延迟焦化生成弹丸焦的原因及对策
延迟焦化加热炉炉管结焦原因分析及对策
延迟焦化加热炉炉管结焦原因分析及对策摘要:焦化装置经常出现结焦的现象是很难避免的,因为在管内存有高粘度、高残炭的流动介质油渣,焦化装置也是因为焦化加热炉辐射室炉管结焦而不能安稳生产。
现在有一种方法可以满足生产需求,就是安置一些热电偶温度监控在焦化加热炉的炉膛、炉管出入口及部分炉管外表面等地方,但这仍不能准确了解炉管内的结焦状况。
现在我们不能满足于对新设计的焦化加热炉在线烧焦技术的小成就,而应把注意力转移到怎样延缓加热炉炉管结焦,怎样延长装置的运行周期等问题上。
关键词:延迟焦化加热炉炉管结焦原因分析及对策前言:新型混配陶瓷纤维烧嘴砖的使用性能与传统的重质高铝烧嘴砖相比较,具有体积密度小、安装方便、热稳定性好、使用寿命长等显著特点,是一种具有实际推广价值的新型轻质耐火材料。
它解决了一段转化炉因顶部烧嘴砖脱落而引起炉子损坏、被迫停车抢修的设备隐患,为甲醇装置生产达标和实现安、稳、长、满、优运行提供了保障。
一、炉管结焦机理渣油是胶体分散体系,其中沥青质构成分散相胶束的核心,胶质、芳烃以及饱和分构成分散介质。
胶质、沥青质分子的基本结构是以多个芳香环组成的稠合芳香环系为核心,周围连接若干个环烷环,芳香环和环烷环上都有若干个长度不一的烷基侧链,分子中还杂有各种含硫、氮、氧基团及络合的镍、钒、铁等金属,而胶质、沥青质是由若干个单元薄片重叠组成。
薄片间依靠分子间作用力形成一个半有序的类石墨晶胞结构,这一胶体体系具有的稳定性是依靠构成胶体体系的各个组分的相互作用力而达到的。
这种作用力有构成这个体系各个组分的偶极矩力、电荷转移和氢键的作用,一旦这些作用力由于外界条件改变而发生变化,肢体体系的稳定性就会被打破,相态发生分离,出现“第二液相”。
在渣油合生焦反应中,沥青质是主要的生焦前身物。
渣油具有良好的安定性,体系温度低、芳烃和胶质浓度越高,则体系越稳定;而体系温度高、沥青质和饱和烃含量越高,体系就越不稳定。
当体系的温度达到某一值后,胶质的溶解能力降低,使渣油的胶体体系受到破坏。
研究延迟焦化装置长周期运行的制约因素与措施
研究延迟焦化装置长周期运行的制约因素与措施延迟焦化装置是炼油厂中一种重要的装置,它通过高温条件下将石油原料进行热分解,产生大量的石油焦和其他重质油品。
延迟焦化装置在长周期运行过程中会面临一些制约因素,如设备老化、操作不当、原料质量变化等问题。
本文将探讨延迟焦化装置长周期运行的制约因素,并提出相应的解决措施。
设备老化是导致延迟焦化装置长周期运行问题的主要因素之一。
随着设备使用时间的延长,设备件的磨损、腐蚀等问题逐渐显现。
这些问题会导致设备性能下降,影响焦化反应效果。
为解决这一问题,可以采取以下措施:1. 定期检修和维护设备。
对设备进行定期的检查、维护和维修,修复或更换受损的设备件,确保设备的正常运行。
2. 加强设备保护。
在设备的易损部位设置保护措施,如喷涂耐磨材料、加装补偿装置等,延长设备使用寿命。
操作不当也是延迟焦化装置长周期运行的一个重要因素。
操作人员对于设备的操作技术和工艺要求不熟悉,容易导致操作不当。
为解决这一问题,可以采取以下措施:1. 建立完善的操作规程和操作培训制度。
制定明确的操作规程,并对操作人员进行培训,提高其操作技术水平。
2. 引入先进的自动化控制系统。
通过引入先进的自动化控制系统,减少对操作人员的依赖,提高设备操作的准确性和稳定性。
原料质量变化也会对延迟焦化装置的长周期运行造成一定的影响。
原料的硫含量、金属含量、凝点等参数会影响焦化反应的进行。
为解决这一问题,可以采取以下措施:1. 优化原料调配。
根据原料质量的变化情况,合理调配不同原料,调整生产工艺,使其适应原料质量变化。
2. 设置预处理装置。
在延迟焦化装置前设置预处理装置,对原料进行预处理,如脱硫、脱氮等,降低原料对焦化装置的影响。
延迟焦化装置长周期运行受到设备老化、操作不当和原料质量变化等因素的制约。
通过定期检修维护设备、加强设备保护、建立完善的操作规程和操作培训制度、引入先进的自动化控制系统、优化原料调配和设置预处理装置等措施,可以有效地解决这些问题,确保延迟焦化装置的长周期运行效果。
延迟焦化弹丸焦生成的原因及对策
延迟焦化弹丸焦生成的原因及对策摘要:随着世界原油资源的紧缺,各国将重质原油的加工提到了战略的高度。
近年来进口原油逐渐劣质化,渣油性质变差,从现今的炼油技术来看,加氢裂化、重油催化裂化等技术又不足以处理较劣质的原料油,延迟焦化逐渐成为劣质渣油加工的主要工艺,装置规模越来越大。
但困扰焦化装置的主要问题是容易产生弹丸焦,不仅造成技术经济指标下降,而且会降低设备的使用寿命。
关键词:延迟焦化;弹丸焦;生产原因;解决对策引言:延迟焦化工艺既很好地解决了超重渣油轻质化的问题,又将原油中的渣油转化为高附加值油品,给炼油企业带来了良好的经济效益,因此,在炼油企业广泛使用。
但是,随着原料性质的越来越劣质化,装置在生产过程中经常出现弹丸焦,对装置的运行带来严重安全隐患,并且弹丸焦与普通海绵焦的价格相差约200元/t,经济效益较差。
因此,有必要对弹丸焦的形成机理做更深入的了解,以指导装置安全生产。
