焦化加热炉炉管在线清焦的实践与思考.pdf

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1、514化工机械2010定焦化加热炉炉管在线清焦的实践与思考龚朝兵4(中国海油惠州炼油分公司)摘要介绍了焦化加热炉在线清焦的原理以及该技术在燕山石化延迟焦化装置与惠州炼油分公司延迟焦化装置的应用情况，并对焦化炉在线清焦提出了一些建议。关键词焦化加热炉结焦延迟焦化在线清焦中图分类号TQ052．6文献标识码A文章编号0254-6094(2010)04-0514-05延迟焦化装置由于投资低、工艺成熟、能加工各种高硫及高沥青质的减压渣油，一直是加工劣质渣油的首选工艺装置。焦化加热炉是实现延迟焦化装置“安稳长满优”运行的首要关键

2、设备，加热炉炉管的结焦速率，在一定程度上决定着延迟焦化装置正常运转的周期，制约着装置的生产能力，其中炉管结焦一直是困扰延迟焦化装置的一大难题。当加热炉炉管结焦时，清焦的方法主要有空气一蒸汽烧焦法、机械清焦法和在线清焦法3种。其中空气一蒸汽烧焦法和机械清焦法必须在加热炉停炉后进行，两种方法效果大致相当，典型清焦时间分别为24—48h、18—24h。而采用在线清焦(典型清焦时间为16—24h)技术可延长加热炉连续运行时间，缩短停炉烧焦次数及停工检修次数。1在线清胶技术在线清焦技术是在焦化炉的不停炉的情况下对炉管内结焦进行

3、清除的过程。采用在线清焦技术的焦化炉一般为多管程(至少三管程，最好是四或六管程)，以避免对后续设备操作造成太大的影响，但国外有对两管程双面辐射加热炉进行清焦的成功经验。操作时对其中一管程通入蒸汽／除氧水(BFW)，其余正常操作，在线清焦用的蒸汽／除氧水及清除的焦炭与其他管程中的油品一同进入焦炭塔。在线清焦有两种方法，一种是恒温法，另一种是变温法。恒温法是利用高速流动的水蒸汽对焦垢层的冲刷作用及水蒸汽在高温下与焦炭发生化学反应生成一氧化碳和氢气。种方法仅用于结焦时间较短的焦化炉，采用该方法可有效的去除管内生成的软焦层。

4、当管壁温度达到630℃约3个月之久时，管内焦层已经变硬，采用恒温法进行在线清焦的效果就不是很理想了，此时应当采用变温法清焦。变温法是利用炉管金属与管内焦垢层热膨胀系数的不同，通过快速升高焦垢层温度及降低炉管温度，使得焦炭层与炉管剥离。在线清焦技术最初由Exxon公司开发，后由FosterWheeler公司(简称Fw公司)的LloydLan—gseth先生加以完善，一般称其为Fw-Langseth在线清焦法。这种用于延迟焦化装置加热炉炉管的在线清焦程序已成功应用，并在海湾地区、加利福尼亚、韩国以及西班牙等地的几套装置上

5、投人了日常使用，其中一些延迟焦化装置加热炉使用这套程序最长运行周期可达3年，都没有使用机械清焦或蒸汽一空气烧焦。在线清焦技术特别适用于加工高沥青质、高残炭、热稳定性差的重质油以及消除扩能瓶颈的低循环比工况操作条件下运行的加热炉。一般在线清焦效果如下：a．炉管表面温度可降低50℃左右；b．炉管压降基本恢复到开工时的压降；c．清焦后可节省燃料约lO％一15％；·龚朝兵，男，1973年7月生，工程师。广东省惠州市，516086。第37卷第4期化工机械515d．单炉可连续运行3年。2国内焦化加热炉炉管在线清焦情况2．1上海石

6、化、高桥石化延迟焦化加热炉在线清焦情况2001年2月上海石化股份有限公司100kt／a延迟焦化装置首次成功地实施了加热炉在线清焦。本次在线清焦是在美国PETRO—CHEM公司的专家现场指导下完成的，采用了变温法工艺对焦化炉四管程中的一组盘管进行了实际操作，整个过程共进行了3次变温操作，耗时约20h。操作完毕后加热炉管肇温度得到了有效的改善，其中管壁温度最大下降101oC，6300C以上各点平均下降69．45％，570～629％范嗣内各点平均下降23．3℃，5290C以下各点平均下降14．5cC，另外加热炉入口压力也明

7、显降低。2004年2月，上海高桥石化公司140kt／a延迟焦化装置也对其中的加热炉进行了变温法在线清焦，本次在线清焦是国内首次独立实施的一次操作，但没有达到预期的效果，经分析其主要原因如下⋯：a．燃烧器燃烧状况不稳定，无法实现快速升降温操作；b．升温降温梯度不够大；c．中间恒温时间过短，未能有效地去除管内软焦层；d．由于结焦时间较短，可能采用恒温法更合适。值得一提的是，扬子石化曾于2005年利用加热炉在线烧焦技术对其160kt／a焦化炉(一炉三室六程)成功进行了在线烧焦。所谓在线烧焦就是在加热炉整体不停炉的情况下，将

8、其炉管结焦的某一炉室切出，顺利完成对该室的停炉、检查、烧焦和投炉过程，在线烧焦后，加热炉的渣油入口压力、膛温、管壁温度都明显下降至加热炉初次投用时的状况见表1拉J，炉管表面温度平均降低了60～90℃．表l扬子石化l600kt／a焦化炉烧焦前后运行对比2．2燕山石化延迟焦化加热炉炉管在线清焦情况中国石化燕山石化分公司延迟焦化装置分别于2008年5