泄漏等难点,通过选择合适开工蜡油、优化循环流程、优化焦炭塔及加热炉操作、投用设备/管线前充分预热等应对措施,实现了装置的一次开车成功,所有产品均合格.装置标定结果表明,各项工艺参数均符合低压、超低循环比、高加热炉出口温度的高焦化苛刻度延迟焦化工艺技术方案的要求,焦炭塔顶压力0.12 MPa,循环比0.06,加热炉出口温度500℃.标定期间,混合原料油残炭为18.46％,焦炭产率为26.38％,液体产品收率为68.2％.     

延迟焦化装置提高负荷率的瓶颈分析及对策

针对中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司Ⅱ套2 Mt/a延迟焦化装置扩能改造后负荷率逐年降低的问题,从原料劣质化后加热炉炉管结焦趋势上升、原料换热终温降低后加热炉辐射强度增加、内表面粗糙度大的炉管更容易结焦等方面着手分析了影响装置负荷提升的主要瓶颈,提出了优化原料组合、适当控制劣质原料掺炼比例、优化分馏塔侧线换热流程、提高原料换热终温和优化加热炉运行方式等措施,装置负荷率提高了10%,缓解了公司原油加工量提高和原油劣质化后重油平衡困难的矛盾。     

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。     

延迟焦化装置安全联锁的探讨

介绍并分析了延迟焦化装置现有的加热炉系统、水力除焦系统、压缩机系统、高温泵与液化气泵系统和四通阀与隔断阀系统安全联锁的现状和存在的问题。提出了增加焦炭塔操作的顺控联锁、加热炉开工点火的顺控联锁、焦炭塔安全闯出口切断阀和呼吸阀的联锁以及塔器或容器低低液位联锁的设计思路,同时提出了完善延迟焦化装置整体安全仪表系统的建议。     

影响延迟焦化装置加热炉长周期运行的因素

从焦化原料性质、工艺操作条件、加热炉进料和燃烧系统的联锁控制及加热炉结构设计四个方面分析了延迟焦化装置加热炉长周期运行的影响因素,结合延迟焦化装置的实际生产情况,提出了保证加热炉长周期运行的措施。     

延迟焦化应对原料劣质化的探索与实践

随着原料的劣质化和复杂化,中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司延迟焦化装置主要技术经济指标受到很大影响,安全和清洁生产难度增加。通过优化原料组合、提高换热终温、缩短加热炉运行周期、适时安排机械清焦等改善加热炉运行环境,主要技术经济得以改善;采取措施做好装置防腐工作、优化分馏塔顶循在线洗盐方式、降低弹丸焦生成几率及生成时风险、在线更换焦炭塔油气隔断阀和优化污油污泥回炼方式等,实现了装置长周期安全运行;并实行停工密闭吹扫,减少了对周边环境的污染。     

"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     

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。     

提高延迟焦化装置加工量的措施

天津石化公司延迟焦化加热炉的原运行方式严重制约着延迟焦化装置处理量的提高,通过对加热炉进料方式、注水方式和更换燃烧器等方面的改造,延迟焦化装置的处理量比设计值提高10%,全厂轻油收率提高1.7%,每年提高经济效益5130万元。     

延迟焦化加热炉的建模与分析

以国内某石化企业延迟焦化装置加热炉为例，采用减压渣油为原料，在计算机模拟与分析的基础上，探讨焦化加热炉的动力学、物性及反应器模型等的模拟策略，建立加热炉的数学模型，经过现场模型验证和工况分析，可得到沿加热炉炉管轴向的温度、压力、流速及气液组成的分布。结果表明，模拟结果与现场值偏差较小，温度、压力等参数的分布趋势与宏观认识一致。建立的数学模型可用于现场加热炉的工况分析，为延迟焦化加热炉的设计、操作与优化提供理论支持。     

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。     

延迟焦化加热炉炉管结焦原因分析及对策

通过对乌鲁木齐石化公司不同时期加工的延迟焦化原料的四组分含量及金属含量的变化分析,以及对辐射炉管结焦前后加热炉操作参数的对比分析,得出延迟焦化原料是一种饱和烃、胶质及沥青质含量高、芳烃含量低的易结焦渣油,在操作中宜采用较大循环比来提高芳烃与沥青质的比例,保证辐射炉管内冷油流速,控制好炉管壁温度,减缓加热炉炉管结焦,同时要对原料性质进行监控分析。     

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。     

低负荷下延迟焦化能耗分析及优化措施

目前中国石油化工股份有限公司洛阳分公司延迟焦化装置加工负荷仅为设计负荷的58%。对焦化装置低负荷生产背景进行了介绍,描述了低负荷条件下工艺流程的变动情况以及优化前生产情况。分析了延迟焦化2014,2015,2016年1—6月的能耗数据,通过对比分析,从燃料气、3.5 MPa蒸汽、循环水、电等方面,指出了低负荷下装置能耗偏高的原因。提出了以下措施:加热炉备用炉室闷炉操作,可节省燃料气1.5 kg/t;利用柴油与燃料气换热,可节省燃料气0.4 kg/t;备用炉室用干气代替3.5 MPa蒸汽,可减少3.5 MPa蒸汽用量5.8 t/h;气压机入口引入柴油加氢装置轻烃;优化气压机控制系统,每小时节省3.5 MPa蒸汽2~5 t;循环水串级;提高机泵效率。经过低负荷下有针对性地优化改造,装置能耗降至901.62 MJ/t,低于装置低负荷优化前的980.21 MJ/t,年增加效益约为435万元,取得了显著的经济效益和社会效益。     

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。