一种防止劣质重油减粘加热炉结焦的方法技术

本发明专利技术涉及一种防止劣质重油减粘加热炉结焦的方法，劣质重油为原油大于420℃的渣油馏分；减粘加热炉采用卧管箱式炉，控制炉出口温度在425-435℃，采用在对流室至辐射室转油线炉管处和在辐射室中部炉管处注汽，注入占原料重量0.5-4％的1.0MPa蒸汽；在对流室至辐射室转油线炉管处注入70％的蒸汽，在辐射室中部炉管注入30％的蒸汽；减粘加热炉线速为1.2-2.0米/秒；本方法通过优化减粘炉炉管布置型式、炉出口温度、炉管内介质流动线速，增加蒸汽注入点，有效避免减粘加热炉炉管内结焦，实现装置的安全长周期生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通过合理的减粘加热炉出口温度、加热炉注汽量、加热炉注汽位置，防止处理劣质重油的减粘加热炉结焦的方法。
技术介绍
减粘裂化是一种轻度热裂化过程，目的是使渣油转化为粘度符合规格的燃料油，并生产一部分轻质产品；也可以利用减粘裂化来获取一部分中间馏分。其常规工艺流程为:常压或减压渣油经过加热炉加热到400-50(TC，通过上流式反应塔、分馏塔，在分馏塔中轻组分和裂化渣油被分开。目前，在全球大约10万亿桶剩余石油资源中，70%以上是重油资源。而在我国，陆上重油、浙青资源约占石油资源总量的20%以上。油砂预计地质资源量超过60亿吨，可采资源量超过30亿吨。油页岩地质资源量超过470亿吨，技术可采资源量超过160亿吨，可回收量超过120亿吨。非常规石油(如各种稠油、油砂浙青等)的开采比例将会逐渐增加，并将成为我国重要的战略接替资源之一。我国能源的巨大缺口将主要依靠稠油及油砂、浙青等非常规能源来弥补。中国目前已把委内瑞拉作为重要的原油进口地区。典型的委内瑞拉超重油密度为1.0102g/cm3、硫含量 4.08wt%,API° 8.6、酸值 3.0mgK0H/g、盐含量 170.5mgNaCl/L、Ni+V含量482 μ g/g，常温不流动，性质劣于辽河超稠油和克拉玛依稠油，属于高密度、高粘度、高含硫、高含氮、高残炭、高酸值、高重金属含量的劣质原油，是世界上最难加工的重油。由于委内瑞拉超重油常温不流动，需对其进行常减压蒸馏、减粘裂化处理，降低粘度，实现运输。减粘裂化装置运行表明，限制减粘裂化反应深度、长周期运行的主要原因，就是减粘炉的结焦情况。结焦是炉管内的油品温度超过一定界限后发生热裂解，变成游离炭，堆积到炉管上的现象。炉管内发生结焦后，由于流通面积减小，使介质流动阻力增加，传热效率下降而导致装置能耗增加。与此同时，由于结焦而导致炉管内传热性能变差，热阻增加，在介质吸收相同热量时，结焦炉管管壁温度比未结焦炉管管壁温度高，炉管强度下降，氧化损耗量增加，炉管寿命缩短，严重时导致炉管穿壁等恶性事故的发生。减粘炉的结焦，与炉管布置型式、炉出口温度、炉管内介质流动情况密切相关。通过优化工艺条件，可以有效避免减粘加热炉炉管内结焦，实现装置的安全长周期生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。处理委内瑞拉Merey-16原油大于420°C的渣油馏分的减粘加热炉，通过采用卧管箱式减粘炉、控制炉出口温度、限制减粘加热炉线速、在炉管处注入蒸汽等措施，有效防止了减粘加热炉结焦。本专利技术所述的防止劣质重油减粘加热炉结焦的方法采用卧管箱式减粘炉；减粘炉炉管采用水平布置，保持每个管程流量分布均匀，水平炉管物料容易放空，不会造成炉管内积油。炉出口温度是减粘裂化装置最重要的操作参数，是装置的温度最高点。控制好炉出口温度，整个装置的结焦倾向得到遏制。加热炉出口温度直接影响减粘反应器内的反应温度和深度。合适的加热炉出口温度应根据原料性质进行试验，既能达到较高的炉出口反应转化率，又能保证加热炉管不严重结焦的炉出口温度。由于委内瑞拉超重油的残炭值较高，粘度很大，减粘裂化过程中浙青质和次生浙青质容易聚合导致相分离，导致减粘油安定性变差，因而这类重油的热减粘裂化程度不能很高。