10 焦化加熱爐在線清焦的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

1、91SEI第二屆延遲焦化年會(huì)論文（2）焦化加熱爐在線清焦的設(shè)計(jì)與實(shí)踐中國(guó)石化工程建設(shè)公司魏學(xué)軍，李出和，胡剛一、概述隨著全世界范圍內(nèi)原油重質(zhì)化、劣質(zhì)化趨勢(shì)的日益加劇，延遲焦化裝置作為一種適應(yīng)性強(qiáng)、投資少的渣油加工工藝，越來(lái)越得到煉油行業(yè)決策者的青睞。為了盡量降低裝置設(shè)備投資或利用現(xiàn)有設(shè)備提高裝置處理量，國(guó)外延遲焦化爐操作的苛刻度要大大高于目前國(guó)內(nèi)的操作水平，據(jù)資料介紹焦化加熱爐出口溫度甚至高達(dá)505~515℃，焦化爐的煙氣出輻射室溫度可

2、高達(dá)近900℃，以充分利用焦化設(shè)備提高液體收率減少焦炭產(chǎn)率，這樣焦化爐操作周期達(dá)到約3個(gè)月左右就必須停爐燒焦，大大影響了裝置的開(kāi)工周期和經(jīng)濟(jì)效益。因此在高操作苛刻度條件下如何延長(zhǎng)焦化爐的操作周期便成為了人們首要關(guān)心的問(wèn)題，延遲焦化爐在線清焦技術(shù)就是在這種背景及要求下應(yīng)運(yùn)而生的。在線清焦技術(shù)最早起源于乙烯裂解爐的設(shè)計(jì)和操作，該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在不停爐情況下對(duì)爐管內(nèi)結(jié)焦進(jìn)行有效的清除。經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)踐與研究，人們成功地把在線清焦技術(shù)應(yīng)用到延遲焦化

3、爐的設(shè)計(jì)與操作中，從而使得延遲焦化爐的操作周期得到大幅度延長(zhǎng)。二、在線清焦的工作原理采用在線清焦技術(shù)的焦化爐一般應(yīng)采用4管程或6管程，以避免在線清焦時(shí)對(duì)后續(xù)設(shè)備操作造成太大的影響。操作時(shí)對(duì)其中一管程通入蒸汽，其余三管程或五管程正常操作，在線清焦用的蒸汽及清除的焦炭與其它管程的油品一同進(jìn)入焦炭塔。在線清焦方法有兩種，一種是恒溫法，其原理是利用高速流動(dòng)的水蒸汽對(duì)焦垢層的沖刷作用及水蒸汽在高溫下與焦炭發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣。該種方法僅

4、可用于結(jié)焦時(shí)間較短的焦化爐，采用此種方法可有效的去除管內(nèi)生成的軟焦層。當(dāng)管壁溫度達(dá)到630℃約3個(gè)月之后時(shí)，管內(nèi)焦層已經(jīng)變硬，采用恒溫法進(jìn)行在線清焦的效果就不是很理想了，此時(shí)應(yīng)當(dāng)采用變溫法。變溫法的原理是利93蒸汽的體積流量一般大于該路油品的體積流量，爐出口轉(zhuǎn)油線管徑的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)在線清焦和正常操作兩種工況來(lái)核算，保證兩種工況下加熱爐出口轉(zhuǎn)油線的兩相流流型均滿足要求。通常轉(zhuǎn)油線管徑的選擇應(yīng)首先考慮正常操作狀態(tài)下的流型處于最佳，在線清焦時(shí)雖

5、然氣體流速提高，但對(duì)轉(zhuǎn)油線的流型不會(huì)有太大的影響。在線清焦管路的蒸汽出口溫度變化范圍約為400~600℃，為減少在線清焦對(duì)爐總管出口溫度的影響，在線清焦操作時(shí)可適當(dāng)調(diào)整其它管程的處理量和出口溫度。爐出口轉(zhuǎn)油線的設(shè)計(jì)要考慮管道的熱應(yīng)力及振動(dòng)，每路出口管應(yīng)對(duì)稱布置，兩支管油品的混合不應(yīng)對(duì)沖，減少混合時(shí)的沖擊防止管路振動(dòng)。3）對(duì)焦炭塔、分餾塔及后續(xù)設(shè)備設(shè)計(jì)的要求采用線清焦技術(shù)，應(yīng)按在線清焦技術(shù)要求確定在線清焦用蒸汽的流量及變化范圍，根據(jù)在線清

6、焦時(shí)焦炭塔內(nèi)的油氣和蒸汽的總流量核算焦炭塔的空塔氣體速度，通常采用在線清焦時(shí)降低裝置處理量15~25%，即加熱爐一路走蒸汽另外幾路走的油品量不變或適當(dāng)增加，此時(shí)焦炭塔內(nèi)的油氣和蒸汽的總體積流量增加約5~15%，因此在線清焦時(shí)焦炭塔內(nèi)氣速不會(huì)超標(biāo)，焦炭塔的設(shè)計(jì)基本可不考慮在線清焦的影響，但是在線清焦時(shí)焦炭塔內(nèi)的氣相的密度會(huì)降低，易發(fā)生泡沫冒頂和焦粉攜帶，應(yīng)及時(shí)注入消泡劑。針對(duì)分餾塔塔徑的確定及塔盤的水力學(xué)計(jì)算也應(yīng)按照在線清焦時(shí)的氣相及液相

7、負(fù)荷進(jìn)行核算，一般情況下對(duì)分餾塔的設(shè)計(jì)不造成大的影響，但是蒸汽量的變化和油氣量的減少會(huì)引起操作的微量波動(dòng)，因此設(shè)計(jì)分餾塔應(yīng)選擇高操作彈性的塔板，以便減少在線清焦時(shí)分餾塔的波動(dòng)，影響產(chǎn)品質(zhì)量。由于在線清焦用蒸汽全部從分餾塔頂餾出，分餾塔頂?shù)睦鋮s設(shè)備應(yīng)考慮在線清焦用蒸汽的冷凝冷卻負(fù)荷，同時(shí)酸性水泵應(yīng)能夠把線清焦用蒸汽及其他注汽冷凝的含硫污水送出裝置。4）雙向蒸汽－空氣燒焦系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用在線清焦技術(shù)的焦化爐設(shè)置雙向蒸汽空氣燒焦系統(tǒng)是非常必要的