1 产生弹丸焦的原因分析1.1 原料性质通过对生产中容易产生弹丸焦的几种情况研究发现,原料的性质决定着弹丸焦的产生状况,一般情况下高沥青质、高残炭和低胶质的原料容易产生弹丸焦。
其次,原料中蕴含的金属以及杂原子的含量也会影响到弹丸焦的形成。
生产中常见的容易产生弹丸焦的原料主要有我国辽河稠油的减压渣油以及国外的哈马卡油、阿拉伯油、卡斯蒂利亚油、索鲁士原油、索鲁士-伊重原油等。
1.2 操作因素不当地操作会引起弹丸焦的产生,同样生产条件的影响也至关重要。
往往在高温、低压、低循环比的的操作环境容易引起弹丸焦的产生。
1.2.1 温度的影响弹丸焦的产生对温度的要求相当的敏感,延迟焦化加热炉的出口温度一般介于490-500℃之间。
温度每上下浮动5℃就会引起弹丸焦形成量的变化。
当炉出口温度保持在503℃时就会生成5-10mm的弹丸焦;如若温度降低到498℃以下,可以看出弹丸焦的含量明显较少,但是出现另外一个问题就是粘油的含量增加。
在我国当前的炼化企业中,在炼制劣质原油的情况下,都会对通过降低加热炉出口温度的方法来避免弹丸焦的产生。
浅谈延迟焦化生产中存在的问题及几点改进措施
浅谈延迟焦化生产中存在的问题及几点改进措施摘要:分析了近几年中国石化延迟焦化生产中存在的问题,提出了几项提高生产技术水平的改进措施。
关键词:延迟焦化工艺技术重油深度加工一、延迟焦化生产中存在的问题近几年中国石化延迟焦化工艺技术虽然进展很快,但在生产工艺技术、生产操作等方面仍存在很多问题。
1.系统和设备不配套一半以上的焦化装置加热炉采用单面辐射,表面热强度低,不均匀系数低,不能在线清焦,热效率低,也影响长周期运转和提高能耗。
还有许多套装置没有配套的吸收稳定系统,影响液化气的收率等。
2.生焦周期长中国石化焦化装置采用24小时生焦操作周期,国内只有少数的装置生焦周期减少到20小时,而国外的焦化装置已普遍采用16~18小时的生焦周期,处理量显著偏低。
3.将催化裂化油浆掺炼到焦化原料中去的现象在很多炼油厂中出现,造成液体产品收率下降、蜡油残炭上升、芳烃含量增加、油焦灰分增加、产品质量下降等后果。
4.循环比不当中国石化大部分企业焦化装置采用的循环比在2.2~0.3,其中有几套装置的循环比超过0.3而导致生焦量高,装置处理能力下降,能耗增加,而同比的国外延迟焦化装置循环比一般在0.1以下。
5. 除焦系统等焦化装置大型化设备配套国产化有待解决例如,直径9.4米的焦炭塔高压水泵压力为33 MPa,流量300立方/小时;直径.4米的焦炭塔,高压水泵压力为28.8MPa,流量250立方/小时。
此外,保证安全配套降低劳动强度的头盖自动卸盖机等设备,仅有顶盖自动卸盖在个别装置上试用,底盖自动卸盖尚未试验,绝大多数装置处于手动操作状态。
6.少数装置的焦炭塔尚未安装中子料位计,或安装数量不够,多凭经验判断焦层和泡沫层高度,注入消泡剂的部位、时间也未曾规范化,影响了使用效果。
7.焦化装置能耗偏高,同类装置间能耗相差很大二、提高延迟焦化生产技术水平的几点措施1.通过消除焦化装置的瓶颈,把现有24小时生焦周期缩短到16~20小时的操作方案,充分发挥焦化装置的潜力。
延迟焦化运行常见问题
2.3确定最佳的急冷油注入位置
在早期的设计中,一 般在大油气线出口加 三条急冷油注入线, 管径大多是DN25,斜 插入大油气线中,如 图所示:
• 经过各炼厂焦化装置长 期的经验总结,提出了 一系列行之有效的方法。 如在油气管线上加法兰, 当油气管线结焦时可以 拆掉清焦。有的在油气 出口管线上加过滤器。 还有一种比较好的注入 方法,将急冷油注入油 气刚出焦炭塔的根部, 而且急冷油管线也增大 到DN40,有的采用斜插 式注入,有的采用内置 环行喷雾管注入,均可 有效的防止了油气线结 焦。见图
1.3 加热炉出口温度
加热炉出口温度是焦化反应最关键的操作参数,它 直接影响到焦炭塔内泡沫层的高度。炉出口温度越高,焦 化反应越剧烈,深度越深,泡沫层的高度越低。反之,泡 沫层的高度就越高,易雾沫夹带,使泡沫状焦粉带入油气 管线而引起结焦。图-3表示三种减压渣油炉出口温度与 泡沫层高度的关系。
1.4 加热炉炉管注汽(注水)量
2、掺炼催化油浆使分馏塔底循环过滤器堵塞
• 催化油浆中的催化剂固体粉末除在原料换热器内沉积外, 另一重要沉积点为焦化分馏塔底,由于底循环运转的作用, 该固体粉末最终沉积在底循环过滤器内。自从2003年10 月份掺炼油浆以来,焦化分馏塔底循环过滤器经常堵塞, 导致底循环泵提不起量,常常用蒸汽反吹扫,仍难以奏效, 只好拆开清理,仅11月份就拆开清理3次,拆开后发现过 滤器内含较多焦粉与催化剂粉末混合后的粉状、块状物, 堵塞严重。而在第一开工周期期间(该期间基本未掺炼催 化油浆)该过滤器未曾因堵塞拆开清理过,这进一步验证 了大比例掺炼油浆是导致底循环过滤器堵塞的主要原因。
1.6 焦粉(或泡沫)的夹带
焦炭塔焦粉(或泡沫)的夹带量大小主要与塔内的油 气线速及安全空高有关,在确定焦炭塔直径时一般按 小于允许线速度计算,当装置处理能力提高时,油气 线速增大,容易导致焦粉和泡沫不能沉降而带到油气 线内,导致管线内结焦。
延迟焦化装置长周期运行的影响因素及对策浅析
延迟焦化装置长周期运行的影响因素及对策浅析摘要:延迟焦化装置长周期运行的影响因素较多,如原料性质的变化较大、焦炭塔油气管线结焦。
