国外延迟焦化装置焦化炉技术介绍及评述

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1、国外延迟焦化装置焦化炉技术介绍及评述董罡谢崇亮颜峰中国石油工程建设公司华东设计分公司（青岛266071）摘要：通过对福斯特惠勒（FosrerWheeler）和康菲（ConocoPhilips）两家公司在焦化炉工程设计方面技术特点的介绍，分析了各自技术的优点和存在的问题，并在焦化炉总投资和操作维护两方面进行对比评述。主题词：梯形墙焦化炉改良型焦化炉技术介绍对比评述1.前言国外延迟焦化技术以美国为代表，拥有延迟焦化专利技术和工程设计经验的著名公司有：福斯特惠勒（FosrerWheeler）公司﹑康菲（ConocoPhilips）公司﹑凯洛格（

2、Kellogg）公司和鲁姆斯(ABBLummusGrest)公司，近些年经常到中国进行技术交流的主要是以福斯特惠勒和康菲两家公司为主，他们不仅在延迟焦化工艺技术方面有着各自独特的特点，而且在影响延迟焦化长周期运行的核心设备－焦化炉的工程设计方面也各具特色，他们有着共同的设计理念：不追求过高的加热炉热效率，主要考核投资回报率，注重安全、环保。福斯特惠勒公司拥有专有技术的炉型为梯形墙焦化炉（Terrace-WallTMDelayedCokerheater），国内俗称阶梯式焦化炉，康菲公司拥有的是改良型焦化炉（NewBorgerCokerFur

3、nace），这两种焦化炉的技术目前在国际上处于领先水平，代表了当今焦化炉的发展趋势，下文将对上述两家公司的焦化炉在设计方面及操作维护方面的特点进行介绍，并加以对比评述。2.国外延迟焦化装置焦化炉技术介绍2.1焦化炉工艺设计国外这两个公司的焦化炉技术虽然各具特色，但都是围绕着如何防止炉管严重结焦﹑延长焦化炉开工周期这个工程设计关键点进行的。两个公司在焦化炉的工艺设计方面遵循的设计原则是一致的：①较高的管内冷油流速（>2m/s）；②管内停留时间短，尤其是426℃之后的管段的停留时间，一般不大于30s；③辐射室炉管采用双面辐射，平均热强度合理且

4、炉管热强度周向不均匀系数小；④8管内介质流程：原料油先进对流室，经转油线进辐射室上部，最后从辐射室下部出焦化炉，原料油流向与烟气流向相反，为逆流换热过程；⑤原料油温升梯度平稳；能够保证长周期运行；⑥设有多点注汽（水）及在线清焦功能；⑦燃烧器采用扁平焰低NOx气体燃烧器，可以有效的实现环保排放；⑧在防结焦技术的保证下，提高原料油出炉温度到500℃以上，来提高装置液收，降低焦炭产量。2.2焦化炉结构设计2.2.1美国福斯特惠勒公司焦化炉：其专有的梯形墙焦化炉首次工业应用是在20世纪90年代中期，我国南方某炼油厂引进的福斯特惠勒公司420万吨/

5、年延迟焦化装置中的两台焦化炉采用的就是梯形墙焦化炉，已于2009年建成投产。　　　　　　　　　图1　国内引进的梯形墙焦化炉8　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2　梯形墙焦化炉单个辐射室内部照片　图3　梯形墙焦化炉简图81)梯形墙焦化炉结构设计特点：辐射室炉管为水平双面辐射布置，每一个辐射室只设一路炉管；辐射室侧墙向炉内倾斜设计，形成下宽上窄的梯形结构；根据装置规模不同可以设计成最多6个辐射室结构；对流室仅有一个，为多个辐射室共用；气体燃烧器安装在辐射室侧墙下部，扁平火焰沿内斜的侧墙向上燃烧；每个管路上设有三个注水点。2)梯形墙炉型的优

6、点：焦化炉辐射室主要靠附墙燃烧的火焰和炉墙的反射辐射热来加热炉管内的油品，倾斜的侧墙结构设计使得辐射室内的热场分布非常均匀，实现了炉膛热量辐射的合理利用；降低了炉管表面最大热强度，提高了平均热强度，延缓了炉管结焦周期；火焰附墙燃烧，很好地避免了普通底烧双面辐射炉火焰添炉管现象的发生，炉管不会因局部过热而结焦；每个辐射室内一路炉管的设计可以更好地调控炉出口油品温度，这种结构形式操作灵活性，可独立控制每一个辐射室，方便地实现在线清焦（On-lineSpalling）。3)梯形墙型焦化炉设计存在的问题：一辐射室一管程的设计，使得整台焦化炉辐射室

7、炉墙散热面积较大，占地面积也较大；辐射室炉管两端的连接采用铸造回弯头及弯头箱的设计，减少了炉管有效的传热面积；多个辐射室共用一个对流室的设计，无法进行在线水力机械（Mechanicalpingging）清焦，只能在设有两台以上焦化炉的大型焦化装置运行时，采用一停一开的办法实现装置不停工清焦；炉管采用多点注水使得焦化炉热负荷增加，注水温度不高还易造成对流室入口炉管结焦。2.2.2　美国康菲石油公司焦化炉：康菲公司延迟焦化加热炉的设计通常采用的炉型与国内的大型焦化装置采用的水平卧管双面辐射箱式炉炉型近似。2007年康菲公司在传统的水平卧管双面

8、辐射箱式炉的基础上进行了改良，称为改良型焦化炉（NewBorgerCokerFurnace）。8图4康菲公司设计的延迟焦化装置图5　辐射室内部照片88图6　改良型焦化炉单个辐射室简图1)改良型