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回收利用荒煤气带走的热量与焦化厂设备工艺改进法

时间:2020-07-31 14:51 点击:134次
<一>、回收利用荒煤气带走的热量
现在焦化厂采取在上升管和集气管喷洒氨水强制冷却,将荒煤气的温度由650~800℃降低到80~100℃后,再送入煤气净化工序。如此大幅度的温差释出的热量全部耗费于氨水的蒸发和温度的变化,以及用于上升管和集气管的散热,显然是未得到合理的回收利用。因此,焦炉设备应设法在喷洒氨水冷却前,在上升管部位进行荒煤气的余热回收。主要有两种方式:
1)上升管汽化冷却
我国太原钢铁公司焦化厂、钢焦化厂、北京焦化厂和武钢焦化厂研究和使用了上升管汽化冷却技术。主要原理是把上升管改为无缝钢管制成的水套,冷水在水夹套内吸收由管壁传来的热量不断汽化,汽化产生具有温度和压力的汽-水混合物,汽一水经汽包分离后,具有压力的蒸汽接入蒸汽管网送往用户。根据武钢焦化厂上升管汽化冷却系统使用监测结果,荒煤气经上升管汽化冷却后,温度从650℃降到450℃,每吨焦炭可以产生0.1~0.2t、压力为784KPa的蒸汽。
2)利用有机热介质在上升管回收荒煤气显热
同上升管汽化冷却原理一样,主要是将普通的上升管改造成上升管换热器,技术关键是选择合适的热介质。利用有机介质回收上升管荒煤气余热的研究始于口本,1983年,口本大分炼铁厂的一套焦炉煤气显热回收装置开工,回收的显热用来干燥炼焦煤料。重钢焦化厂在1995年引进了一套煤调湿试验项目。
关于上升管荒煤气余热回收,有热风回收法、融盐回收法和液态金属回收法等,各有优缺点,从工厂应用上说,都还需要继续研究完善。
<二>、焦化厂设备工艺改进法
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。焦炉炉门框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。
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