催化裂化油浆在炉管内结焦趋势的考察

在延迟焦化中试装置上,以相同的原料,改变注汽量或加热炉出口温度的进料方式进行试验研究,主要考察催化裂化油浆在炉管内的结焦趋势。结果表明,温度是影响催化裂化油浆结焦最主要的因素,在较高的炉出口温度下,即使增加注汽量来提高炉管内的油气线速也难以延长炉管的运行周期。在进料量5 000 g/h、加热炉出口温度为500℃的条件下,催化裂化油浆采用3%的注汽量,其炉管结焦周期较长,且优于减压渣油在注汽量1.68%时的结焦周期。     

多点注汽在焦化单面辐射炉上的工业应用

介绍了安庆石化延迟焦化单面辐射加热炉101应用先进的多点注汽、中间桥墙优化设计、底部增设炉管等新技术,解决了焦化炉生焦反应给热品质差的实际问题。采用了同时调整注汽与控制炉出口温度相结合的方法,对装置操作进行优化,使装置注汽量降低,石油焦产率下降1.05%,总液收增加1.78%,加热炉热效率提高0.4%。     

延迟焦化加热炉技术现状

焦化加热炉设计和操作是延迟焦化装置的技术关键。本文阐述了国内焦化加热炉的发展历程,汇总了国内三大石油公司各生产企业在役焦化装置规模和对应炉型,阐述了国内主要炉型双面辐射箱式炉和阶梯炉的技术特点。论文分别从焦化炉管结焦机理、原料反应特性表征及工业应用几方面着重介绍了国内近几年在焦化加热炉方面开发的关键技术。国内各炼化企业焦化加热炉目前大部分为双面辐射箱式炉,新建装置多采用阶梯炉炉型。国内基于炉管结焦机理,通过建立焦化原料加工性能评价方法,开发焦化加热炉过程模拟技术,提出了针对炉管结焦的设计和操作新准则,创立了低温长停留时间增加反应给热量的工艺技术。今后焦化装置在设计以及改造中,均需要依据原料性质提前判断结焦特性,采用先进燃烧方式、合理炉管布置和流程设计、改进管内流动状态以及优化关键操作等措施,在控制炉管结焦的前提下尽量提高炉出口裂化反应深度,从而达到改善产品分布、延长装置操作周期的目的。     

延迟焦化装置炉管结焦原因分析及预防措施

加热炉炉管结焦是影响延迟焦化装置长周期运行的主要因素,对加热炉炉管结焦的原因进行了分析,包括原料性质、炉管壁温度、原料在炉管中的流动状态、焦粉携带、加热炉火嘴燃烧状况以及原料预混情况对炉管结焦的影响,通过采取改善原料性质、控制合适的炉管壁温度、改善原料在炉管内的流动状态、防止焦粉携带、保证火嘴燃烧正常等措施,达到了加热炉长周期安全运行的目的。     

焦化加热炉炉管检验及分析

通过对焦化加热炉炉管的全面检测发现材质出现一定的缺陷,但未发生劣化,在目前的条件下仍可继续运行很长时间,并对高温加热炉炉管选材提出改进建议。     

延迟焦化炉炉管结焦的处理

我公司于１９９４年４月建成国内第一套煤系针状焦的工业生产装置。投产后,曾几次因延迟焦化加热炉炉管严重结焦而停产检修。最严重时,延迟焦化加热炉辐射段的５０根炉管中有４０根结焦,焦层厚度最大达１８～２０ｍｍ,现将炉管结焦的处理经验介绍如下,以供同行参考。１炉管焦层的清除工艺首先,我们采用８５ＭＰａ的高压射流水对延迟焦化加热炉炉管内的焦层进行了７昼夜的连续清焦作业,但由于管内焦层非常致密而坚硬,其清焦效果不理想,难以达到生产的要求,因此,我们改用烧焦的方法,收到了理想的效果。我公司的延迟焦化采用的是方…     

温度对焦化油样生焦趋势的影响

近年来随着原油性质变差,我国焦化加工能力得到快速提升,延迟焦化技术日益受到青睐,但是由于原料质量差、焦粉的沉积等原因造成的炉管结焦问题严重影响了装置的开工周期.为此本研究以乌鲁木齐石化焦化油样(加热炉进料、焦化塔进料)为原料,在高压釜中进行反应,来研究不同的温度等因素对焦化油样生焦趋势的影响.结果表明:温度变化范围在390 ～ 410℃之间时,随着温度增加焦化油样的生焦提前.     

