馮陽

摘? 要：對于延遲焦化加熱爐除焦劑的研究和應用，需要了解研究的背景和意義以及延遲焦化技術的原理。從而探究在延遲焦化加熱爐中結焦的原因，并且分析結焦的種類和危害，從而明確除焦的措施。該文就淺談延遲焦化加熱爐除焦劑研究及應用。爐管結焦會影響加熱爐的正常運行，加熱爐又是焦化最為核心的設備之一。通過工藝改進法和添加化學助劑可以有效解決這些問題。

關鍵詞：延遲焦化技術? 加熱爐? 除焦劑? 研究與應用

中圖分類號：TE624.342 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）10（a）-0037-02

近幾年中，隨著生產水平的快速提高，原油開采變得更加頻繁，原油成分變重，與此同時，減壓深拔技術廣泛的應用，延遲焦化裝置加熱爐設備設施結垢日益嚴重，嚴重影響了裝置運行的效率，后期造成爐管堵塞，使裝置的生產出現(xiàn)問題，使延遲焦化的生產經濟效益下降[1]。工藝改進法是通過改變其工藝流程或者增加過濾設備來控制爐管結焦;為了使原料油在爐管表面不形成焦垢或減慢形成焦垢的速度，一般是添加具有抗氧化、清凈、分散及鈍化金屬特性的化學助劑[2，3]。

阻焦劑的使用可以降低資金投入，可以高效解決爐管結焦等問題。

1? 研究背景及意義

從20世紀50年代初，大多煉油化工企業(yè)通過增加輔助設備改善結垢情況，20世紀70年美國利用添加化學試劑的方式改善結垢問題，取得較好效果。取得了較好的效果。正常生產時，加熱爐爐管內物料流速較低，介質在爐管中停留時間長，有結焦積垢風險，西北多數石油企業(yè)使用注水、注汽等手段來減緩加熱爐爐管結焦，但效果不是很明顯，盡管有多種阻焦劑，但隨著原料成分和原油性質的變化，其質量人令人堪憂。

根據我國烏石化煉油廠延遲焦化裝置實際的加工情況，對其加熱爐工藝參數指標和原油性質進行分析，選取高效的阻焦產品，對實現(xiàn)裝置長期穩(wěn)定運轉提高裝置經濟效益有著重要意義。

2? 延遲焦化技術概述

在原油量日益減少，原油質量重質化和需求量的增加的背景下，延遲焦化逐漸成為渣油和重油的主要加工裝置。延遲焦化以裂解縮合反應為主，因其工藝相對簡單，可以加工高膠質瀝青質原油產生的渣油，該裝置是重質油加工的最佳選擇。

3? 延遲焦化加熱爐爐管結焦原因

爐管結焦主要產生的影響有以下幾個方面。

3.1 原料油自身的影響

（1）原料油含鹽和固體雜質;（2）自身特性因數;（3）康氏殘?zhí)俊?/p>

3.2 加熱爐爐管內表面吸附力的影響

爐管表面的吸附能力由粗糙程度直接影響，結焦速度還與邊界層的壓力，流速和介質濃度有關，因此，控制邊界層厚度也很重要。

3.3 加熱爐爐管壁溫度的影響

爐管內介質邊界底層油膜溫度會直接影響到結焦的速度，相關資料顯示，油膜溫度每增加10℃，就會導致縮合反應速度增加1倍之多。

3.4 減壓渣油在加熱爐爐管中流動狀態(tài)的影響

介質流速越快，膠粉越不易在爐管附著，介質處在湍流狀態(tài)下，伴隨著大量撞擊，帶走膠粉，提高注氣量可以大大減少爐管結焦形成。

3.5 其他因素

（1）火嘴燃燒情況;（2）直接攜帶焦粉;（3）原料預混情況。

4? 加熱爐爐管結焦造成的危害

加熱爐結焦給生產造成的影響很大，體現(xiàn)在以下方面。

4.1 能耗增加

焦塊作為不良導體，導熱效率極低，爐管生焦造成爐管傳熱效率遠低于潔凈的爐管，造成加熱爐熱效率降低，加大瓦斯燃燒量。其次，由于爐管結焦，管內介質流通性變差，使得相關泵，換熱器能耗增加。產品產量降低裝置運行后期，爐管內往往存在結焦現(xiàn)象，使得裝置加工量下降，爐管偏流現(xiàn)象嚴重，產品質量變差。

