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摘 要：随着我国近年来原油逐渐的变重和轻质油品消费量不断的增大，人们日益加剧了对重油加工技术的关注和重视。延迟焦化工艺是一种当代最为成熟的重油加工工艺，在投资、操作、技术、原料等的费用、适应性和转化深度都有很高的优势。在延迟焦化装置中，加热炉属于本装置中關键的生产工序，延长焦化加热炉技术是对重油加工技术中重要技术，本文就主要对我国延长焦化加热加热炉技术进行了研究和探讨。
关键词：延长焦化 加热炉 技术 焦化装置 研究
一、焦化加热炉概况
在延迟焦化装置中，焦化加热炉的工艺操作是装置的核心设备，主要采用多点注汽，在线除焦、双向烧焦技术。多点注汽是每路炉管，根据工艺计算对结焦临界点注入中压蒸汽，一般设有三个点或是更多的点，中压蒸汽自管网来，在流量控制下自动注入炉管，每点的注入量不尽相同，这比在炉入口一点注汽相比具有节省蒸汽、降低压降、减少结焦的有点，在线除焦是在不停炉的条件下，炉管内通入蒸汽，通过控制炉管温度，使焦炭脱落并且由蒸汽吹出进入焦炭塔。双向烧焦主要是在烧焦时大块焦粉使炉管堵室的情况下采用返向吹汽的措施，这样可以使烧焦更加的完善。烧焦时的烟气排入烧焦罐，通入水急冷却后排到烟囱。
二、我国延迟焦化加热炉的现状
延迟焦化是以渣油或是类似渣油的污油、原油为原料，通过加热炉快速加热到一定的温度，焦化结焦反应不在加热炉中进行，而是使之延迟到焦炭塔中进行，与此同时在塔内适宜的温度、压力条件下发生裂解、缩合反应，生成汽油、柴油、蜡油、循环油组分和焦炭的工艺工程。延迟焦化的装置工艺流程比较简单，技术成熟，投资和操作的费用相对比较低，对于各种渣油作原料的适应性较强，脱碳较为彻底。目前我国拥有的延迟焦化装置有28套，总加工能力20Mt/a以上，在世界仅次于美国，居于第二位。在我国的延迟焦化装置中，单炉处理能力小于500kt/a的占到了60%，单炉处理能力大于500kt/a的占到40%。辐射炉管表面的平均热强度最高时达到33.6kw/m2，最低为20.83kw/m2，平均值为27.4kw/m2。焦化加热炉冷却油流速最高为1.39m/s，最低为1.06m/s，平均值为1.26m/s。我国焦化加热炉冷油流速为1.3m/s～1.9 m/s；而焦化技术发达国家加热炉冷油流速为2.1 m/s～2.2m/s。我国的蜡油循环比在0.4～0.6之间，而焦化技术发达的国家最低在0.05；焦化炉的热效率，我国最高为88～89%，最低为78%，而发达焦化技术发达国家已经突破了92%；辐射炉管注水量占助理量的比值，在我国是3～4%，而发达国家最低为1%，并且逐渐朝着不注水的方向发展。在我国辐射炉管烧焦周期最短只有四个月，大部门为十个月，只有很少的会出现两个月的情况，而在发达国家焦化炉辐射炉管烧焦周期为18个月。总体来说，我国的焦化炉技术水平和国外先进的水平先比，存在的问题主要是循环比较高、辐射炉管注水量比较大、单炉处理能力比较小、热效率偏低和正常开工的周期相对较短。
三、加热炉的出口温度
对于加热炉出口的温度，各个炼油厂的控制是不一样的，其高低主要是以原料性质以及装置情况决定的，如果加工的是石蜡基渣油，应该控制较高的炉出口温度，这个温度一般都在500摄氏度左右。中间基渣油，温度的控制较低，一般在492摄氏度。炉出口温度相对较高，这也有助于提高液体收率和降低焦炭产率，但是温度过高则会加速炉管的结焦，。从而产生硬质焦炭，影响除焦的质量。温度降低则会造成石油焦挥发份较高，甚至形成硬质沥青。所以在实际的操作过程中，炉出口温度的可调范围是十分狭窄的。
四、加热炉能耗的计算
