延迟焦化加热炉炉管结焦原因分析

延迟焦化加热炉炉管结焦原因分析

杜寅杰

中国石化有限公司天津分公司联合八车间 天津市 300270

摘要：延迟焦化装置中最重要的设备就是加热炉，加热炉炉管结焦的质量会直接影响到延迟焦化装置的使用寿命。本文通过分析延迟焦化加热炉炉管结焦的原因，深入了解解决结焦问题出现的方法，希望能够给以后的延迟焦化装置使用者提供一些参考。

关键词：延迟焦化；加热炉；炉管结焦

引言

延迟焦化装置中的加热炉在使用的时候最大的特点就是密度高、临界反应温度低，长时间使用之后最容易发生的问题就是结焦问题。随着炼油装置的不断更新，在使用延迟焦化加热炉的时候出现的负面影响越来越多，在这样的背景下，使用者迫切需要找到延迟焦化加热炉炉管结焦的原因。

一、延迟焦化加热炉炉管结焦的原因

1、延迟焦化加热炉炉管结焦的机理

焦化加工的原料主要以重油和渣油为主，重油和渣油在加工的过程中黏度比较大，内部结构相对来说也比较的复杂，里面包含：无机盐、金属离子等。在高温的情况下会发生裂化反应和缩合反应。延迟焦化加热炉结焦的主要原因来自焦炭的生成和焦炭的沉积。延迟焦化加热炉炉管中的渣油属于一种胶体分散体系，内部主要由一些非烃化合物和胶质、沥青等组成，在分散的过程中主要以沥青质为核心，经过高温之后会产生大量的胶质和沥青质。在发生反应之后会在炉管的表面形成一层垢层，最终形成焦炭。延迟焦化加热炉炉管内部的结焦过程就是焦粒生成和沉积的过程。

2、延迟焦化加热炉炉管结焦原因的分析和危害

渣油在反应的过程中最主要的能量来源就是加热炉，加热炉的使用可以快速的让炉管获得更多的能量，在反应之后会延迟到焦炭塔中。渣油在高温的作用下会产生汽化，汽化过程进行的时候会受到外界因素的影响，这些外界因素包括：油品流速、焦粒沉积等。

加热炉进料的工程中结焦的速度越快，浓度就越大。在结焦的过程中温度达到一定范围的时候生焦的反应会快速的加快，吸附能力也会随之而增强。介质和炉管内部之间有一个过渡区，过渡区又叫做边界层。当边界层温度低于介质主体温度的时候不会发生结焦现象；相反，当边界层温度高于介质主体温度的时候就会发生结焦现象，由此可见，结焦的速度和边界层之间有着密不可分的关系。

因为焦化炉炉管内壁结焦需要在一定压力和温度下才能发生，所以在加热炉炉管使用的过程中要尽可能的增加炉管表面的温度。需要注意的是：延迟焦化加热炉结焦严重的时候会发生一些恶性事故，所以要尽快的找出预防的措施和方法。

二、预防焦化加热炉炉管结焦和减缓的方法

1、加热炉的设计

在设计焦化加热炉的时候要注意以下设计内容：首先在设计加热炉的时候要注意炉型的选择，尽量以立式炉为主；其次在选择烧嘴的时候要注意选择火焰稳定、不发飘的性质，这样就可以更好的改善焦化加热炉的受热性；在选择管排的时候主要以双面辐射单排管为主，双面辐射单排管可以提高焦化加热炉燃烧的强度；在选择吊挂的时候要注意先和管子建立一定的加隔热层，这样既能减少传热情况发生，又能避免出现结焦现象发生；最后在选择炉管的时候要注意炉管的粗糙性，尽可能的选择光洁的管子为主，同时需要注意在炉出口处适当增加炉管的管程数。

2、改善焦化加热炉的进料性质

焦化装置在生产的过程中有时候会受到减压装置的影响，受到影响之后产生的渣油性质也会有一定的不同。当减压渣油密度比较大的时候会增加沥青质和重金属的含量，就极容易发生结焦现象。所以在操作的过程中只要发现原料性质发生变化就需要借助循环油来降低加热炉的进料。同时还需要根据实际情况改善焦炭塔和分馏塔之间的操作，减少焦粉进入分馏塔的几率。在生产的时候还需要注意在有中的含盐量，当含盐量升高的时候要及时的进行控制。

为了减少焦化加热炉炉管结焦出现的几率，还可以借助抑焦剂的帮助，抑焦剂不仅能够改善金属表面的性能，还能减少大分子有机物的生成，让焦化加热炉变得更加的干净，对清除焦化加热炉内部的焦垢也有非常大的影响。现在人们在使用焦化加热炉的时候也开始通过改善焦化加热炉的进料性质来减少结焦的情况发生。

3、优化加热炉的运行条件

在优化加热炉运行条件的时候可以从以下角度出发进行：

（1）稳定加热炉各分支炉管的进料流量

焦化加热炉在使用的过程中要注意做好管程中工艺介质的流量工作，减少偏流现象出现。在操作的过程中要注意保持进料的平稳，同时注意做好阀门的调节工作。

（2）科学、合理的控制介质流速

要想延迟焦化加热炉炉管结焦出现的情况发生还可以通过增加管内部湍流速度来降低结焦。焦化加热炉在使用的过程中会注入一定的蒸汽，蒸汽主要负责改善炉管内部的流动情况。

（3）控制加热炉的出口温度

焦化加热炉在使用的过程中出口温度也会影响到焦炭塔的反应情况，当温度比较高的时候就容易发生结焦现象，这个时候要降低温度就需要借助试验的帮助来找到适合加热炉出口的温度。同时还需要根据实际情况及时的进行调节，最后还可以通过在生产过程中实时跟踪焦化原料发展情况的方法来降低结焦产生的几率，在保证生产的情况下尽可能的降低资源的使用。

（4）控制好加热炉燃烧的状态

焦化加热炉在使用的过程中一定要注意内部的燃烧情况，在燃烧的时候控制好燃烧火焰的高度和火焰的颜色，同时检查好检测加热炉设备是否准确，只有测量准确才能在燃烧的过程中做到火焰短齐和进料稳定。

4、定期对设备进行清焦和烧焦处理

焦化加热炉炉管在使用一段时间就需要进行清焦和烧焦处理，清焦和烧焦处理之后可以减少传热垢阻，提高整个加热炉的传热系数，降低加热炉炉管内部表面的温度，最终保证焦化加热炉炉管能够安全的使用。

结束语

综上所述能够发现延迟焦化装置加工原料的性质越来越恶劣，要想满足现在社会的要求，必须要对焦化加热炉的使用进行调节，减少结焦情况发生，定期清理焦化加热炉炉管中的结焦，这样才能在保证焦化加热炉顺利进行的时候让企业获得更多的经济利益。

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