4.2 設備投資增加

為了減少爐管結焦帶來的影響，加大設備設施傳質傳熱，相應投資增加，增加清洗費用，浪費工時。

5? 防止爐管結焦措施

5.1 改善原料性質

根據實際情況調節(jié)油品生焦溫度，在靠近延遲焦化裝置加熱爐出口處使油品分解，與原分解部位相比更加靠后，不易結焦。

5.2 循環(huán)比升高

循環(huán)油焦質瀝青質含量低，加大循環(huán)量，可以防止爐管結焦，控制加熱爐生產溫度，操作中，加強當班火嘴燃燒情況檢查，主操對加熱爐參數進行監(jiān)盤，將溫度控制在生產指標范圍內，適當增加注氣量，調整爐管內介質流速。

6? 阻焦劑種類

伴隨著科技不段進步，人們開始研究結焦原因，開發(fā)出在原油中加入化學試劑的方法，來抑制爐管結焦形成，人們將這種東西稱為阻焦劑。

阻焦化學試劑是通過反應來阻止結焦現(xiàn)象的產生。與其他方式不同，阻焦劑是根據渣油結焦原理研制的，從根本上對結交這一現(xiàn)象進行研究，防止爐管結焦現(xiàn)象跟明顯。

一般來說，阻焦劑是由多種添加劑和溶劑混合而成，加入量小于200?g/g，直接加在原料中，使用方便，適用在重油生產裝置。

一般有聚鏈烯基琥珀酰亞胺及其衍生物、磷類阻焦劑、硫類阻焦劑等。

7? 實驗說明

對不同阻焦劑進行實驗，根據現(xiàn)實情況，觀察爐管結焦現(xiàn)象，并對其進行說明，實驗原理通過添加阻焦劑一段時間后，加熱爐貼片溫度的變化和未加阻焦劑爐管的貼片溫度進行比值比較來選取最優(yōu)最適合的阻焦試劑。

（（C-c）-（C0-c0））÷（C-c）? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）

公式（1）中C為反應前溫度;c為生產后溫度;C0為添加阻焦劑溫度;c0為生產后添加阻焦劑溫度。

該文選用的原料為罐區(qū)-常減壓混合渣油，性質如下：密度（20℃）994kg/m3，閃點（閉口），65℃，運動黏度40，元素組成86%，H12%，S0.4%，N1.2%，烴組成飽和烴20.1%，芳烴38.2%，焦質44.2%。

加入相同的試劑后，選出合適的阻焦試劑，并選用效率最大值區(qū)間，來進一步節(jié)約用量。

8? 社會經濟意義

焦化裝置的主要設備—加熱爐，結焦問題對生產造成很大影響，當前，解決爐管結焦手段的主要分為兩大類，改變其工藝流程，增加輔助設備，或者，添加化學添加劑來延緩爐管結焦狀況，改編工藝流程，加大循環(huán)比，效果明顯，但其需耗費大量資金與工時，添加化學添加劑來抑制爐管結焦現(xiàn)象，是利用其抗氧化、清凈、分散及鈍化金屬等特性，使用化學試劑，對環(huán)境并不會造成污染。同時，對生產上來說，延長了裝置正常運行的時間，加熱爐在后期也可以保證較高的熱效率，裝置保證在高負荷運行，完成生產經濟指標，減少了在線清焦次數，減少對爐管的傷害，已經成為現(xiàn)代煉油企業(yè)解決結焦現(xiàn)象的常用手段。

根據現(xiàn)場實際生產情況，對不同的原料油性質進行分析結合生焦機理，選取合適的阻焦劑對現(xiàn)實生產有著很大的現(xiàn)實意義。

參考文獻

[1] 張廣林，王國良.煉油助劑應用手冊[M].北京：中國石化出版社，2003.

[2] 瞿國華.延遲焦化工藝與工程[M].北京：中國石化出版社，2008：392-448.

[3] 張力，張政偉.延遲焦化加熱爐爐管結焦原因分析及對策[J].石油煉制與化工，2010，41（1）：21-25.