[發明專利]一種防止劣質重油減粘加熱爐結焦的方法

有效

• 申請號: 201110420932.8
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN103160308A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 韓冰;董罡;李尤;李愛凌;李勝山;謝國宏;劉曉燕;尹恩杰;劉統華;王雪蓮
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司;中國石油天然氣華東勘察設計研究院
• 主分類號: C10G9/16
• 分類號: C10G9/16
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域

本發明涉及一種通過合理的減粘加熱爐出口溫度、加熱爐注汽量、加熱爐注汽位置，防止處理劣質重油的減粘加熱爐結焦的方法。

背景技術

減粘裂化是一種輕度熱裂化過程，目的是使渣油轉化為粘度符合規格的燃料油，并生產一部分輕質產品；也可以利用減粘裂化來獲取一部分中間餾分。其常規工藝流程為：常壓或減壓渣油經過加熱爐加熱到400-500℃，通過上流式反應塔、分餾塔，在分餾塔中輕組分和裂化渣油被分開。

目前，在全球大約10萬億桶剩余石油資源中，70％以上是重油資源。而在我國，陸上重油、瀝青資源約占石油資源總量的20％以上。油砂預計地質資源量超過60億噸，可采資源量超過30億噸。油頁巖地質資源量超過470億噸，技術可采資源量超過160億噸，可回收量超過120億噸。非常規石油(如各種稠油、油砂瀝青等)的開采比例將會逐漸增加，并將成為我國重要的戰略接替資源之一。我國能源的巨大缺口將主要依靠稠油及油砂、瀝青等非常規能源來彌補。

中國目前已把委內瑞拉作為重要的原油進口地區。典型的委內瑞拉超重油密度為1.0102g/cm³、硫含量4.08wt％、API°?8.6、酸值3.0mgKOH/g、鹽含量170.5mgNaCl/L、Ni+V含量482μg/g，常溫不流動，性質劣于遼河超稠油和克拉瑪依稠油，屬于高密度、高粘度、高含硫、高含氮、高殘炭、高酸值、高重金屬含量的劣質原油，是世界上最難加工的重油。由于委內瑞拉超重油常溫不流動，需對其進行常減壓蒸餾、減粘裂化處理，降低粘度，實現運輸。

減粘裂化裝置運行表明，限制減粘裂化反應深度、長周期運行的主要原因，就是減粘爐的結焦情況。結焦是爐管內的油品溫度超過一定界限后發生熱裂解，變成游離炭，堆積到爐管上的現象。爐管內發生結焦后，由于流通面積減小，使介質流動阻力增加，傳熱效率下降而導致裝置能耗增加。與此同時，由于結焦而導致爐管內傳熱性能變差，熱阻增加，在介質吸收相同熱量時，結焦爐管管壁溫度比未結焦爐管管壁溫度高，爐管強度下降，氧化損耗量增加，爐管壽命縮短，嚴重時導致爐管穿壁等惡性事故的發生。

減粘爐的結焦，與爐管布置型式、爐出口溫度、爐管內介質流動情況密切相關。通過優化工藝條件，可以有效避免減粘加熱爐爐管內結焦，實現裝置的安全長周期生產。

發明內容

本發明的目的是提供一種防止劣質重油減粘加熱爐結焦的方法。處理委內瑞拉Merey-16原油大于420℃的渣油餾分的減粘加熱爐，通過采用臥管箱式減粘爐、控制爐出口溫度、限制減粘加熱爐線速、在爐管處注入蒸汽等措施，有效防止了減粘加熱爐結焦。

本發明所述的防止劣質重油減粘加熱爐結焦的方法采用臥管箱式減粘爐；減粘爐爐管采用水平布置，保持每個管程流量分布均勻，水平爐管物料容易放空，不會造成爐管內積油。

爐出口溫度是減粘裂化裝置最重要的操作參數，是裝置的溫度最高點?？刂坪脿t出口溫度，整個裝置的結焦傾向得到遏制。加熱爐出口溫度直接影響減粘反應器內的反應溫度和深度。合適的加熱爐出口溫度應根據原料性質進行試驗，既能達到較高的爐出口反應轉化率，又能保證加熱爐管不嚴重結焦的爐出口溫度。由于委內瑞拉超重油的殘炭值較高，粘度很大，減粘裂化過程中瀝青質和次生瀝青質容易聚合導致相分離，導致減粘油安定性變差，因而這類重油的熱減粘裂化程度不能很高。減粘裂化裝置高苛刻度長期運轉有兩個制約因素：一是容易結焦，二是減粘渣油的穩定性不好，容易析出固體沉積物。由于同時發生熱裂化分解出小分子的反應和大聚合芳香環的縮聚反應，反應體系中小分子的增加雖然可以顯著降低粘度，但是由于小分子芳香性較低，對大分子瀝青質的膠溶作用降低，促進相分離，膠質瀝青質的聚合作用導致更大聚合瀝青質分子甚至甲苯不溶物的產生，從而增加相分離趨勢。因而，減粘裂化的轉化率不能太高，否則就會出現結焦和減粘渣油不穩定的問題。特別是為了重油船運、儲存和后續加工降粘預處理而進行的減粘裂化，其減粘裂化處理的深度是以確保減粘油的安定性為前提的。就委內瑞拉超重油而言，采用低苛刻度減粘工藝為佳。通過試驗室試驗和工業試驗，確定在425-435℃的減粘爐出口溫度，可實現減粘反應深度要求、有效避免結焦。

加熱爐管采用高質量流速和高線速以提高傳熱速度并控制爐管管壁油膜溫度，從而減低生焦速度。針對委內瑞拉進行的減粘反應，確認對減粘加熱爐線速為1.2-2.0米/秒為適宜的速度。