为了延长延迟焦化装置长周期运行周期,工作人员可从对加热炉出口的温度进行调整、调整循环比、防范炉管结焦等方面着手,实现预期的目标。
关键词:延迟焦化装置;长周期运行;影响因素;对策当前,原油重质化问题不断加快,逐步提高对轻质油产品的需求,在此背景下延迟焦化装置以工艺简单、设备投资少与技术成熟度较高的优势,逐步得到人们的重视。
然而,延迟焦化装置长周期运行的影响因素较多,很有必要提出相应的解决对策。
1延迟焦化装置长周期运行的影响因素1.1原料性质的变化较大延迟焦化装置除了可以充当炼厂的“垃圾桶”,也原料也难以优选。
对于常减压装置的减压油渣必须借助焦化轻质化处理。
但是,原料性质不断加重的过程中,逐步增加了结焦倾向,增加了操作难度,很大程度上影响了装置长周期运行[1]。
对于延迟焦化装置而言,长期运行的关键点在于加热炉的炉内不结焦,需要工作人员选择具有良好热稳定性的延迟焦化原料,确保加热炉升温期间无缩合与裂化反应,确保胶体结构更为稳定。
若沥青质与饱和烃的含量增加,就会降低延迟焦化原料的热稳定性,若破坏了胶体结构的稳定性,容易导致其出现分相结焦的问题;反之,增加了芳烃和胶纸含量,就会导致焦化原料的热稳定性被延迟,其在加热炉炉管内不容易结焦,对提高延迟焦化装置长期运行起到促进作用。
1.2焦炭塔油气管线结焦焦炭塔油气管线结焦这一问题容易导致系统的操作压力升高,对装置轻质油收率产生影响,重则还会导致焦炭塔超压的安全阀起跳的问题。
日常操作期间,油气管线结焦很大程度上受到反应温度、注入方式、急冷油性质、阻焦剂及消泡剂性质的影响。
若加热炉的出口温度升高,就会增加焦炭塔内气相符合,气相线速高就会携带大量的焦粉,导致油气管线容易结焦[2]。
加热炉出口的温度不高,就会增加焦炭塔内的泡沫,反应后期若泡沫层无终止反应,就可以给汽给水,同样会出现油气管结焦的问题。
延迟焦化装置长周期生产中存在的问题及解决措施
之 一 ,随 着原 油的 不断加 重 ,其装 置在 加 工渣 油和 重 油的过程 节 ,在 负荷相 同 的条 件下 ,通 过循 环 比的 降低有 助于 加 热炉热
中所发 挥 的作 用越 来越 重要 ,并且 装置运 行周 期的长短 与 否都 负荷 的减 少 ,尽 管如 此并不 是说 循环 比越 低越 好 ,借 助 富含环
置 主要是 进 口含硫渣 油进行加 工 ,其 四组成分 的分 布和沥 青接 油注入 点移动到除 焦 口并逆 向打 入是改造方 案的重点 。
近 ,只 需要连 续加工 5到 7天 即可 ,由此 会提 高两 台加 热炉 炉管
第 二 ,泡 沫层 高度 的 有效控 制 。经大 量研 究发 现 ,相比 较
大油 气线 结焦 ,通过 采取一 系列行之 有 效的措施 可 以确保装 置 移 动 。
在很 长一段 时 间 内都能够安 全平稳 的运 行 。
2焦炭塔大油气管线存在的问题 与对策
关键 词 :延迟焦化装 置 ;长周期 ;生产 ;问题 ;解 决措 施
2.1问题
延迟 焦化工艺 是一种应 用广泛 的重油/渣油加 工技术 ,基于
的 表 面 温 度 。 炉 管 壁 温 度 经 检 测 温 度 多次 都 超 过 650摄 氏 于加 工低 硫渣 油 ,加 工含 硫渣 的泡沫 层 高度 至少 要高 出两米 。
度 。经烧焦 处理后 ,基 于不能 有效 的改善 原料 ,则 炉管在运 行 当焦 炭塔 生焦 满足 一定 高度 后 ,基 于过 高的 气速 ,在 焦炭 塔 内
安 全环保的要求 日渐严格 。
于大 油气管结 焦的科学解决 。
1加热炉的问题与对策
2.2解 决措 施
1.1问题
第一 ,改造 急冷油 注入 点的位 置。将 急冷油注 入到大 油气
弹丸焦形成与防治方法(修改1)
原油焦化弹丸焦的形成与预防方法辽河石化焦化车间许斌摘要:延迟焦化工艺是技术相对成熟,一次投资低,被广泛应用的重油轻质化加工技术。
本文结合辽河石化公司焦化装置原油焦化运行的实际情况,针对弹丸焦的产生及预防方面采取的一些措施,提出几点优化建议。
关键词:辽河超稠油压力循环比沥青质弹丸焦重金属含量引言:弹丸焦的形成主要与以下因素有关:沥青质、硫和金属含量高的劣质原料,易产生加热炉炉管结焦,生成弹丸焦等问题〔1〕。
通常沥青质比较容易结焦,增加原料中的芳烃含量可以抑制弹丸焦的生成,减轻加热炉炉管结焦〔2〕,操作反应温度,焦炭塔内线速度、循环比及焦炭塔压力对弹丸焦的形成也有一定影响。
弹丸焦的形成导致放水不畅,严重时会堵塞放水管线,导致焦炭塔无法放水,出现安全事故。
1优化原料性质解决弹丸焦问题辽河超稠油数据表明其密度、残炭、沥青质和重金属含量均高,属于难加工的原料油。
同时金属含量高,重金属之和大于570µg/g。
对于这样的原料,如果焦化时不在工艺上采取措施,很容易造成沥青质在加热炉炉管内表面沉积,进而造成炉管结焦,相当一部分的金属元素会在延迟焦化生产过程滞留到焦化油中,在焦炭塔内还容易引起发泡,导致弹丸焦产品的生成。
同时还会造成石油焦产品的灰分高。
灰分是石油焦的重要指标,因此以高金属含量为原料生产的石油焦如果不解决灰份问题,品质和档次均不会太高,对石油焦产品的销售和企业的经济效益均造成不利影响。
辽河石化分公司100万吨/年延迟焦化以辽河超稠油为主要原料进行加工装置,其工艺路线与常规的减压渣油延迟焦化装置存在一定的差异,辽河超稠油含盐,含水较高,特别是Ca 含量比较高,因此要求原油延迟焦化装置必须有电脱盐系统,脱除其中的盐和水份。
