延迟焦化加热炉除焦剂研究及应用

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。

延迟焦化密闭除焦技术发展现状及展望摘要：在石油化工领域，延迟焦化装置是炼厂主要的重油生产设备，在增加轻质油收率方面发挥着重要作用，然而在长周期运行中生产的石油焦粉尘以及排放的有害气体对生态环境造成了严重污染。

传统焦化装置中石油焦的除焦、静置脱水、取焦、运输、贮存及装车过程均为开放式操作，产生大量恶臭空气污染而且威胁作业人员的身体安全。

为解决传统焦化装置所遇到的安全、环保、作业环境恶劣等问题，密闭除焦技术实现了石油焦的除焦、运输、贮存及装车智能化密闭操作，解决了焦粉污染及撒落等问题，废气由无组织排放改为集中处理后排放，排放指标符合国家标准要求，从根本上解决了环境污染问题。

关键词：石油化工；延迟焦化；密闭除焦；发展现状；展望引言：延迟焦化作为一种重油深度加工，增加炼油厂轻质油收率的重要工艺，在原油加工和能源利用及环保方面发挥着重要作用。

自上世纪六十年代开始我国开始了延迟焦化技术的相关研究工作，研发出了延迟焦化装置并将该技术迅速发展。

在石油化工领域，为了改变原油的重质化、劣质化问题，得到最终的产品轻质油，相对比渣油加氢和催化裂化技术，延迟焦化技术在经济效益以及材料消耗方面有着重大优势，而且适用于廉价、重质、高硫、高金属含量的渣油深加工。

然而在其长周期运行中，由于开放式的除焦技术造成的粉尘和气体环境污染问题不可忽视，节能环保型的密闭除焦技术破解了长期困扰装置生产散发异味以及环境污染的难题。

一、延迟焦化及除焦技术发展现状延迟焦化工艺是最主要的渣油处理方式之一，目前国内延迟焦化装置的加工量已超过1亿吨以上，位居全球第二位。

延迟焦化工艺是将渣油等劣质原料经高温裂解转化为气态、液态产物，同时得到浓缩的固体——石油焦（焦炭）的加工过程。

原料渣油经加热炉加热至485-515℃进入焦炭塔进行裂解和缩合反应，裂解反应的油气进入分馏塔分馏为焦化富气、焦化石脑油、焦化柴油和焦化蜡油，缩合反应生成的焦炭留在焦炭塔内。

延迟焦化装置通常采取一个加热炉对应两个个焦塔的生产流程，一个塔完成裂解和缩合的出焦流程，而另一个焦塔则完成焦炭的冷却、除焦和预热流程，两个焦炭塔的轮流切换形成了一个连续的生产过程。