加热炉中的热量的大小主要和过热蒸汽量、加热炉的注气量、加热炉出口汽化率、加热深度、焦化油性质以及操作条件有密切的关系。过热蒸汽量是装置自产蒸汽量，主要是根据焦化分馏塔系统的热利用以及换热流程确定的。加热炉出口气化率和渣油性质、炉出口温度以及压力有关系，炉出口温度高压力较低时，加热炉出口气化率就高，而炉出口温度的高低就决定了渣油的性质。在通常的情况下，重质渣油采用炉出口温度较低，加热深度表示的就是炉管内的加热时间和炉管内的裂化程度，为了达到较高的液化收率，应该提高渣油的加热深度，与此同时燃料消耗也会增加。在对燃料消耗影响较大的就是操作条件中的循环比，循环比加大，燃料消耗也会增加。例如：加热炉的热效率为90%，循环比为0.25时，则加热炉的热负荷就是：4090.49*104kcal/h，燃料的消耗量是4545kg/h，燃料单耗为23.86kg/t原料，循环比降到0.15时，加热炉的热负荷为160万吨/年。
五、延迟焦化加热炉采用在线机械清焦技术
1.在线清焦的原理
在线机械清焦技术主要是指在不停炉的情况下实施加热炉清焦，采用在线清焦技术的焦化炉一般是4管程或是6管程，这样就避免了在线清焦对装置加热炉进料泵或是后续设备的操作造成影响。操作时切除正在运行的单炉室，对其蒸气吹扫完毕后进行清焦，另一个炉室继续处于工作装他器，在单炉室清焦完毕后重新并入生产系统，然后切除另一个炉室进行类似的操作。
2.机械清焦期间装置主要的工艺参数
机械清焦期间，加热炉需要经历单炉室满负荷和双炉室低负荷的运行，为了确保加热炉稳定运行，一般情况相爱都对原料残炭、加热炉出口温度、焦炭塔料位控制、加热炉进料量、循环比、加热炉进料温度、加热炉第二点注气量、正常工况、单宽运行、分馏塔底温度、在吸收塔压力等参数进行控制。
3.清焦效果分析
加热炉在清焦后基本上可以达到投入初期的效果；加热炉结焦严重的部位也得到了确认；还可以完全清除炉管内的堆积物，尤其是那一去除的盐垢，此外使用机械清焦不炉管的伤害较小，作业的风险较低；采用机械清焦还能做到清洁环保，保护环境。
六、总结
本文主要对我国延长焦化加热炉的现状、耗能的计算、出口温度进行了简要的分析，重点介绍了延迟焦化加热炉采用在线机械清焦技术的在线清焦原理、机械清焦的流程、主要参数控制以及最后的清焦结果。由此可见，我国的焦化技术在和国际先进技术相比有很大的差距；而目前国内普遍使用的机械清焦安全可靠、快捷、时间短，清洁环保，避免了高温烧焦对炉管的伤害，从而提高了炉管的质量和使用寿命。
参考文献
[1]翟志清，延迟焦化加热炉应用在线机械清焦技术探究[J]，炼油技术于工程，2010年.
[2]吕倩、夏恩东等，我国延迟焦化技术现状以及发展趋势[J]，炼油与化工，2011年.
关键词：延长焦化 加热炉 技术 焦化装置 研究
一、焦化加热炉概况
在延迟焦化装置中，焦化加热炉的工艺操作是装置的核心设备，主要采用多点注汽，在线除焦、双向烧焦技术。多点注汽是每路炉管，根据工艺计算对结焦临界点注入中压蒸汽，一般设有三个点或是更多的点，中压蒸汽自管网来，在流量控制下自动注入炉管，每点的注入量不尽相同，这比在炉入口一点注汽相比具有节省蒸汽、降低压降、减少结焦的有点，在线除焦是在不停炉的条件下，炉管内通入蒸汽，通过控制炉管温度，使焦炭脱落并且由蒸汽吹出进入焦炭塔。双向烧焦主要是在烧焦时大块焦粉使炉管堵室的情况下采用返向吹汽的措施，这样可以使烧焦更加的完善。烧焦时的烟气排入烧焦罐，通入水急冷却后排到烟囱。
二、我国延迟焦化加热炉的现状
延迟焦化是以渣油或是类似渣油的污油、原油为原料，通过加热炉快速加热到一定的温度，焦化结焦反应不在加热炉中进行，而是使之延迟到焦炭塔中进行，与此同时在塔内适宜的温度、压力条件下发生裂解、缩合反应，生成汽油、柴油、蜡油、循环油组分和焦炭的工艺工程。延迟焦化的装置工艺流程比较简单，技术成熟，投资和操作的费用相对比较低，对于各种渣油作原料的适应性较强，脱碳较为彻底。目前我国拥有的延迟焦化装置有28套，总加工能力20Mt/a以上，在世界仅次于美国，居于第二位。在我国的延迟焦化装置中，单炉处理能力小于500kt/a的占到了60%，单炉处理能力大于500kt/a的占到40%。辐射炉管表面的平均热强度最高时达到33.6kw/m2，最低为20.83kw/m2，平均值为27.4kw/m2。焦化加热炉冷却油流速最高为1.39m/s，最低为1.06m/s，平均值为1.26m/s。