装置设计采用多产轻质油品的延迟焦化工艺,采用0.74大循环比,一方面通过大循环比为焦炭塔提供更多热量来降低加热炉辐射出口温度,减缓加热炉炉管的结焦,另一方面循环比加大后加热炉炉管内的物流流速增加,加大了物流对炉管的冲刷,进一步降低了炉管结焦的倾向。
延迟焦化工艺弹丸焦形成原因和对策
延迟焦化工艺弹丸焦形成原因和对策摘要:焦化工艺的功能是控制建筑内部温度,调节内部空气的温度以及空气新鲜度,焦化工艺的设计是控制内部的温度,调节内部空气的温度。
在其设计过程中会出现很多问题,尤其是结焦,本文就深拔型焦化工艺内接交相关问题展开分析,力求找到合理的方式解决。
关键词:深拔型;加热炉;结焦引言:在焦化工艺的设计中融入环保的理念,促进社会资源的可持续发展。
不仅可以满足我国对于环保的要求,也能够满足对于焦化工艺的使用需求。
在焦化工艺的设计过程中,设计人员需要掌握科学的设计方法,将环保理念与焦化工艺设计结合起来,实现焦化工艺最大的利用价值。
未来的发展需要与高科技充分融合,在舍弃原有的落后锅炉之后,目前所使用的大多数为焦化工艺。
但是在实际应用中,对其除尘控制还有一些弊端,所以应该及时进行优化以及改进。
在使用过程中,对其除尘进行控制是最难的一部分,同时也是最重要的一部分。
如果想要顺应时代的发展,要满足社会的需求,那么对于除尘和防磨,一定要有更好更合理的解决方式。
使其最终达到节省资源,也能对环境加以保护。
一、延迟焦化工艺弹丸焦形成应遵循的原则焦化工艺的设计要符合绿色环保的要求,所以在设计时应该重视原则性。
暖通设计方案首先要有设计人员,考虑到其中所存在的问题,针对国家的规定,要制定符合相关标准的设计。
设计人员要秉承着节能环保的理念,以科学合理的方式设置供水,供气,供热等要求。
暖通设计方案会受到多种因素的影响,所以采用最合适的设备展开施工,可具备较强的可靠性,同时可有一定的原则性,确保焦化工艺设计具有一定的合理性。
在选择设计方案时,首先应该以节约成本以及安全性为主要原则,也是目前大众比较关注的问题。
设计人员可以设计多种方案,然后进行对比,选择最合理的一种方案。
其主要依据为节能、美观,舒适。
只有满足这几种条件,才能够保证设计方案具有科学性,合理性。
同时在质量以及安装方面都能够得到保障。
在实际工作中要避免由于追求本期利益,而忽视到后期的使用效果。
延迟焦化装置炉管结焦分析及改进措施
延迟焦化装置炉管结焦分析及改进措施摘要:因为延迟焦化装置属于高温、高硫化氢、高风险的装置。
通过隐患的分析和排查,提出解决对策。
对装置生产由较强的指导作用。
本文主要分析延迟焦化装置炉管结焦分析及改进措施关键词:延迟焦化;安全隐患;对策引言随着原油资源的劣质化,加工高含硫、高金属劣质油已成为炼厂的常态。
由于焦化装置工艺的灵活性,其已成为炼油工业加工渣油的重要工艺。
延迟焦化装置的安全生产成为重中之重。
1、延迟焦化装置安全隐患1.1人的因素人的误操作,延迟焦化装置由于周期性生产,每天操作工面临开关许多阀门。
由于操作较频繁很容易出现误操作。
误操作导致的阀门开关错误,会导致物料的流出,造成火灾等事故。
其次由于延迟焦化装置24小时生产,操作工面临着上夜班,由于人的生物特性会导致上夜班时人员精神不好,也极易导致误操作。
技术水平,人员由于学习能力,工作经验不同,导致技术水平不一样。
对待突发情况的处理水平也不一样,造成的后果也不同。
人的技术水平不够,不能及时处理突发事故。
人的情绪波动,由于延迟焦化装置操作属于高风险作业,导致操做人员压力较大。
夜班工作导致人员精神状态不好,长期处于疲惫状态。
情绪会不稳定。
1.2设备因素机泵,机泵作为焦化装置的动力,担负着运送物料的作用。
由于其运行环境较恶劣,操作条件变化较大,会导致机泵密封损坏发生泄漏。
机泵运行时间过长保养不到位,会导致一些配件损坏,发生机泵振动,温度超指标。
腐蚀,延迟焦化装置内平台,包括各塔器、罐、空冷等平台。
由于平台有些地方存水,导致平台腐蚀较严重。
平台腐蚀由于较隐蔽发现困难,另外由于平台腐蚀是一个缓慢的过程,通常不能引起足够重视。
设备的腐蚀,各管线、塔器由于腐蚀都会发生减薄。
1.3职业危害延迟焦化装置高噪声,焦炭粉尘,各种油品。
接触时间较长会导致听力下降、导致肺部疾病。
各种油品通过呼吸、皮肤等接触吸收会对身体造成不同程度的伤害。
硫化氢等恶臭气体也会对人身体造成伤害,在生产操作中会发生物体打击、坠落等不确定因素导致的身体伤害。
延迟焦化装置生成弹丸焦分析
15110月29日开始加工卡斯蒂利亚原油,焦化装置11月6日12:00 A塔和11月7日 12:00 B塔生成两塔弹丸焦,弹丸焦生成期间焦炭塔晃动剧烈,焦炭冷焦困难。
下面对弹丸焦生成的原因及操作调整进行分析。
1 弹丸焦生成原因延迟焦化装置出现弹丸焦的主要条件有焦炭塔进料的性质和焦炭塔内的高温和剧烈的湍流环境。
原料性质是导致生成弹丸焦的重要内因,高密度、高沥青质、高残炭、高杂原子含量的焦化原料易生成弹丸焦,另外劣质渣油粘度大、金属含量高(特别是NI和V)、硫氮氧等杂原子形成的杂环化合物等因素也明显促使弹丸焦生成。
影响弹丸焦生成的主要操作因素有:高温、低压、低循环比、大处理量、在焦炭塔内的高度湍流等。
