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焦化设备配件工艺改进法与结焦改变原料性质【一】、焦化设备配件工艺改进法
近年来，随着原油开采量的日益提高，原油质量变的重劣质化。在此背景下，石油炼制设备设施结焦结垢，已成为制约装置运行效率的一项瓶颈问题。随着减压深拔技术在炼厂的广泛应用，减压渣油性质日趋恶劣，致使加热炉管极易结焦结垢，造成热效率降低。严重时还会堵塞管道，这样不仅影响了装置的长周期生产，还会给装置的平稳运行带来隐患，不能充分地发挥延迟焦化装置的经济效益。加热炉作为延迟焦化装置的核心设备，其结焦积垢问题一直影响着装置的正常运转。目前，工艺改进法和添加化学助剂是解决延迟焦化装置加热炉结焦的较手段。焦化配件工艺改进法是通过增加辅助设备和控制减压渣油的质量来结焦问题的；添加化学助剂的方法是利用其清净、分散及钝化金属等特性，来延缓原料油在炉管表面形成焦垢。从实际应用的角度来看，添加阻焦剂的方法具有投资少、操作简单、阻焦等优点，已成为解决加热炉炉管结焦结垢的方法。
从上世纪五十年代初，世界其它国家就对炼油工业中换热器结焦结垢原因进行了分析，多采用控制工艺条件、增加辅助设备等方法来结焦问题。美国于上世纪七十年代利用添加化学助剂的方法来解决常减压蒸馏、加氢及焦化等装置的换热器结焦问题，取得了较好的效果。阻垢剂一般可分成两类，一类用于减粘裂化、延迟焦化等高温装置，这类产品可地减少烃类热裂解反应引起的生焦，故被称为阻焦剂或防焦剂。
二类阻垢剂经常用于催化裂化油浆单元和减压塔底渣油系统，使用温度相对较低。
我国大部分延迟焦化加热炉炉管内物料流速较低，物流在管壁的停留时间较长，炉管内存在着严重的结焦积垢倾向。针对结焦积垢实际情况，大部分炼化企业采用注水、注汽等工艺操作调整手段来和阻止加热炉的结焦，但应用效果较差。目前，尽管国内外已有阻焦剂产品，但随着原料油性质的口趋恶劣和加工条件的变化，其阻焦剂的质量和效果不能尽如人意。根据我国石油加工的实际情况，通过对原料油性质和加热炉结焦机理分析，开发出新型的阻焦剂产品对改变加热炉热效率、实现装置长周期运转及提高企业的经济效益具有重要意义。
目前某炼油厂延迟焦化装置的加工能力为120万t/a，先后使用过几种阻焦剂产品。
但由于装置掺炼部分油浆，原料性质加恶劣，这种剂的作用受到限制，因此有必要针对原料，研制出专门的延迟焦化加热炉阻焦剂，适应这种原料的变化及市场的需求，为企业降低生产成本、创造经济效益。
【二】、焦化设备减缓加热炉结焦改变原料性质
上世纪70年代的两次石油危机，促使人们对焦化设备设备设施结垢结焦而造成的能源利用率降低和能量消耗增加给予了广泛的关注，人们对于结垢结焦研究的重要性开始给予多的关注。围绕延迟焦化装置加热炉管结焦的问题，国内外都进行了比较广泛的研究，涌现出现了一系列相应减少结垢结焦的应对措施。
适当提高油品的临界分解温度，提高油品流速，使油品分解的部位后移，靠近延迟焦化装置加热炉出口，此时油气压力较低，气化率高，油品分解后在加热炉管中流动的时间和距离缩短，可减少在炉管内结焦反应发生，使结焦反应延迟到焦碳塔中进行。
渣油的芳构程度直接影响渣油的临界分解温度，芳构程度越高的渣油，其临界分解温度也比越高。渣油的芳构程度越高，渣油开始生焦时的沥青质较低浓度就会越高。随着液相渣油芳构化程度的不断提高，中间相的起始温度就越高，也就表明临界分解温度越高。
因此，为提渣油的临界分解温度，可以向渣油中加入适量的富含芳烃组分。降低焦化设备配件原料中的沥青质和胶质的相对含量，提高渣油的芳构化程度有如下几种方法。
(1)提高循环比
焦化装置循环油中胶质、沥青质含量大大低于新鲜进料，提高装置循环比，受循环油占比影响，加热炉进料中胶质、沥青质含量被稀释，其相对值就明显降低，从而降低了其结焦倾向。随着循环比的改变，相当于进入加热炉管中原料性质发生改变，循环比增加，加热炉炉管中的油品的胶质和沥青质含量降低，说明提高循环比可以改变加热炉管中的物料性质。但循环比提得过高，会导致装置加工量降低，若要维持一定加工负荷，加热炉热负荷会相应增加，导致装置单位能耗增加，装置的运行成本也相应提高，因此在兼顾炉管结焦的前提下，考虑运行成本因素，应尽可能降低装置循环比。生产经验证明焦化装置循环比控制在0.20--0.25之间较为适宜。
(2)原料中适当掺入催化油浆、糠醛抽出油等物料
重油催化油浆和糠醛抽出油中的胶质、沥青质含量相对较低，而芳烃含量却相对较高，灰分低，重油催化油浆和糠醛抽出油掺入渣油后，不但可以降低焦化装置原料中胶质、沥青质含量，同时提高芳烃含量，还有利于改变石油焦的质量。通常重油催化油浆中含有一定数量的催化剂粉末，控制不好会导致石油焦灰分上升，同时会导致设备磨损，造成炉管结焦加剧。
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