(7.3.5)--7-3-5加热炉设计与石油焦.pdf

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1、石油加工工程一、焦化加热炉设计延迟焦化装置的核心单元设备，其地位与催化裂化提升管、乙烯装置裂解炉相当，决定了装置规模、操作周期及经济效益尽量提高焦化炉给热量与给热品质，确保焦化反应（吸热）所需要的热量，减少焦炭塔内泡沫层温降进而减少装置的焦炭产率，是技术关键控制焦化炉炉管结焦速率是确保装置长周期运行的基础！一、焦化加热炉设计炉管结焦速率的影响因素 结焦前体物生成速率，如原料性质、油膜温度等 结焦前体物脱落速率：边界层厚度、管内流动主体结焦前体物浓度等 减少炉管结焦必须从降低结焦前体物生成速率，提高结焦前体物脱落速率的角度入手一、焦化加热炉设计减少炉管结焦与降低焦炭产率目标是相互矛盾的 较低的炉

2、出口温度与炉管表面热强度，会降低介质与油膜的峰值温度，对减少炉管结焦有利 同时，减少了焦化炉给热量，进而导致焦炭塔内焦化反应不完全，焦炭中低挥发分增多，严重影响液体产物收率一、焦化加热炉设计中国石油大学重质油国家实验室防结焦技术用最高油膜温度、管内两相流流型和焦化炉炉出口裂解深度三个参数作为判断焦化炉管内介质流动及反应过程是否处于“正常延迟状态”的依据。形成了将关键炉管管内两相流流型控制为喷雾流、炉出口实际裂解转化深度控制在介质的最大可裂化度之内的设计与优化操作控制理念，并在多套工业焦化炉改造过程中取得良好效果。一、焦化加热炉设计由于缺少对重油在焦化炉管内流动及反应过程的研究，不能定量确定管程

3、数、炉管管径、炉管根数及长度、炉膛结构尺寸、火嘴个数及排列等结构尺寸与管内冷油流速及注汽量、焦化炉进出口温度等工艺参数的相互关系，焦化炉结构设计及操作基本源于经验摸索，是导致我国焦化炉操作周期短、能耗水平高、装置轻油收率低的根本原因。二、石油焦类型01按外形及性质：普通焦和优质焦（针状焦）海绵焦、蜂窝焦针状焦弹丸焦二、石油焦性质与结构02 固体产品，C含量很高，H含量很低的缩聚物质，芳香度很高，H/C22%）、高沥青质和较低胶质含量的原料易生成弹丸焦，产率达50%以上，装置操作难度加大 针状焦经济价值很高，制造炼铝和炼钢的低电阻电极、原子反应堆的减速剂和宇宙飞行器中的高级石墨制品二、石油焦生成

4、过程03在热转化过程中形成的焦炭在结构和性质上并不都是一样的 第一类：在光电热物理性质上各向同性，不易石墨化，不能作为电极焦原料，没有中间相 第二类：在光电热物理性质上各向异性，易石墨化，可制取电极的原料，通过生成中间相而固化二、石油焦生成过程03至于生成哪一类就看原料的化学组成和反应条件了 反应条件：反应温度低，反应速度慢，有力取向，长大，融并，定向固化 原料性质：S、N、O化合物反应性高，快，不易成中间相，应为生成的小球不易长大和融并，而固化形成各向同性。用别方法处理，去除S、N、O化合物 理想组分：短侧链多环芳烃,缓和条件问题与思考1.焦化加热炉的设计需要关注哪些因素？2.石油焦是如何生成的？原料性质与反应条件对石油焦的品质有何影响？