其中增加循环油比例(重蜡油组分)能够有效抑制弹丸焦的生成。
下面对生成弹丸焦期间的原料性质及操作条件进行分析。
(1)原油情况表1加工原油情况 (%)为:11月5日16:00付四蒸馏比例调整为9903罐(WTI100%)18%+9904罐(巴士拉86%+卡斯蒂利亚14%)82%。
11月5日 23:15 付四蒸馏原油比例调整为9903#罐(WTI75%+沙轻15%+伊轻10%)20%,9904#罐(巴士拉86%+卡斯蒂利亚14%)80%。
从上表及实际的调和情况可以看出,11月5日沙轻、伊轻、WTI轻油比例降低,卡斯蒂利亚、巴士拉重油比例上升,巴士拉和卡斯蒂利亚比例合计最高到达82%,其中卡斯蒂利亚原油比例为11.5%。
从表2原油评价数据上可以看出,卡斯蒂利亚原油密度、黏度、残炭较高。
其中金属含量,尤其是Ni和V含量高,原油中绝大部分的金属浓缩在渣油中,促使了弹丸焦的生成。
另外卡斯蒂利亚原油渣油四组分中饱和份和沥青质含量高,芳香份和胶质含量低,渣油胶体体系中饱和份和沥青质不利于胶体体系的稳定,胶质和芳香份有利于胶体体系的稳定,卡斯蒂利亚原油渣油性质不稳定,导致生焦率高。
而且饱和份高,气相收率高,造成焦炭塔内气速大,焦炭碳存在剧烈的湍流环境,易导致弹丸焦的生成。
延迟焦化装置安全可控弹丸焦生产方案
延迟焦化装置安全可控弹丸焦生产方案摘要:随着焦化原料油变重变差和对重油吃干榨净要求的不断提高,为提升经济效益,公司延迟焦化装置在实施临界卡边操作、高苛刻度运行的基础上开展安全可控弹丸焦生产技术攻关。
技术人员通过借鉴其它延迟焦化生产弹丸焦的经验,在原料性质分析、工艺参数调整、生产管理和设备改造方面进行创新,为安全可控弹丸焦生产创造条件。
关键词:延迟焦化,安全可控,弹丸焦,经济效益随着全球性原油资源趋势的劣质化、重质化和轻质油品消费量的日益增长,重油的深加工技术越来越受到人们的重视。
延迟焦化利用重油结焦前体物在裂解转化率较低时不易出现的反应现象,使重油在热转化程度较低的情况下快速通过加热炉炉管获得热反应所需要的热量,在焦炭塔内完成重油轻质化的过程[1]。
作为一种成熟的重油深加工工艺,延迟焦化具有成本低,转化率较高(70%~75%),投资回报率高的特点,而且在处理高含硫、高比重、高金属重油及超重油上有技术和经济上的优势,因此在渣油轻质化的过程中占有重要的地位[2]。
公司延迟焦化装置设计规模 1.4Mt/a,采用大型化“一炉两塔”流程、可灵活调节循环比工艺。
为获得最大的液体产品收率和最低的焦炭产率,实现分公司经济效益提升的目标,延迟焦化装置在实施临界卡边操作、高苛刻度运行的基础上开展了安全可控弹丸焦生产技术攻关。
1 弹丸焦生产的经济效益分析及预测弹丸焦是挥发份最低的石油焦产品。
因此,在同种焦化原料工况下,焦化装置有弹丸焦产出时将获得最大的经济效益和实现原料真正的吃干榨净。
如国内某延迟焦化装置生成弹丸焦的工业实践数据,详见表1。
表1 有/无弹丸焦产出时的产品收率及分布Table 1 With/without shot coke production of product yield and distribution 产品及收率/% 无弹丸焦有弹丸焦变化脱前干气10.07 9.84 -0.23脱前液态烃 2.47 2.53 0.06 汽油16.98 16.96 -0.02柴油29.36 30.12 0.76轻蜡油 3.34 3.31 -0.03重蜡油7.91 8.23 0.32抽出油 2.01 2.00 -0.01焦炭27.76 26.91 -0.85损失0.10 0.10 0液体收率62.07 63.15 1.08 由表1装置物料平衡数据可知:在原料密度和残炭都比较高的情况下,有弹丸焦产出时的液体收率比无弹丸焦产出时的液体收率增加1.08%,焦炭产率减少0.85%。
形成弹丸焦的原因
形成弹丸焦的原因:(1)原料性质中的重金属含量,原料中的沥青质含量,反应温度,[wiki]焦炭[/wiki]塔空塔线速度。
(2)循环比和焦炭塔压力。
弹丸焦的形成会导致放水不畅,严重时会堵塞放水管线,导致焦炭塔无法放水,处理过程中很容易出现安全事故。
解决途径:(1)优化原料解决弹丸焦问题(2)优化操作条件,解决弹丸焦问题(3)降低循环比或提高焦炭塔压力有利于解决弹丸焦问题。
(4)控制焦炭中含有适当量的弹丸焦,有助于装置提高经济效益。
焦[wiki]化工[/wiki]艺是一个半连续的加工工艺,中间需要切换焦炭塔和除焦,操作的稳定性和安全性对于焦化工艺至关重要。
焦化工艺加工高沥青质的原料时焦炭塔内容易生成弹丸焦。
弹丸焦容易造成除焦时塌方事故,因此要增加除焦时拆卸底[wiki]法兰[/wiki]的安全防范措施。
焦化原料的沥青质含量高是形成弹丸焦的主要原因,采取加入富芳组分和提高循环比的方法是降低焦化原料的沥青质含量、抑制弹丸焦生成的有效措施。
此外,降低焦化反应温度和提高焦炭塔操作压力有助于抑制弹丸焦的形成。
大家可以看《炼油技术与工程》-2006年36卷12期,其中有辽河石化分公司解决弹丸焦生成的文章。
内容比较祥细,分析了原因并提出了解决方法。
针对辽河石化分公司延迟焦化装置在加工辽河超稠原油时经常生成弹丸焦的问题,技术人员研究发现弹丸焦生成的主要因素是原料性质及其组成,而采用较低的反应温度、较高的反应压力、较低的循环比,以及超稠原油在焦化分馏塔适当分出一部分轻馏分后再去焦炭塔等措施,可以抑制弹丸焦的生成。