结垢所导致的锅炉爆管分析

注汽锅炉是油田稠油开采的主要设备,在稠油开采中发挥了极为重要的作用。一旦注汽锅炉炉管出现爆管将被迫停炉,直接影响原油生产。辽河油田某采油厂注气锅炉连续发生爆管事故,由于水质不合格使得锅炉发生结垢。通过对锅炉水质分析和实验对锅炉结垢与锅炉炉管温度变化进行研究,得出结论是炉管结垢,导致炉管在高温下工作,使得炉管材质的高温疲劳是锅炉炉管产生爆管的原因。     

加热炉炉管膨胀变形原因分析

通过对某厂焦化车间变形炉管外观、金相等方面进行分析,指出了加热炉炉管的失效原因,为设备长周期稳定运行提供了参考。     

延迟焦化加热炉扩能改造

通过对延迟焦化加热炉原设计和现场操作数据的核算找出加热炉存在的问题,在不对设备本体做较大改动的情况下,通过改造盘管的布置提高加热炉操作负荷,以满足焦化装置扩能的需要。并通过对燃烧器、预热器、衬里的改造,使炉管受热均匀,减少结焦,降低排烟温度,减少散热损失,提高焦化炉的热效率,达到节能减排的效果。     

不同掺炼比的常减压装置模拟研究

采用Petro-Sim软件对常减压装置进行模拟,分析现有设备能否满足不同的俄罗斯原油掺炼比,并为不同工况下装置的操作条件调整提供指导。为防止减压塔塔顶负荷过高,实际生产时减压炉炉管未投用注汽,增加了油品在炉管内的停留时间,可能会导致油品的大量裂解和结焦。通过减压炉模拟结果建立油品结焦曲线,从而可直观判断油品结焦倾向,判定安全操作区域,指导装置生产。     

乙烯裂解炉结焦抑制剂的研究进展

在乙烯装置中,裂解炉结焦是制约装置运行的重要因素。在裂解原料或稀释蒸汽中添加结焦抑制剂是目前延长装置运转周期较为有效的方法之一。综述了国内外乙烯裂解炉结焦抑制剂的技术进展和发展方向,结合我国乙烯裂解装置的情况,提出应加强结焦抑制剂的研究开发,降低抑制剂的成本,优化工业化加剂方案,提高抑制剂的应用技术水平等建议。     

煤系针状焦生产用延迟焦化加热炉清焦技术的研究

针对延迟焦化生产中延迟焦化加热炉炉管结焦的现象,研究了现有清焦工艺,提出对于煤系针状焦延迟焦化加热炉采用传统的蒸汽-空气清焦工艺技术是可行的,并给出了具体实施方案与操作要点。     

Computational fluid dynamics‐based steam cracking furnace optimization using feedstock flow distribution