分析延迟焦化装置工艺技术特点及其应用延迟焦化装置是一种用于加热原油并使其转化为高质量焦炭的设备。

它在石油炼制工业中被广泛应用。

延迟焦化装置具有以下几个工艺技术特点：1. 高温高压气体化反应：延迟焦化装置在高温高压条件下将原油进行气化反应，使之分解为沥青和气体。

这种气化反应需要在800℃至900℃的高温环境下进行，压力可以达到30至35大气压。

这种高温高压气体化反应可以有效地提高反应速率和产率。

2. 碳聚合反应：在延迟焦化装置中，高温高压的油气混合物会通过炉管进入反应器。

在反应器内，油气混合物经过碳聚合反应，形成固态的焦炭。

这种碳聚合反应需要高温和适当的反应时间。

延迟焦化装置通过优化反应条件，可以获得高质量的焦炭。

3. 热解副产品收集：在延迟焦化装置中，热解原油生成的气体中含有大量的轻质烃类化合物，如乙烯、丙烯等。

这些轻质烃类化合物是非常有价值的石化原料。

在延迟焦化装置中，需要设置相应的收集设备，将这些热解副产品进行收集和分离，以便后续利用。

延迟焦化装置的应用主要体现在以下几个方面：1. 焦炭生产：延迟焦化装置是生产高质量焦炭的主要设备之一。

焦炭是石油炼制过程中的重要副产品，广泛应用于冶金、化工等行业。

延迟焦化装置可以通过调控反应条件，生产出质量稳定的焦炭产品。

3. 能源回收：延迟焦化装置在热解原油的过程中会产生大量的余热。

这些余热可以通过余热回收装置进行回收利用，用于发电或供热。

延迟焦化装置的能源回收技术可以有效提高能源利用效率，减少能源消耗。

延迟焦化装置具有高温高压气体化反应、碳聚合反应和热解副产品收集等工艺技术特点。

它主要应用于焦炭生产、轻烃回收和能源回收等领域，对于提高资源利用效率和能源利用效率具有重要作用。

分析延迟焦化装置工艺技术特点及其应用1. 引言1.1 延迟焦化装置的定义延迟焦化装置是一种在炼油、燃料处理、化工和其他工业生产过程中应用广泛的设备。

其主要功能是通过延长油料在高温条件下的停留时间，促使油料充分裂解和裂化，提高产品质量和产量。

延迟焦化装置通常由干燥塔、炼油塔、转化塔、润滑塔等组成，通过各种物理和化学方法将原料转化成所需的产品。

延迟焦化装置能有效降低原油中硫、氮、钾等杂质的含量，提高产品的稳定性和清洁度。

延迟焦化装置还可以在生产过程中回收并再利用一些有价值的副产品，降低生产成本，实现资源的循环利用和节约。

延迟焦化装置在石油化工、化肥生产、合成气生产等领域具有重要的应用意义，是现代工业生产中不可或缺的设备之一。

1.2 工艺技术特点延迟焦化装置的工艺技术特点主要包括以下几个方面：1.高效节能：延迟焦化装置采用先进的能量回收和再利用技术，能够有效提高能源利用率，减少能源消耗，降低生产成本。

2.自动化程度高：延迟焦化装置采用先进的自动化控制系统，实现对生产过程的实时监测和控制，保证生产运行的稳定性和可靠性。

3.适应性强：延迟焦化装置具有较强的适应性，可以根据不同原料的特性和生产需求进行灵活调整，保证生产过程的稳定性和高效性。

4.产品质量高：延迟焦化装置在生产过程中采用先进的分离和净化技术，能够有效提高产品的纯度和质量，满足不同行业的需求。

5.环保性好：延迟焦化装置在设计和运行过程中注重环保要求，采用先进的污染治理技术，减少排放物对环境的影响，符合现代工业发展的可持续发展理念。

延迟焦化装置的工艺技术特点体现了其在煤化工和石油化工等领域的重要性和广泛应用前景。

通过不断优化和改进，延迟焦化装置的工艺技术将有望进一步提升生产效率和产品质量，推动相关产业的发展和升级。

1.3 应用领域延迟焦化装置是一种在煤化工和石油化工行业中被广泛应用的重要设备。

其主要应用领域包括煤焦油、石油焦油、裂解油、石脑油等石油化工产品的生产过程中。

第九章延迟焦化新技术的发展与应用由于延迟焦化工艺的重要作用，近几年延迟焦化装置工艺和设备技术得到飞速发展。

本章主要介绍几个典型新技术的发展与应用。

9.1延迟焦化工艺技术的发展9.1.1可灵活调节循环比工艺技术9.1.1.1可灵活调节循环比工艺流程目前，国内延迟焦化工艺主要有传统流程、改进流程和可灵活调节循环比流程，传统流程是国内最早应用的技术，见图9-1-1.改进流程是国内第一套大型焦化上海石化焦化采用的技术，见图9-1-2。

可灵活调节循环比流程是洛阳石化工程公司针对国内焦化不能实现小循环比操作而开发的新工艺，见图9-1-3。

传统流程是大家比较熟悉的流程。

改进流程与传统流程相比主要是改进了焦化炉的流程，原料直接进对流、辐射加热，克服了传统流程焦化炉对流、辐射分开加热，对流容易超温的问题。

可灵活调节循环比流程主要是解决国内焦化小循环比操作分馏塔容易结焦而开发的新流程。

9.1.1.2可灵活调节循环比工艺流程的原理和优点可灵活调节循环比工艺流程（洛阳石化工程公司专利技术，专利号：ZL02139312.5），与经典流程相比，区别在于原料不进分馏塔，在分馏塔底部改为循环油抽出。

循环比的调节直接采用循环油与原料在罐里混合。

反应油气热量在分馏塔内采用经换热后的冷循环油换热，此流程有以下优点：①可灵活调节循环比采用循环油代替原料减压渣油在进料段与高温油气进行换热，由于循环油中胶质、沥青质大大低于减压渣油，其结焦倾向比减压渣油明显降低。

从分馏塔抽出的循环油还可以不进加热炉直接出装置，此此循比降至零。

该流程循环油不但可以是在分馏塔蒸发层冷凝下来的循环油，也可以是重蜡油、轻蜡油或柴油，实现馏分油循环。

②反应油气热量采用循环油中段回流取热方式取走，蒸发层和塔底温度可根据需要来调节。

③分馏塔底介质为循环油。

同时，温度一般可控制在360℃左右，避免了塔底结焦。

④重质原料不进焦化分馏塔，不和高温高速（油气速度可达30～40m/s）油气混合，对改善上部蜡油产品质量很有好处。

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。

炉管机械清焦技术在延迟焦化装置加热炉上的应用摘要：加热炉炉管机械清焦技术的主要清洁工具是清焦小球，与落后的清焦技术相比较，创新的清焦技术不仅可以将加热炉炉管内的焦层和污垢处理干净，而且对其加热炉管内伤害少、安全性高、清洁时间短等较多优点。