通过摸索,装置运行参数确定为:焦炭塔内气速小于0.15m /s,反应温度498—502℃,反应压力0.17—0.25MPa,循环比0.5—0.6,分馏塔底温度为355—365℃。
6个月的连续运行结果表明,上述工艺改进有效避免了弹丸焦的生成据研究,形成弹丸焦的主要原因是由于沥青质含量高,胶质含量低,胶体在加热炉中破坏后造成的。
关于对焦化生产弹丸焦的原因分析
关于对焦化生产弹丸焦的原因分析延时焦化生成弹丸焦的主要条件有两个:一、是原料劣质化,生成弹丸焦的原料为深拔后高残炭高沥青质减渣或劣质化的稠油。
生成弹丸焦原料中沥青起较大作用,通常四组分中的沥青质的含量在13%以上。
原料劣质化会导致碳质沥青质较形成,在原料从加热炉口进入焦炭塔口前,就已经提前着重了缩反应微小颗粒,它就是弹丸的前期物进入到焦炭塔内气速等原因,以这些小颗粒为中心逐渐包裹形成弹丸。
一般为获取更好的经济效益,通常选择价格相对便宜的重质原油和劣质原油。
与此同时,为能产出多的高附加值半成品,常减压装置采用各种措施番提高原油的拔出率,使减压渣油变得越来越重。
二、是损操作条件较为苛刻。
采用较高的炉出口温、较低的循环比和较低的焦炭塔压力等苛刻的操作条件,在焦炭塔内形成了高温和剧烈的油液环境,为弹丸焦的形成营造了生产环境。
因此,国内不少延时焦化装置如青岛大炼油、齐鲁、扬子等单位偶有弹丸焦堵塞管道突发生成,在生产过程中发生各种异常现象或故障,如焦炭塔晃动,给、放水时弹丸焦堵塞管道,除焦是塌方、卡钻头等等:这些问题严重威胁了装置的安全生产和正常运行,所以焦化装置普遍做法都是采取降低炉出口温度、提高循环比、提高焦炭塔压力、掺炼催化裂化油浆和调整原料组成等措施避免或抑止弹丸焦的生成,降低焦化装置的安全成产风险,国内目前尚无一家可以实现安全平稳弹丸焦延时焦化装置,国外报告美国有以成产弹丸焦、液收最大化为目的焦化装置。
但是通过调整控制参数来防止弹丸焦一方面很不经济,可能会牺牲2-3%的收率:另一方面难度较大,因为在正常生产中很难从操作参数来判断出焦炭的形态和质量,因而无法及时作出调整,所以通过调整原料的掺炼比例来控制弹丸焦更具经济性和实用性。
一般焦化装置弹丸焦原料性质预测方法:判断焦化原料是否生成弹丸焦尚无标准数据和方法,一般传统做法是先测定原料20℃密度、残炭及沥青质等物性参数,在根据国外资料和国内生产经验判定原料是否会产生弹丸焦。
延迟焦化装置生成弹丸焦的原因分析及预防
延迟焦化装置生成弹丸焦的原因分析及预防侯继承;翟志清【摘要】从原料性质和工艺控制指标两个方面对弹丸焦生成的原因进行了分析,介绍了弹丸焦对延迟焦化装置带来的危害,并提出了预防措施及对策.【期刊名称】《河南化工》【年(卷),期】2010(027)005【总页数】3页(P54-56)【关键词】延迟焦化;弹丸焦;技术分析;对策【作者】侯继承;翟志清【作者单位】中国石油化工股份有限公司,洛阳分公司,河南,洛阳,471012;中国石油化工股份有限公司,洛阳分公司,河南,洛阳,471012【正文语种】中文【中图分类】TE624.32由于市场对油品需求不断增加,炼油企业加工原油出现了重质化和劣质化,处于下游的焦化装置受到加工劣质原料的挑战。
加工劣质原料易造成加热炉炉管结焦、焦炭塔生成弹丸焦等。
中石化洛阳分公司延迟焦化装置于2008年6月25日开工,焦炭塔在8月13日曾出现了弹丸焦。
当日0时45分,操作人员在对冷焦后的焦炭塔进行放水作业时,发现跑水阀阻塞无法放水。
人员一边对阻塞的平衡管处理,一边组织焦炭塔自动底盖机强制放水。
10时50分,冷焦水放水过滤器处一吨多的弹丸焦如泥石流般喷射而出,11时45分,焦炭塔放水完毕自动底盖机开。
12时10分焦炭塔开始除焦,除焦完毕后及时赶空气试压、预热等操作,抢在生产塔满塔前完成了换塔。
①焦炭塔给水冷焦时,生焦孔容易堵塞,给水困难。
放水时弹丸焦堵塞平衡管,水放不下来,自动底盖机由于上部压力大,不能打开。
从而打乱生焦周期,迫使装置降负荷生产。
②拆卸底盖过程中焦炭塌方会严重影响人员的人身安全,水未放完时极易烫伤人员。
③由于弹丸焦比较松散的结构,在钻孔和除焦阶段焦炭容易塌陷损坏钻头及钻杆,严重时没法除焦。
④弹丸焦的灰分高,发热值低,产品质量差。
⑤装置轻质油收率大幅下降,低附加值焦炭收率大幅上升。
⑥反应速度加快,提高了加热炉炉管的结焦速率,影响加热炉的长周期运行。
在正常情况下,可以认为在延迟焦化过程中,渣油热转化反应是分三步进行的:第一步,原料油在加热炉中很短时间内被加热至490~500℃,少量原料油气化并发生轻度的缓和裂化。
延迟焦化工艺弹丸焦形成原因和对策
( 渣) 油( 渣) ( 渣) ( 渣 ) 减 减 减 减
密 度 ( 0℃ ) g・ m 2 / c 0 9 45 . 9
0 9 73 0 9 2 7 . 7 . 9 > 2 0 > 2 0 00 0 O0 0 2 . 8 4 9 2. 7 3 3
由于其工 艺成熟 , 投资 较低 , 原料 适应 性强 , 对 目前
焦 的 减 压 渣 油 性 质 见 表 11。 ¨ ] 3 弹 丸 焦 形 成 的 原 因
3 1 渣 油 生 焦 机 理 .