Nonuniform temperature fields in steam cracking furnaces caused by geometry factors such as burner positions, shadow effects, and asymmetry of the reactor coil layout are detrimental for product yields and run lengths. The techniques of adjusting burner firing (zone firing) and feedstock mass flow rate (pass balancing) have been practiced industrially to mitigate these effects but could only reduce the nonuniformities between the so‐called modules (a group of many coils). An extension of the pass balancing methodology is presented to further minimize the intra‐module nonuniformities, that is, variation between the coils within a module, in floor fired furnaces. Coupled furnace‐reactor computational fluid dynamics‐based simulations of an industrial ultraselective conversion (USC) furnace were performed to evaluate four different feedstock flow distribution schemes, realizing equal values for coil outlet temperature, propene/ethene mass ratio, maximum coking rate and maximum tube metal temperature (TMT), respectively, over all the reactor coils. It is shown that feedstock flow distribution creates a larger operating window and extends the run length. Out of the four cases, the coking rate as criterion leads to the highest yearly production capacity for ethene and propene. Uniform maximum coking rates boost the annual production capacity of the USC furnace with a nameplate ethene capacity of 130 10³ metric tons per year with 1000 metric tons for ethene and 730 metric tons for propene. For industrial application, achieving uniform maximum TMT is more practical due to its measurability by advanced laser‐based techniques. Most steam cracking furnaces can be retrofitted by optimizing the dimensions of venturi nozzles that regulate the feedstock flow to the coils. © 2017 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 63: 3199–3213, 2017     

γ-射线透射技术在炉管测焦方面的应用

引　言管式裂解炉是乙烯生产的关键设备 ,其运转的好坏直接影响到乙烯的质量、产量及经济效益 .通常影响裂解炉正常运转的因素很多 ,而炉管内表面结焦是其中重要因素之一 .不论采用何种原料 ,在裂解过程中都会或多或少地在炉管内表面及弯头处结焦 .一旦有焦生成 ,轻者影响炉管传热 ,增加流动阻力 ,降低烯烃收率 ,增加能耗 ;重者阻塞管路 ,烧坏炉管 ,中断生产 ,造成停炉清焦 .因此 ,如何准确测量炉管内结焦及结焦规律对乙烯生产至关重要 .γ -射线透射技术在精馏塔等方面的应用自 2 0世纪 6 0年代至今有大量文献报道[1～ 7] ,但在炉管测焦方…     

APPLICATION OF MEASURING COKING IN CRACKING FURNACE TUBE WITH γ -RAY TRANSMISSION TECHNIQUE

In this paper,the basic principle of γ -ray transmission technique is introduced. Through the study of single tube coking experiments,the possibility of the application of γ -ray transmission technique in furnace tubes is also discussed. The effects of cracking temperature,retention period and steam dilution ratio on coking rate are investigated .Comparing to the results by means of coupon weighing weight, γ -ray transmission technique is feasible for coking measurement. The results are consistent with other reported data in literature.     

γ-射线透射技术在炉管测焦方面的应用

In this paper,the basic principle of γ -ray transmission technique is introduced. Through the study of single tube coking experiments,the possibility of the application of γ -ray transmission technique in furnace tubes is also discussed. The effects of cracking temperature,retention period and steam dilution ratio on coking rate are investigated .Comparing to the results by means of coupon weighing weight, γ -ray transmission technique is feasible for coking measurement. The results are consistent with other reported data in literature.     

焦油管式炉结焦的预防及处理

阐述了管式加热炉炉管结焦的机理及危害,分析了焦油管式炉结焦的原因,通过改进机械化焦油氨水澄清槽、提高二次蒸发器过热蒸汽量、降低管式炉辐射段出口温度和燃烧法清理结焦炉管等措施,解决了炉管频繁结焦问题。     

基于双碳目标的焦化化产回收全流程模拟与分析

在国家对碳达峰碳中和政策强力推进的背景下,焦化行业作为碳排放的重点来源,迫切需要进行节能减碳技术优化。以工业数据为基础,通过Aspen Plus模拟软件,建立了300万t/a焦化厂全流程模型,对传统焦化化产回收工艺和能量流焦化化产回收工艺进行全流程模拟。模拟结果显示,相对于传统工艺,能量流工艺循环冷却水、低温冷却水、低压蒸汽、管式炉煤气消耗分别减少了11.55%、9.35%、56.12%、12.97%;能量效率和[火用]效率分别提升了1.41个百分点、0.66个百分点,CO₂排放减少101868.29 t/a,若焦化行业全部进行能量流工艺优化,年可减少CO₂排放1600万t,整个焦化行业碳排放降低8.60%。