延迟焦化装置生成弹丸焦技术分析及预防

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1、延迟焦化装置生成弹丸焦技术分析及预防摘要：木文阐述了从原料性质和工艺控制指标两个方而对弹丸焦生成的原因进行了技术分析，以及弹丸焦对延迟焦化装置带來的危害，丼根据焦化装S出现弹丸焦的具体原因做了分析并提出了预防措施及对策。关键词：延迟焦化弹丸焦技术分析预防及对策山于市场对油品需求不断增加，炼油企、Ik加工原油出现了東质化和劣质化，处于K游的焦化装a将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、焦炭塔卞成弹丸焦等。分公司延迟焦化装置于2008年6月25丨

2、开工，焦炭塔在8月13日曾出现了弹丸焦。8J113U0时45分，操作人员在对冷焦P的焦炭塔进行放水作业时，发现跑水

3、阀阯塞无法放水除焦。人员-•边对阻塞的平衡管处理，-•边组织焦炭塔A动底盖机强制放水。10吋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，11:45分，焦炭塔放水完毕自动底盖机幵。12:10焦炭塔开始除焦，除焦完毕后及吋赶空气试压、预热等操作，抢在牛.产塔满塔前完成了换塔。1.生成弹丸焦的危害1.1焦炭塔给水冷焦时，生焦孔界易堵塞，给水困难。放水时弹丸焦堵塞平衡管，水放不下來，自动底盖机山于上部压力大，不能打开。从而打乱牛焦周期，迫使装置降负荷生产。1.2拆卸底盖过程屮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。1.3由于弹丸焦比较松散的结构，在钻孔

4、和除焦阶段焦炭容易塌陷损坏钻爻及钻杆，严重时没法除焦。1.4弹丸焦的灰份高，发热值低，产品质量差。1.5装置轻质汕收率人幅下降，低附加值焦炭收率人幅上升。1.6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。2.弹丸焦的生焦机理在常情况下，吋以认为在延迟焦化过程中，渣油热转化反应是分三少进行的：第一步，原料汕在加热炉屮很短时叫内被加热至490°C〜500DC,少朵原料汕气化并发生轻度的缓和裂化。第二步，从加热炉出来已经部分裂化的原料汕进入焦炭塔，根据焦炭塔内的工艺条件，塔内物流为气一液相混合物，油气在塔内继续发生裂化。第三步，焦炭塔内的液相重质烃，/十:塔内持

5、续发生裂化、缩合反应，直至生成烃类蒸汽和焦炭为止。反应机理如下图1所示。图1焦化反应机理焦化反应过程屮，有两种主要化学反应：一种是人分子转化成小分子的吸热反应，称作断裂;另一种是小分子转化成大分子的放热反应，称作缩合；总称热转化。因此，焦化过程的反应机理，主耍是A由基反应机理来解释断裂的化学现象，和由中间相成焦机理来阐叨缩合的化学现象。由于重质濟汕屮的沥青质和金属含景高，改变丫延迟焦化过稈的反应步骤，导致原料汕在加热炉出门就发生剧烈的裂化和缩合反应，并生成焦炭。而焦化反应过程中，渣油屮的沥青质和芳烃分别按照以下两种反应机理牛.成焦炭：沥青质和胶质的胶体悬浮物，发生断裂和缩合反皮

6、形成交联结构的无定形焦炭；芳烃叠合和缩合，由芳烃叠合反应和缩合反应所屯成的焦炭m•有结晶的外观，交联很少。因此，重质渣油中的沥青质和金屈含量高，导致生成;n有无定形性质和杂质含a高的焦炭比例增加，在较高的气流线速下易形成弹丸焦。导致生焦孔流道由原來的气•液两相流变成了气-固•液三相流，以致牛.焦孔里奋人暈的直径为2mm-5mm小丸粒焦炭生成，小丸粒焦炭在生焦孔内还來不及排出就产生了“腾油”，严秉时会引起焦炭塔发生晃动。因此，要冇效地控制焦化反应在焦炭塔A进行，不要在加热炉、转油线和生焦孔内发生剧烈的生焦反极。抑制焦化反成在这三个区域进行，主要的办法是：控制反应速度和缩短停留吋间

7、。反应速度与反应温度和原料中可缩合成分的浓度有关。降低反应温度和原料中讨缩合成分的浓度吋以有效地控制反应速度。而缩短停留时间则使焦化反应在焦炭塔內进行。要确保焦化反应在塔内进行，必须要提萵原料汕的线速，提菇线速的主要途径是加大注汽fi和提高循环比。1.弹丸焦生成的条件弹丸焦是由于原料屮沥青质含景过高从液体原料沉淀分离快速结焦形成的，弹丸焦-•般是2-5mm小球，这些小球比较松散的粘结在•-起形成且径在25cm的大球。据资料介绍，沥青质大于10%,沥青质/残炭大于0.5nf能生成弹丸焦。API为7很可能生成弹丸焦，API为8—9可能生成弹丸焦，API人于10不人可能生成弹丸焦。另

8、外原料屮的金属含量、操作温度、循环比、空塔气速等对产生弹丸焦也有一定的影响。2.影响弹丸焦生成的主耍因素4.1操作条件的影响：操作条件对弹丸焦的生成冇着重要的影响。高沥青质渣油进行焦化反应吋，在高温、低压和低循环比操作条件下，易生成弹丸焦。4.2原料汕屮的氣、硫、金属等杂原子化合物含朵对弹丸焦的生成柯着重要的影响。4.3高沥青质含g的原料易生成弹丸焦。弹丸焦的生成受分了达到一定值的极性芳烃和极性环状化合物浓度的影响。里然操作条件对弹丸焦的生成有一定影响，但原料性质还是主要因素。当原料的沥青质