到稳定 的层堆 叠合 , 形成 更大 的分子 。当这种 大分 子 的碳 原子数 目达 到一定 时 , 在渣 油 中形 成一 种 便 与母体 有界 面的液 态 晶体 , 叫做 中问小球体 。中间
了弹丸焦 , 困扰装 置 的正常运 行 。弹丸 焦的生成 会
产 生很 多问题 : 焦过 程 中 , 引起 焦 炭 塔及 附属 生 易
管 线 的剧 烈 晃 动 , 响 装 置 的 安 全 运 行 ; 拆 卸 焦 影 在
Fe
Ni
V
铷舳
炭 塔底盖 过程 中 , 易造 成塌方 而严 重影 响操作 员 的 人 身安全 ; 弹丸 焦结 构 比较 松散 , 钻 孔 阶段 焦 炭 在 容 易塌 陷而损 坏钻头 及钻杆 , 同时还会 堵塞放 水通
手 段 , 可 以抑 制 弹 丸 焦 的 生 成 。 也
关键词 : 油 渣
弹丸焦
沥青质
胶 质
1 前 言
表 1 容 易 出现 弹 丸 焦 的 渣 油 性 质
项 目
延 迟焦 化 工艺 是将 渣 油 经过 深 度热 裂 化生 成
气 体 、 质馏分 油 、 质馏分 油和 焦炭 的加工过 程 。 轻 中
延迟焦化弹丸焦生成的原因及对策
延迟焦化弹丸焦生成的原因及对策
姜伟;郑宗孝
【期刊名称】《炼油技术与工程》
【年(卷),期】2008(038)001
【摘要】介绍了中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司延迟焦化装置出现弹丸焦时的生产现象及影响;通过对生产过程的具体分析,发现产生弹丸焦时延迟焦化原料中沥青质质量分数达到了13%,Ni和V的质量分数达到了314 μg/g,原料的残炭值与沥青质含量之比是1.4;提出了优化延迟焦化原料性质和操作参数的具体措施,在实施这些措施后避免了弹丸焦的产生,实现了装置安全和平稳生产.
【总页数】3页(P16-18)
【作者】姜伟;郑宗孝
【作者单位】中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司,山东省淄博市,255434;中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司,山东省淄博市,255434
【正文语种】中文
【中图分类】TE6
【相关文献】
1.超稠原油延迟焦化产生弹丸焦的原因及对策 [J], 张峰;陈春茂;余昌信;吴亮;叶明
2.延迟焦化工艺弹丸焦形成原因和对策 [J], 张成;束长好
3.延迟焦化弹丸焦生成的原因及对策 [J], 吕景超;代杨;包忠强
4.延迟焦化装置生成弹丸焦的原因分析及预防 [J], 侯继承;翟志清
5.延迟焦化装置弹丸焦生成原因分析及对策 [J], 杨莉勇;苏志远
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延迟焦化生成弹丸焦的原因及对策
摘要:随着国内焦化原料油劣质化,对渣油吃干炸尽的要求不断提高,为提升经济效益,延迟焦化装置卡边操作、高苛刻度运行,装置产出弹丸焦的几率越来越大,如何预防产生弹
丸焦已成为炼油企业迫切需要解决的一项技术难题,本文结合中石化炼化企业焦化装置运行
情况和笔者自身工作经历,对弹丸焦生成的现象、机理与危害影响进行总结,综合分析研究
产生弹丸焦的原料性质、操作条件,并提出防弹丸焦发生的有效措施,为炼油企业加工劣质
原油少产弹丸焦起到一定的参考作用。
关键词: 延迟焦化弹丸焦对策
由于加工原油性质的逐步变差,延迟焦化的原料也日益劣质化。
主要体现在原料密度大,粘度大,残炭值高,酸值高,胶质、沥青质含量高,硫含量高,重金属含量高等劣质原料在
实际生产中时不时产生弹丸焦,严重影响装置的正常运行,还给焦炭用户带来危害,因此有
必要对弹丸焦生成的原因、现象,以及预防措施进行探讨分析,从理论研究到生产实践找出
切实可行的方法来预防弹丸焦的生成。
一、弹丸焦的影响与危害
1.弹丸焦形成的机理
在日常生产中,延迟焦化装置主要是加工减压渣油时生成的焦炭,是一种弹丸焦与海绵
焦的混合固体。
生成海绵焦的原因是原料油中沥青质与杂原子的含量相对较低,当含量较高
的时候相应的质量越来越差,产生弹丸焦的几率也就相应增大。
一般情况下,弹丸焦都是一
些2~5mm的小球,有时也会达到排球大小,都是致密的低孔隙小球的聚集体。
如表1中的焦
炭均选取自同一延迟焦化装置的焦堆,数据表明两者在孔隙度和硬度上有显著差别。
表1 海绵焦与弹丸焦的物理性质
项目
海
绵焦
弹
丸焦备注
焦炭的挥发分/%
1
0.2
9
.6
表现密度/(g/cm3)
1
.79
1
.83
100~15um
1
97
15~0.1um
4
8
2
6
0.1~0.014um
1
6
1
100~0.014um
8
3
4
3
硬度(HGI)
7
2
7
在焦化的反应
过程中,焦炭的形
成途径是在减压渣
油热转化过程中,
例如图1所示,渣
油四组分中的芳烃在高温下,经过芳烃——胶质——沥青质——炭质沥青质过程,最后形成
炭质沥青质。
一旦渣油沥青质含量过高就会导致过早的形成炭质沥青质,这些炭质沥青质会
早于原料进入焦炭塔,形成弹丸焦的前期颗粒,在经过一系列的工艺后就形成了弹丸焦【1】。
图1 渣油生成焦炭的反应途径
2.弹丸焦生成时的现象
在焦炭塔生焦的过程中,我们通过异常情况变化可以判断是否有弹丸焦产生,其表现有:①在生焦的过程中,处理量不变的情况下,加热炉的进料出口压力有明显上升,如,茂名分
公司二号焦化装置在处理量38t/h的情况下的压力是0.121MPa,出弹丸焦的压力升高至