减粘裂化装置高苛刻度长期运转有两个制约因素:一是容易结焦，二是减粘渣油的稳定性不好，容易析出固体沉积物。由于同时发生热裂化分解出小分子的反应和大聚合芳香环的缩聚反应，反应体系中小分子的增加虽然可以显著降低粘度，但是由于小分子芳香性较低，对大分子浙青质的胶溶作用降低，促进相分离，胶质浙青质的聚合作用导致更大聚合浙青质分子甚至甲苯不溶物的产生，从而增加相分离趋势。因而，减粘裂化的转化率不能太高，否则就会出现结焦和减粘渣油不稳定的问题。特别是为了重油船运、储存和后续加工降粘预处理而进行的减粘裂化，其减粘裂化处理的深度是以确保减粘油的安定性为前提的。就委内瑞拉超重油而言，采用低苛刻度减粘工艺为佳。通过试验室试验和工业试验，确定在425-435°C的减粘炉出口温度，可实现减粘反应深度要求、有效避免结焦。加热炉管 采用高质量流速和高线速以提高传热速度并控制炉管管壁油膜温度，从而减低生焦速度。针对委内瑞拉进行的减粘反应，确认对减粘加热炉线速为1.2-2.0米/秒为适宜的速度。在给定压力和进料速度下，可向炉管内注水或蒸汽来控制停留时间，提高裂化段流速以防止结焦。足够的管内流速可提供将尚未固着的初期疏松焦层排出炉外所需的紊流的动能，因此流速是使焦层脱落最基本的因素。为防止结焦，只要压降允许而又造成冲蚀，应尽可能采用高流速。这时内膜传热系数也可增大，从而使管壁温度降低，也有缓和结焦的作用。注汽和注水各有优点，水由于汽化其汽化比大，能促进喘流和速度的增加；注汽时蒸汽和炉管内温度差别要小一些，还可以降低油气分压，从而降低油品汽化温度，降低管壁温度和内膜温度，减少结焦。针对委内瑞拉进行的减粘反应，确认对减粘加热炉注入占原料量的0.5-4%的蒸汽，能有效防止结焦。多点注汽，主要是增加防止炉管结焦的安全系数，同时也起着微量调整炉管温度的作用。采用两级注汽技术，将30%的蒸汽由辐射室中部注入辐射炉管，用于降低裂解产物的分压，促使减粘油中的重组分进一步发生裂解反应。将70%的蒸汽由对流室至辐射室转油线处注入辐射炉管。转油线的油品处于缩合反应阶段(临界反应区)，炉辐射管结焦速率最大，在此段注汽，可提高油品的速率，达到降低炉管结焦的目的。附图说明图1两点注汽的减粘炉示意图。其中:1-炉出口 ；2_对流室；3_第一注汽点；4_第二注汽点；5_辐射室具体实施例方式如图1所示:减粘加热炉采用卧式管炉。控制炉出口 I温度在425-435 °C。采用两点注汽，注入占原料重量0.5-4%的1.0MPa蒸汽。在对流室2至辐射室5的转油线炉管设第一注汽点3，注入70%的蒸汽，用于提供渣油缩合反应阶段的流速，减缓该阶段辐射炉管的结焦速率；在辐射室5中部炉管处设第二注汽点4，注入30%的蒸汽，用于降低裂解产物的分压。炉管内流速 达到1.2-2.0米/秒。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防止劣质重油减粘加热炉结焦的方法，劣质重油为原油大于420℃的渣油馏分；其特征在于：减粘加热炉采用卧管箱式炉，控制炉出口温度在425?435℃；减粘加热炉线速为1.2?2.0米/秒；采用在对流室至辐射室转油线炉管处和在辐射室中部炉管处注汽，注入占原料重量0.5?4％的1.0MPa蒸汽；在对流室至辐射室转油线炉管处注入70％的蒸汽，在辐射室中部炉管注入30％的蒸汽。

【技术特征摘要】
1.一种防止劣质重油减粘加热炉结焦的方法，劣质重油为原油大于420°C的渣油馏分；其特征在于:减粘加热炉采用卧管箱式炉，控制炉出口温度在425-435°C ;减粘加热炉线速为1.2-2.0米/秒； ...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩冰，董罡，李尤，李爱凌，李胜山，谢国宏，刘晓燕，尹恩杰，刘统华，王雪莲，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，中国石油天然气华东勘察设计研究院，
类型：发明
国别省市：