FCC油浆窄馏分热转化性能的基础研究

为确定延迟焦化工业装置原料掺炼FCC油浆的上限值并解决炉管结焦问题,利用特制重质油热反应评价装置,对FCC油浆切割的窄馏分进行单独热裂解实验,考察FCC油浆窄馏分热加工行为;对FCC油浆与焦化原料进行不同掺炼比实验,考察其结焦倾向及产品分布。结果表明:导致加热炉炉管结焦的主要反应物为FCC油浆360~420℃窄馏分;460~500℃馏程范围的FCC油浆主要发生缩合反应,是增加焦炭产率的主要贡献物;对提供的典型油样,当油浆掺炼比在9%以下时,不会导致炉管大规模结焦。     

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。     

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。     

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。     

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。     

延迟焦化炉管内的反应机理及结焦影响因素

为了减缓焦化加热炉炉管内结焦，延长生产周期，对焦化炉管内的反应机理及结焦影响因素进行综述，为生产操作提供参考。     

延迟焦化加热炉长周期运行的设计考虑

总结了影响延迟焦化装置加热炉长周期运行的主要因素和对策。（１）盐和固体杂质含量及特性因数等原料性质;（２）加热炉进料和燃烧系统的工艺联锁控制及缓和结焦的工艺措施（如注缓和结焦馏分,在线清焦）;（３）加热炉工艺和结构设计特点及应注意的问题,如多点注汽（或注水）,炉管管径和管间距,火嘴和炉管布置及对流段与辐射段的热分配。     

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     

焦化加热炉炉管结焦与控制

焦化加热炉的工作条件较苛刻,炉管内的结焦难以避免。结焦量直接影响装置处理量及管内的流动状态,困扰整个装置的正常生产。该文通过长期对焦化加热炉炉管的结焦监测,总结出炉管的结焦计算公式,并提出了结焦指数,用于调整工艺操作,取得了一定的效果,对延长加热炉的运转周期和炉管的使用寿命,有一定的指导意义。     

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...     

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。     

延迟焦化成焦周期对焦炭收率和质量的影响

以伊朗减压渣油为原料进行了延迟焦化成焦周期与焦炭收率和性质关系的模拟试验 ,得出焦炭收率和焦炭挥发分随成焦时间变化的数学模型。应用该模型计算出工业焦化装置成焦周期缩短后 ,焦炭收率和焦炭挥发分增加的变化规律 ;并得出结论 ,焦炭挥发分增加主要是切换塔前 7h时间内生成焦炭的挥发分增加造成的。要降低焦炭的收率和挥发分 ,重点应降低这部分焦炭的收率和挥发分。     

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。     

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。     

延迟焦化过程掺炼催化裂化油浆进料方式的影响

在延迟焦化中型装置上,采用相同的原料,在焦炭塔塔顶操作压力、加热炉注汽量、循环比等工艺条件基本相同的情况下,对催化裂化油浆直接掺炼到减压渣油中(常规工艺)与催化裂化油浆和减压渣油分别加热后再混合(新工艺)两种进料方式进行试验研究,对两种进料方式下的产品分布及产品性质进行对比。结果表明:与常规工艺相比,新工艺可提高焦炭塔内重油的反应深度,具有提高液体产品收率及降低焦炭产率的技术优势;采用新工艺时气体产率增加了0.16百分点,汽油馏分和柴油馏分收率分别增加了0.23和0.56百分点,焦化蜡油收率降低了0.35百分点,焦炭产率降低了0.64百分点,从而使轻油收率增加了0.79百分点,液体产品收率增加了0.44百分点;在产品性质方面,气体、汽油馏分、柴油馏分和焦炭的性质变化不大,而焦化蜡油的性质则有所改善。     

常减压蒸馏装置减压炉进料结焦倾向研究

采用甲苯不溶物的生成量来表征油品的结焦倾向,考察了不同温度和不同停留时间对油品中甲苯不溶物生成量的影响,得到了不同性质油品的临界结焦曲线;分析了油品性质对结焦倾向的影响。结果表明：随着反应温度的升高和反应时间的延长,不同性质油品的结焦趋势均加剧,且有独立的临界结焦界线;在临界结焦界线的下方不会结焦,而在上方会有结焦前体物的生成,且远离后更为明显;环烷基原油的结焦倾向严重,不宜进行减压蒸馏,更不宜进行减压深拔操作。通过安全操作曲线模拟计算可知,生产重油D的中间基原油深拔到565 ℃左右时离安全操作曲线还有约40 ℃的空间,显示该原油还有进一步深拔的潜力。     

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。