延遲焦化裝置爐管結(jié)焦機(jī)理及控制措施

李思 史會(huì)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(jié)焦機(jī)理及控制措施

李思 史會(huì)兵(山東京博石油化工有限公司，山東 博興 256500）

本文根據(jù)山東京博石油化工有限公司80萬(wàn)噸/年延遲焦化裝置的實(shí)際情況出發(fā)，分析了影響焦化加熱爐結(jié)焦機(jī)理，并根據(jù)裝置情況，介紹了現(xiàn)行的改進(jìn)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(wàn)噸/年延遲焦化裝置建于2005年，經(jīng)過(guò)十余年的生產(chǎn)運(yùn)行，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)在保證延遲焦化裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行方面。通過(guò)分析影響焦化加熱爐結(jié)焦機(jī)理，并根據(jù)裝置實(shí)際情況，介紹了現(xiàn)行的改進(jìn)或控制措施。

1 加熱爐結(jié)焦機(jī)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(zhì)沉積、熱縮合、無(wú)機(jī)雜質(zhì)沉積等原因，不同程度地存在結(jié)焦結(jié)垢的趨勢(shì)[1]

延遲焦化裝置主要存在的結(jié)焦與結(jié)垢機(jī)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(jìn)一步引發(fā)聚合反應(yīng)，最終生成分子量很大的聚合物沉積在爐管表面，再進(jìn)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(huì)不斷縮合成為大分子量的烴類，當(dāng)分子量達(dá)到一定程度，導(dǎo)致溶解度降低，析出并沉積在設(shè)備表面，進(jìn)一步脫氫后最終形成了焦[3]。

（3）無(wú)機(jī)雜質(zhì)沉積：

焦化原料中通常會(huì)含有如下無(wú)機(jī)雜質(zhì)：固體雜質(zhì)、金屬雜質(zhì)，這些雜質(zhì)會(huì)粘附在瀝青質(zhì)表面并沉積下來(lái)，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(dǎo)結(jié)焦的機(jī)理稍有差異，但無(wú)論如何變化，上述四種導(dǎo)致結(jié)焦的機(jī)理是同時(shí)存在的[4]。

1.2 加熱爐管結(jié)焦的主要危害

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

2 減緩加熱爐結(jié)焦的控制措施

2.1 控制合適的爐管溫度

在正常生產(chǎn)過(guò)程中，必須嚴(yán)格監(jiān)控，保持合理的爐膛溫度，在出現(xiàn)緊急情況時(shí)要及時(shí)加大注汽量，保證爐管溫度不超標(biāo)。于此同時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)儀表的維護(hù)保養(yǎng)，確保各儀器的正常投用，保證爐管溫度的準(zhǔn)確檢測(cè)和控制，并且要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)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(biāo)內(nèi)[7]。

2.2 加注高溫分散阻焦劑

高溫分散阻焦劑在高溫時(shí)穩(wěn)定，能夠有效穩(wěn)定瀝青質(zhì)，對(duì)所有的有機(jī)垢物、無(wú)機(jī)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(jié)焦的趨勢(shì)。同時(shí)該劑還能夠改變已經(jīng)形成的焦和垢物的形狀，使其易于清理和減少設(shè)備清洗的時(shí)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(nèi)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(guò)14天的標(biāo)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(cè)面反映出減緩了爐管結(jié)焦趨勢(shì)。

2.2.2 石油焦揮發(fā)分降低

通過(guò)對(duì)焦炭揮發(fā)分對(duì)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(jiàn)明顯變化。

3 結(jié)語(yǔ)

焦化加熱爐運(yùn)行的好壞直接影響著裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行和煉廠的經(jīng)濟(jì)效益，加熱爐爐管結(jié)焦是影響生產(chǎn)周期、導(dǎo)致裝置運(yùn)行經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)運(yùn)行周期，實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益最大化，就必須延緩與控制爐管內(nèi)結(jié)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(zhǎng)了焦化加熱爐的運(yùn)行周期[9]。

[1]萬(wàn)長(zhǎng)青,肖翔.延遲焦化裝置加熱爐爐管結(jié)焦問(wèn)題探討[J].煉油技術(shù)與工程,2004,34(12):28-31.

[2]韓靖.延遲焦化加熱爐爐管結(jié)焦分析[J].通用機(jī)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(zhǎng)周期運(yùn)行的因素[J].石化技術(shù),2009,16(3):63-67.

[4]韓靖.延遲焦化加熱爐爐管結(jié)焦分析[J].通用機(jī)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(shè)計(jì)[J].煉油技術(shù)與工程,2013(2):29-38.

[6]朱懷歡.焦化裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行的影響因素及措施[J].煉油技術(shù)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(zhǎng)周期運(yùn)行的因素[J].石化技術(shù),2009,16(3):63-67.

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

[9]岳海艷,李英,杜穎.延遲焦化裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行的影響因素分析及改進(jìn)措施[J].遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)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.

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