本文介绍加热炉炉管使用机械清焦技术的原因、焦化装置存在的意义以及清理的步骤。

关键词：延迟焦化;机械清焦;加热炉应用一、使用炉管机械清焦技术原因及判断加热炉管内的污垢沉积以焦层是工业发展一个最为关注的重要问题，由于炉管清理不及时而造成的堵塞以及爆管等现象直接导致企业无法正常运作，不仅对环境造成了污染，还影响了产品的质量。

因此，管内清洁技术不但可以减少企业的损失让其正常生产，而且对于降低消耗有着明显的作用。

加热炉内装置较多，结构较为复杂，因此，有些炉管会出现比其它管内的温度高，从而在这个管内会有较硬的焦层，形成的焦层非常多不及时清理的话，不仅会导致管内流通不畅，而且还会使加热炉的加热能力下降，导致管壁温度异常上升，因此加热炉会处于危险之中。

在现实中也有管壁温度过高破裂而发生的事故。

依据管壁温度的提高，管内压力加大，加热炉管表层的变化等迹象来确定此时的焦化状态。

依据一下几点可以了解加热炉炉管的结焦状态：（1）加热炉里的加热管或者是多管路的管道在接触火焰时产生偏流时，导致局部过热产生大量的焦层。

（2）加热管内的液体流动的速度不同而随之改变，到了传热面上会使其变成气体而排出，导致液体表面的膜破裂，膜破裂使管壁的温度加速升高。

（3）加热炉炉管机械清焦的过程中，可以依据前后流出水的颜色以及压力，还有水的流量变化来断定加热炉炉管内焦层的情况。

在清洁之前，水的颜色是黑色的，可以通过水流动的压力还有水流量的变化范围大从而表示炉内有焦层堵塞；焦层清理之后，水流出的颜色是铁锈色，流动的压力和水流量的变化慢慢趋近于稳定，从而表明加热炉炉管内的焦层被清理干净。

（4）可以依据清焦球的颜色和附着在清焦球上的物质从而断定管内焦层的厚度。

延迟焦化装置加热炉炉管结焦弯管情况分析及对策摘要分析了某延迟焦化装置加热炉炉管出现严重结焦，炉管管壁热偶温度超过650℃，机械清焦时，炉管焦硬，清焦球打不动，炉管堵塞，不得不切割炉管进行高压水清焦，并对部分炉管进行更换，发现炉管弯管明显，表明炉管超温超负荷严重，对此情况进行分析，并制定应对策略。

关键词延迟焦化；炉管结焦；机械清焦；弯管；切割炉管1 前言某炼油企业延迟焦化装置设计有两台45MW管式加热炉F101AB，装置于2009年开工，加热炉清焦周期一般维持10-12个月，加热炉一直操作正常，没有出现大的异常。

2021年5月份，本清焦周期加热炉已经连续运行10个月，两台加热炉陆续出现部分炉管贴片热偶到达650℃的清焦临界条件。

F101B于2021年6月1日9:00分炉，6月2日12:00开始清焦，期间发现西室两根炉管焦硬，清焦球打不动，东室两根炉管发生破碎焦堵塞下部炉管的问题，6月3日上午用加热炉注汽的3.5MPa蒸汽尝试贯通，炉管用红外成像辅助确定堵塞位置，用锤子反复敲击炉管堵塞部位，至晚上21:00仍无顶通迹象，不得不采取切割炉管进行高压水清洗的操作。

对部分堵塞严重的炉管进行了更换，抽出炉管发现部分炉管出现弯管情况。

图1 炉管清出的厚块焦图2 部分炉管弯管根据两台加热炉的管壁温度和出入口压降情况分析，结合F101B清焦堵塞情况看，加热炉结焦情况均较上一大修周期严重，主要反映在清焦周期缩短、结焦厚，结焦不均匀、焦质硬，针对以上问题，对大修前后原料和操作条件的变化情况做如下分析：2 原料情况分析2.1 渣油原料变化情况通过统计渣油残炭和密度数据，本周期渣油残碳及密度的最大值和最小值数据较以往差距大，5月份出现过历史最高的29.77%的渣油残炭，5月份渣油残炭平均值达到了27.03%，超过装置工艺卡片的≯26%。

在渣油残炭高，沥青质含量高的情况下，且遇到加工负荷高的情况，加热炉会出现管壁温升较正常月份加快，特别是运行末期更为明显，焦化装置从3月下旬到5月全月，装置接近满负荷，与渣油性质变差，残炭数据居高等条件叠加后，炉管结焦情况进一步加重，是本次清焦困难的重要因素之一。