延遲焦化裝置爐管結焦機理及控制措施

李思 史會兵(山東京博石油化工有限公司，山東 博興 256500）

延遲焦化裝置爐管結焦機理及控制措施

李思 史會兵(山東京博石油化工有限公司，山東 博興 256500）

本文根據山東京博石油化工有限公司80萬噸/年延遲焦化裝置的實際情況出發(fā)，分析了影響焦化加熱爐結焦機理，并根據裝置情況，介紹了現(xiàn)行的改進或控制措施。

延遲焦化;爐出口溫度;高溫分散阻焦劑;石油焦揮發(fā)分

山東京博石化80萬噸/年延遲焦化裝置建于2005年，經過十余年的生產運行，積累了一定的經驗在保證延遲焦化裝置長周期運行方面。通過分析影響焦化加熱爐結焦機理，并根據裝置實際情況，介紹了現(xiàn)行的改進或控制措施。

1 加熱爐結焦機理及危害

1.1 延遲焦化裝置加熱爐由于自由基聚合、瀝青質沉積、熱縮合、無機雜質沉積等原因，不同程度地存在結焦結垢的趨勢[1]

延遲焦化裝置主要存在的結焦與結垢機理如下[2]：

（1）自由基聚合：

焦化混合原料中含有的不飽和烴類在熱和金屬的催化作用下，分解為自由基，自由基進一步引發(fā)聚合反應，最終生成分子量很大的聚合物沉積在爐管表面，再進一步脫氫后形成焦[2]。

（2）熱分解和熱縮合：

在熱的作用下，低分子量的烴類會不斷縮合成為大分子量的烴類，當分子量達到一定程度，導致溶解度降低，析出并沉積在設備表面，進一步脫氫后最終形成了焦[3]。

（3）無機雜質沉積：

焦化原料中通常會含有如下無機雜質：固體雜質、金屬雜質，這些雜質會粘附在瀝青質表面并沉積下來，特別是在工藝物料流速較低的位置。不同裝置由于原料、操作條件等的差異，可能主導結焦的機理稍有差異，但無論如何變化，上述四種導致結焦的機理是同時存在的[4]。

1.2 加熱爐管結焦的主要危害

加熱爐管結焦的主要危害在于：能耗增加、換熱溫度降低，壓差增加、負荷下降、裝置原料選擇的靈活性下降、操作費用增加、裝置頻繁停車、對安全環(huán)保的影響。

2 減緩加熱爐結焦的控制措施

2.1 控制合適的爐管溫度

在正常生產過程中，必須嚴格監(jiān)控，保持合理的爐膛溫度，在出現(xiàn)緊急情況時要及時加大注汽量，保證爐管溫度不超標。于此同時，還應加強儀表的維護保養(yǎng)，確保各儀器的正常投用，保證爐管溫度的準確檢測和控制，并且要加強現(xiàn)場加熱爐的檢查，確定爐子燃燒正常，爐管的燃燒在正常的指標內[7]。

2.2 加注高溫分散阻焦劑

高溫分散阻焦劑在高溫時穩(wěn)定，能夠有效穩(wěn)定瀝青質，對所有的有機垢物、無機垢物起到分散作用，使這些垢物保持在較小的顆粒不聚集在一起形成沉積，從而降低結焦的趨勢。同時該劑還能夠改變已經形成的焦和垢物的形狀，使其易于清理和減少設備清洗的時間[8]。

2.2.1 加熱爐管壁溫升變化

加熱爐出口溫度控制在500℃的狀態(tài)下，在未加高溫分散阻焦劑的情況下，5日內爐管管壁日溫升在0.20℃/t；提高爐出口溫度至502℃，加注高溫分散阻焦劑150ppm維持3天，爐管管壁日溫升為-0.95℃/t；繼續(xù)提高爐出口溫度至505℃，高溫分散阻焦劑的量不變維持3天，爐管管壁日溫升為-0.6℃/t；爐出口溫度控制在505℃的狀態(tài)下，在未加高溫分散阻焦劑的情況下維持3天，爐管管壁日溫升至0.54℃/天，管壁溫升明顯加快。通過14天的標定，可以看出加入高溫分散阻焦劑能夠有效降低爐管管壁溫度，也能從側面反映出減緩了爐管結焦趨勢。

2.2.2 石油焦揮發(fā)分降低

通過對焦炭揮發(fā)分對比發(fā)現(xiàn)，在加熱爐出口溫度由496℃提至502℃后，焦炭揮發(fā)分由9.37降至8.34，但隨著加熱爐出口溫度提至505℃，焦炭揮發(fā)分未見明顯變化。

3 結語

焦化加熱爐運行的好壞直接影響著裝置長周期運行和煉廠的經濟效益，加熱爐爐管結焦是影響生產周期、導致裝置運行經濟性能下降和停工檢修的主要因素之一，因此為了使延遲焦化裝置延長運行周期，實現(xiàn)企業(yè)效益最大化，就必須延緩與控制爐管內結焦。本文從控制合適的爐管溫度、加注高溫分散阻焦劑措施，從而大大延長了焦化加熱爐的運行周期[9]。

[1]萬長青,肖翔.延遲焦化裝置加熱爐爐管結焦問題探討[J].煉油技術與工程,2004,34(12):28-31.

[2]韓靖.延遲焦化加熱爐爐管結焦分析[J].通用機械,2010(7):50-53.

[3]王安華,寇亮,晁可繩.影響延遲焦化裝置加熱爐長周期運行的因素[J].石化技術,2009,16(3):63-67.

[4]韓靖.延遲焦化加熱爐爐管結焦分析[J].通用機械,2010(7):50-53.

[5]晁可繩,崔莉,梁雙雙.延遲焦化原料特性分析和加熱爐優(yōu)化設計[J].煉油技術與工程,2013(2):29-38.

[6]朱懷歡.焦化裝置長周期運行的影響因素及措施[J].煉油技術與工程,2007,37(3):28-31.

[7]王安華,寇亮,晁可繩.影響延遲焦化裝置加熱爐長周期運行的因素[J].石化技術,2009,16(3):63-67.

[8]潘延民.延遲焦化裝置加熱爐阻焦劑的開發(fā)與應用[J].煉油技術與工程,2003,33(10):49-52.

[9]岳海艷,李英,杜穎.延遲焦化裝置長周期運行的影響因素分析及改進措施[J].遼寧工業(yè)大學學報:自然科學版,2008,28(2):122-124.

Delayed Coker Furnace Tube Coking Mechanism and Control Measures

LI Si，SHI Hui-bing(Shandong jing bo petrochemical co.， LTD；BoXing 266042， Shandong， China； ）

Based on the actual condition of 800kt/a delayed cooking unit in Shandong jing bo petrochemical co.,LTD,this ar?ticle analyzes the coking mechanism of the Coking Furnace.The present improvements and control measures are introduced accord?ing to the device condition.

Delayed coking furnace outlet temperature of coke inhibitor liquid yield