我国焦化加热炉冷油流速为1.3m/s～1.9 m/s；而焦化技术发达国家加热炉冷油流速为2.1 m/s～2.2m/s。我国的蜡油循环比在0.4～0.6之间，而焦化技术发达的国家最低在0.05；焦化炉的热效率，我国最高为88～89%，最低为78%，而发达焦化技术发达国家已经突破了92%；辐射炉管注水量占助理量的比值，在我国是3～4%，而发达国家最低为1%，并且逐渐朝着不注水的方向发展。在我国辐射炉管烧焦周期最短只有四个月，大部门为十个月，只有很少的会出现两个月的情况，而在发达国家焦化炉辐射炉管烧焦周期为18个月。总体来说，我国的焦化炉技术水平和国外先进的水平先比，存在的问题主要是循环比较高、辐射炉管注水量比较大、单炉处理能力比较小、热效率偏低和正常开工的周期相对较短。
三、加热炉的出口温度
对于加热炉出口的温度，各个炼油厂的控制是不一样的，其高低主要是以原料性质以及装置情况决定的，如果加工的是石蜡基渣油，应该控制较高的炉出口温度，这个温度一般都在500摄氏度左右。中间基渣油，温度的控制较低，一般在492摄氏度。炉出口温度相对较高，这也有助于提高液体收率和降低焦炭产率，但是温度过高则会加速炉管的结焦，。从而产生硬质焦炭，影响除焦的质量。温度降低则会造成石油焦挥发份较高，甚至形成硬质沥青。所以在实际的操作过程中，炉出口温度的可调范围是十分狭窄的。
四、加热炉能耗的计算
加热炉中的热量的大小主要和过热蒸汽量、加热炉的注气量、加热炉出口汽化率、加热深度、焦化油性质以及操作条件有密切的关系。过热蒸汽量是装置自产蒸汽量，主要是根据焦化分馏塔系统的热利用以及换热流程确定的。加热炉出口气化率和渣油性质、炉出口温度以及压力有关系，炉出口温度高压力较低时，加热炉出口气化率就高，而炉出口温度的高低就决定了渣油的性质。在通常的情况下，重质渣油采用炉出口温度较低，加热深度表示的就是炉管内的加热时间和炉管内的裂化程度，为了达到较高的液化收率，应该提高渣油的加热深度，与此同时燃料消耗也会增加。在对燃料消耗影响较大的就是操作条件中的循环比，循环比加大，燃料消耗也会增加。例如：加热炉的热效率为90%，循环比为0.25时，则加热炉的热负荷就是：4090.49*104kcal/h，燃料的消耗量是4545kg/h，燃料单耗为23.86kg/t原料，循环比降到0.15时，加热炉的热负荷为160万吨/年。
五、延迟焦化加热炉采用在线机械清焦技术
1.在线清焦的原理
在线机械清焦技术主要是指在不停炉的情况下实施加热炉清焦，采用在线清焦技术的焦化炉一般是4管程或是6管程，这样就避免了在线清焦对装置加热炉进料泵或是后续设备的操作造成影响。操作时切除正在运行的单炉室，对其蒸气吹扫完毕后进行清焦，另一个炉室继续处于工作装他器，在单炉室清焦完毕后重新并入生产系统，然后切除另一个炉室进行类似的操作。
2.机械清焦期间装置主要的工艺参数
机械清焦期间，加热炉需要经历单炉室满负荷和双炉室低负荷的运行，为了确保加热炉稳定运行，一般情况相爱都对原料残炭、加热炉出口温度、焦炭塔料位控制、加热炉进料量、循环比、加热炉进料温度、加热炉第二点注气量、正常工况、单宽运行、分馏塔底温度、在吸收塔压力等参数进行控制。
3.清焦效果分析
加热炉在清焦后基本上可以达到投入初期的效果；加热炉结焦严重的部位也得到了确认；还可以完全清除炉管内的堆积物，尤其是那一去除的盐垢，此外使用机械清焦不炉管的伤害较小，作业的风险较低；采用机械清焦还能做到清洁环保，保护环境。
六、总结
本文主要对我国延长焦化加热炉的现状、耗能的计算、出口温度进行了简要的分析，重点介绍了延迟焦化加热炉采用在线机械清焦技术的在线清焦原理、机械清焦的流程、主要参数控制以及最后的清焦结果。由此可见，我国的焦化技术在和国际先进技术相比有很大的差距；而目前国内普遍使用的机械清焦安全可靠、快捷、时间短，清洁环保，避免了高温烧焦对炉管的伤害，从而提高了炉管的质量和使用寿命。
参考文献
[1]翟志清，延迟焦化加热炉应用在线机械清焦技术探究[J]，炼油技术于工程，2010年.
[2]吕倩、夏恩东等，我国延迟焦化技术现状以及发展趋势[J]，炼油与化工，2011年.