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延迟焦化加热炉管结焦的研究与分析

2021-11-01王兵杨清程张绍东姜可新

炭素 2021年2期

王兵,杨清程,张绍东,姜可新

(鞍山开炭热能新材料有限公司,鞍山 114044)

1 前言

加热炉是延迟焦化装置的核心设备,由于延迟焦化的工艺特性,加热炉炉管结焦是一个必然发生的现象,也是影响延迟焦化装置长周期运行的一个制约因素。

2 加热炉管结焦机理

炉管结焦的问题实际上就是焦炭的生成和吸附沉积的问题[1],结焦速度其实就是焦炭在管壁上被吸附沉积的快慢。

加热炉炉管结焦是被焦化油在一定压力、温度条件下,由于裂解、缩合反应生成焦炭,然后沉积并吸附在炉管内壁表面的现象[2]。结焦导致炉管流通面积减小焦化油流动阻力增加,装置能耗增加。在介质吸收相同热量时,结焦炉管管壁温度高于未结焦炉管,炉管强度下降,使用寿命缩短,严重时还会导致恶性事故的发生。以本延迟焦化装置的一次加热炉炉管结焦为例分析。

3 加热炉结焦影响因素分析

3.1 加热炉流程及结焦因素

原料油通过加热炉辐射进料泵抽出打入焦化加热炉的对流段(在炉管内通过六点注水来提高炉管内物料流速,以延缓炉管结焦),同时调整空气与燃料气配比(氧含量)来提高加热炉热的效率,使原料油在辐射段被迅速加热到480℃-505℃,然后经四通阀进入焦炭塔内,在适当的温度和压力条件下,发生裂解和缩合等一系列化学反应,如图1所示。

图1 加热炉部分流程Fig.1 Heating furnace partial flow

影响加热炉炉管结焦的因素:

1)炉膛温度场分布的均匀性,具体涉及燃料压力、流量、配风等

2)加热炉原料和注水的流量、压力的平稳性

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