0.126MPa;②出现弹丸焦,焦炭塔平台晃动较大,特别是电梯上至塔顶,晃动激烈;③焦炭
塔的挥发线明显的振动,伴随着有阵阵气流声;④冷焦操作的过程中,出现焦炭温度下降偏慢,正常的冷焦到改溢流的时间在3.5小时左右,当出现弹丸焦,4小时均很难冷下来;⑤
在放水操作时,会出现放水管线有大量碎焦炭流过的声音,常出现放水不畅通的现象;⑥除
焦时,发现有2~5mm的球状的焦炭,如图2所示:
图2 弹丸焦与非弹丸焦的情况
3.弹丸焦生成的危害
弹丸焦的出现往往会给生产过程工艺、设备运行以及安全生产等方面带来较大的影响,
主要有以下几个方面:
①焦炭塔、挥发线以及电梯等主要设备晃动,造成损坏和安全事故。
曾有炼油厂因为连
续多次出现弹丸焦,导致焦炭塔底裙座保温脱落情况;
②给大吹汽和冷焦等操作过程中,生焦通道易堵塞,导致装置停工。
特别是“一炉两塔”的工艺,曾有炼油厂出现放水的过程中生焦通道严重堵塞,导致装置被迫非计划停工事件;
③在给水冷焦阶段,由于冷焦不均,容易在焦炭塔内形成“热斑”,造成开顶盖时压力
超高或除焦时过热蒸汽喷出伤人;
④放水不畅通,无法打开底盖,造成非计划停工。
曾有炼油厂出现弹丸焦,放水不畅通,打开底盖机时,发生塌方,热水和焦炭喷出等情况,造成装置紧急降量;
⑤除焦时焦炭塌方卡钻,造成非计划停工。
由于弹丸焦结构比较松散,除焦时容易发生
焦层塌方而砸坏钻头及钻杆,严重时可能砸掉钻头或造成埋钻,进而导致装置生产波动或非
计划停工;
⑥生焦过程中,焦粉携带严重,导致分馏塔底过滤器和重蜡油线塔盘堵塞;
⑦产出的弹丸焦无法进行外卖,储存销售困难,难于分堆,容易出现质量问题,同时在
皮带输送至CFB的过程中,下料口难于控制问题,导致堵塞管线。
二、弹丸焦的原因分析
1.原料性质
原料性质是弹丸焦生成的内在因素。
美国Foster Wheeler(FW)公司研究人员认为,
弹丸焦的形成是沥青质沉淀的物理过程,当原料加热后,发生气化并开始裂化,在液相中的
裂化反应导致沥青质组分沉淀,沥青质会继续反应生成母焦,最终生成焦炭,当焦化原料中
的沥青质含量越高,就越容易生成弹丸焦【2】。
由于焦化原料中的四组分分析难以做到及时
快捷,因此很难进行指导操作,但可以通过大量收集常出现弹丸焦的原料进行预防性判断,
如表3所示。
表3 二焦化产出弹丸焦的四组分分析情况
从表3可以看
出,渣油的沥青质
含量很高,正常只
有8~10%,表3的渣油沥青质高达12~15%,除了原料中的沥青质有关系外,还与原料的残炭、金属含量有关,当原料中的残炭较高、金属含量高,也容易形成弹丸焦,如冷湖、巴查克罗、梅瑞等,也是容易产出弹丸焦的原料。
2.工艺操作
焦化生产出弹丸焦,除了原料的性质有关系,在生产上可以通过温度、压力以及循环比
进行调整。
①反应温度过高容易形成弹丸焦。
这是因为高的反应温度一方面加快了石油焦的生成速度,另一方面也增加了裂解的反应深度,产生了更多的轻组分,这样就加大了焦炭塔内气速。
生焦速度加快及塔内气速的加速,会加剧气相中携带的焦粒浓度,这就加快了焦核在气相的
结合速度,为形成弹丸焦提供了有利条件。
②焦炭塔压力低容易形成弹丸焦。
主要当焦炭塔的反应压力降低后,焦炭塔内的气速加大,一方面会增大轻组分的挥发速度,另一方面,也会使裂化反应正反应深度增大,这样就
增大了焦炭塔气相携带的焦粒浓度,最后容易生成弹丸焦。
三、弹丸焦的应对措施
1.原料的管控
结合中石化炼油企业延迟焦化生产情况来看,减压渣油原料性质较差,为了降低弹丸焦
出现几率,在掺炼油种选择过程中,要对油种进行优化处理,如配炼低沥青质原料、低残炭
原料、催化油浆等,保证焦化原料的改善【3】。
这样一来,通过掺炼油种的有效选择,能够
保证减压渣油胶体系统具有较高的稳定性,避免弹丸焦的生成。
同时,掺炼油种选择过程中,要对比例进行有效控制,能够对沥青质、残炭、金属含量进行稀释,从而对延迟焦化原料性
质进行较好改善,以降低弹丸焦生成几率。
2.操作的调整
在进行焦化生产过程中,生产工艺手段会对弹丸焦产生几率有着较大的影响。
对焦化工
艺手段的优化,首先要优先降低炉出口温度,减缓弹丸焦产生的几率。
在这一过程中,要保
证炉出口温度的有效控制,避免因为温度过低,导致出现软焦的情况。
同时,还可以提升循
环比和焦炭塔压力,避免入炉的原料快速气化,从而降低弹丸焦的浓度和反应速度。
但循环
比调整过程中,要注重对加工量的考虑,保证设备生产效率能够符合实际需要。
如表4,在
原料不变的情况下,通过温度、循环比以及压力的调整后,避免了弹丸焦的生成。
表4茂名分公司二焦化在原料不变的调整情况
四、结语
延迟焦化弹丸焦的生成,对化工企业正常生产过程中带来较大的影响,究其原因来看,由于原料性质、焦化操作工艺影响,导致了弹丸焦的大量生成。
在容易出现弹丸焦的原料,要提前做好预防和跟踪,同时可以通过原料的配比和工艺控制参数的调整,进一步降低弹丸焦生成几率,保证焦化生产顺利进行。
参考文献:
[1] 梁朝林,吴世逵,周国平,等关于预防弹丸焦产生的研究进展[J]. 广东石油化工学院学报,2011,21(1):1-6.
[2] 杨长文,辽河超稠油延迟焦化不产生弹丸焦工艺条件探索[J].炼油技术与工程2009,39(3):28-32.
[3] 侯继承,翟志清. 延迟焦化装置生成弹丸焦的原因分析及预防[J]. 河南化工,2010,27(3):54-56.
作者简介:杨培雄 1986.08.26 男福建晋江汉大学本科工程师茂名石化公司党委党校(培训中心)研究方向:石油化工生产、企业管理。