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。     

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。     

塔河常压渣油焦化辐射段进料性质及结焦倾向的研究

以塔河常压渣油为原料,分别在延迟焦化中试装置及重油结焦评价装置上,考察了循环比对循环油性质、加热炉辐射段进料性质及其结焦趋势的影响。结果表明:当循环比由0.92降低到0.39时,循环油和加热炉辐射段进料的密度增加,性质趋于劣化,结焦趋势加重; 与国内同类装置对比可知,当塔河延迟焦化装置的循环比降至约0.5时,不会造成炉管严重结焦,加热炉运行是安全的。     

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。     

延迟焦化装置加热炉管内结劁模型的开发和应用

延迟焦化装置加热炉管的结焦是影响装置开工周期的重要原因。在建立辐射进料组成的数学关系的基础上，综合考虑油品线速、循环比和管壁温度等操作参数的影响，建立了延迟焦化炉管的结焦模型。经过历史事故工况和日常正常工况的验证后，该模型已经成功地应用于高桥石化公司炼油厂延迟焦化装置防止炉管结焦的开环指导和物料平衡的离线调优中。     

炉管注入介质对延迟焦化过程的影响

研究了加热炉炉管注入不同介质对延迟焦化过程产品分布和产品性质的影响。中型试验结果表明:在进料量、炉出口温度、焦炭塔塔顶操作压力、循环比和生焦周期等操作条件基本一致的情况下,当注入介质由1%（w）水蒸气替换为相同物质的量的甲烷、乙烷和丙烷时,产品分布基本相当;当甲烷注入量（w）由1.04%提高至1.96%和4.02%时,焦化蜡油的产率分别提高了1.16百分点和3.44百分点,使得液体收率分别增加了0.75百分点和2.19百分点;随着甲烷注入量的提高,产品汽油馏分和柴油馏分的性质基本一致,但焦化蜡油的性质略差,主要表现在密度、残炭和沥青质含量均有所升高,95%馏出温度提高了21.9 ℃;同时当炉管内水蒸气和甲烷的注入量（w）相同时,采用甲烷比水蒸气更有利于减缓炉管结焦。     

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。     

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。     

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。     

低循环比条件下的延迟焦化技术分析

对中国石化洛阳分公司延迟焦化装置采取低循环比操作技术后的效果与存在的问题进行分析,并提出解决措施。采取低循环比操作后,焦化装置的液体产品收率和渣油加工能力均提高,同时装置的综合能耗降低,但存在加热炉结焦倾向增大、分馏塔塔底结焦、设备超负荷运行等问题。通过渣油进装置在线密度仪实时检测原料性质变化,根据原料性质变化及时调整循环比和加热炉炉管注汽量等,可改变渣油在炉管内的流动状态,避免加热炉炉管结焦;通过优化分馏塔塔底换热流程,增大循环油的流动性,可以减缓分馏塔塔底结焦;通过在小吹汽、大吹汽等阶段对分馏塔提前操作,可减弱低循环比操作对分馏塔的影响;通过增加循环油并入蜡油出装置流程,可解决低循环比操作下分馏塔塔底循环油去向问题,增大分馏塔平稳操作的灵活性。     

延迟焦化装置加热炉炉管结焦问题探讨

对武汉分公司炼油厂焦化装置加热炉炉管结焦原因进行了分析，指出炉管结焦的判断方法及应对措施，并针对易结焦部位的结焦机理进行分析，从设计和操作上提出了减缓结焦的方法。     

焦化炉工艺校核方法的研究

对原工艺校核方法的局限性进行了理论分析，通过对焦化炉管内外 过程模拟的研究，提出了以校核管内停留时间、炉出口热转化率和管内壁壁温三影响炉管结 焦速率参数为核心的计算方法，用Visual Basic编辑了一个计算软件，出口热转化率模拟结 果通过了动态实验考核，炉膛温度、入口压力等模拟结果同现场标定及操作统计进行了对比 ，提出了利用软件对设计工况下关键工艺参数的极限变化区间进行判断的设计思路。     

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。     

消除焦化炉瓶颈制约的研究

通过对现场焦化加热炉的标定和计算机模拟,对石家庄炼油厂焦化加热炉的操作上限进行了研究,找出了制约焦化炉提高处理能力的关键因素为炉客结焦速率,提出了提高低温段炉管管外热强度和低温余热利用率,尽可能降低辐射室热负荷等消除焦化炉瓶颈制约的技术措施,可节省投资约２４００万元,预计经济效益每年可达３６００万元。     

延迟焦化装置加热炉阻焦剂的开发与应用

分析了延迟焦化装置加热炉结焦的原因，对其结焦机理进行了探索，在机理研究的基础上开发了CAF型焦化加热炉阻焦剂。实验室评价和工业应用试验结果表明，该剂可有效阻止和延缓焦垢在加热炉管内壁形成和沉积，延长炉管烧焦周期46％以上。     

延迟焦化装置扩能改造采用双面辐射炉的必要性

武汉分公司 0 .4Mt/a延迟焦化装置拟扩能改造为 1.0Mt/a ,该装置原加热炉为卧管单排单面辐射式 ,运行周期短 ,热效率较低 ,不能满足扩能要求。针对该装置原料性质差的情况 ,在进行了工艺参数及性能对比后 ,论证了采用卧管双排双面辐射加热炉替代原加热炉的必要性     

在线机械清焦技术在延迟焦化加热炉上的应用

介绍了延迟焦化装置加热炉在线机械清焦技术的原理、流程及操作步骤,该技术成功地应用于延迟焦化加热炉,避免了装置需停工烧焦的问题,有效地清除了炉管内壁的焦垢,保证了焦化装置长周期运行。清焦完成后,在相同条件下,使炉管表面温度平均降低129℃以上,炉膛温度下降42℃,加热炉燃料气消耗大幅度降低,装置总能耗降低0.8 kg（标油）/t原油。这是一种安全、快捷、环保的清焦技术。     

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。