发布日期：2024-07-28 17:52 点击次数：204
之前介绍煤化工减压阀，现在介绍高温防结焦耐磨球阀在延迟焦化应用为了追求更好的经济效益，我国大型炼化装置炼制原油的含硫、含酸比例在不断上升。炼化装置具有高温、介质含有大量硬固体颗粒等复杂工况条件，传统阀门无法适用。金属硬密封耐磨球阀很好的解决了这一问题。我国大型炼油项目延迟焦化装置中使用的高温防结焦金属硬密封耐磨球阀，主要采用进口的VELAN球阀。近年来部分进口金属硬密封耐磨球阀已被国产阀门所取代。目前我国生产制造的金属硬密封耐磨球阀的zui大公称尺寸已达到DN800（NPS32），zui高公称压力已达到PN420（Class2500），zui高设计温度达到600℃。在延迟焦化装置中使用高温防结焦耐磨球阀的必要性,高温防结焦耐磨球阀的典型应用、技术难点和结构特点,以及防结焦耐磨球阀的高温性能试验。为了追求更好的经济效益,我国大型炼化装置炼制原油的含硫、含酸比例在不断上升。炼化装置具有高温、介质含有大量硬固体颗粒等复杂工况条件,传统阀门无法适用。金属硬密封耐磨球阀很好的解决了这一问题。我国大型炼油项目延迟焦化装置中使用的高温防结焦金属硬密封耐磨球阀,焦化一般指有机物质碳化变焦的过程。在煤的干馏中指高温干馏。在石油加工中，焦化是渣油焦炭化的简称，是指重质油（如重油，减压渣油，裂化渣油甚至土沥青等）在500℃左右的高温条件下进行深度的裂解和缩合反应，产生气体、汽油、柴油、蜡油和石油焦的过程。焦化主要包括延迟焦化、釜式焦化、平炉焦化、流化焦化和灵活焦化等五种工艺过程。
1 高温防结焦耐磨球阀在延迟焦化应用高温防结焦耐磨球阀
焦化是使重质油品加热裂解，聚合变成轻质油、中间馏分油和焦炭的加工过程。延迟焦化是一种石油二次加工技术，是以渣油（一般为减压渣油）为原料、在高温（500~550℃）下进行深度热裂反应的一种加热过程。减压渣油在管式炉中加热，采用高流速及高热强度，使其在加热炉中短时间内达到焦化反应所需的温度，然后迅速进入焦炭塔，使焦化反应不在加热炉而是延迟到焦炭塔中进行，故称之为延迟焦化。延迟焦化装置运行的主要矛盾为：使用的原料为重质油，重质油在高温下容易结焦，但希望它在焦炭塔中结焦，而不希望它在加热炉、焦炭塔馏出线和分馏塔底等处结焦。所以除了工艺采取诸如：在焦炭塔出口管线上打急冷油，在原料油进加热炉辐射管之前注入蒸汽或软化水等措施外，还应该防止管线上阀门的结焦。高温防结焦耐磨球阀有效地解决了延迟焦化装置中阀门使用过程要解决的三个突出问题：耐受500℃的高温；防止高温下的油气结焦；消除焦粉对密封面的冲刷。
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delayed coking 一种热裂化工艺。其主要目的是将高残碳的残油转化为轻质油。所用装置可进行循环操作，即将重油的焦化馏出油中较重的馏分作为循环油，且在装置中停留时间较长。延迟焦化是一种石油二次加工技术，是指以贫氢的重质油为原料，在高温（约500℃）进行深度的热裂化和缩合反应，生产富气、粗汽油、柴油、蜡油和焦炭的技术。它是世界渣油深度加工的主要方法之一,处理能力占渣油处理能力的三分之一[1] 。
延迟焦化装置所谓延迟是指将焦化油(原料油和循环油）经过加热炉加热迅速升温至焦化反应温度，在反应炉管内不生焦，而进入焦炭塔再进行焦化反应，故有延迟作用，称为延迟焦化技术。一般都是一炉（加热炉）二塔(焦化塔）或二炉四塔，加热炉连续进料，焦化塔轮换操作，是一种半连续工艺过程。原料油（减压渣油或其他重质油如脱油沥青、澄清油甚至污油）经加热到495～505℃进入焦炭塔，热原料油在焦炭塔内进行焦化反应，生成的轻质产物从顶部出来进入分馏塔，分馏出富气、粗汽油、柴油和重馏分油。重馏分油可以送去进一步加工（如作催化裂化、加氢裂化原料）也可以全部或部分循环回原料油系统。待焦炭陆续装满（留一定的空间）后，原料改进入另一焦炭塔，残留在焦炭塔中的焦炭以水力除焦卸出。焦炭塔恢复空塔后再进热原料。该过程焦炭的收率一般随原料油康氏残炭（CCR）的改变而变化，富气产量一般10%（质量）左右（气体产率%=7.8+0.144×CCR），其余因循环比不同而异，但柴/汽比大于1。
延迟焦化原料可以是重油、渣油、甚至是沥青。延迟焦化产物分为气体、汽油、柴油、蜡油和焦炭。对于国产渣油，其气体收率为7.0～10%，粗汽油收率为8.2～16.0%，柴油收率为22.0～28.66%，蜡油收率为23.0～33.0%，焦炭收率为15.0～24.6%，外甩油为1～3.0%。焦化汽油和焦化柴油是延迟焦化的主要产品，但其质量较差。焦化汽油的辛烷值很低，一般为51～64（MON），柴油的十六烷值较高，一般为50～58。但两种油品的烯烃含量高，硫、氮、氧等杂质含量高，安定性差，只能作半成品或中间产品，经过精制处理后，才能作为汽油和柴油的调和组分。焦化蜡油由于硫、氮化合物、胶质、残炭等含量高，是二次加工的劣质蜡油，截至2014年通常掺炼到催化或加氢裂化作为原料。石油焦是延迟焦化过程的重要产品之一，根据质量不同可用做电极、冶金及燃料等。焦化气体经脱硫处理后可作为制氢原料或送燃料管网做燃料使用。
1.1高温防结焦耐磨球阀在延迟焦化装置中的典型应用
延迟焦化典型的工艺流程有一炉两塔、两炉四塔等。焦炭塔是轮换使用的，即当一个塔内焦炭聚结到一定高度时，即进行切换，通过四通阀将进料切换进另一个塔。下面以一炉两塔流程为例，介绍焦化高温防结焦耐磨球阀在焦化装置中的典型应用。图1中加热炉出口阀和一道甩油阀通常采用高温防结焦耐磨球阀。图2为已运至现场的高温防结焦球阀的实物图。图3为高温防结焦耐磨球阀在现场的应用。
（1）延迟焦化装置中高温防结焦耐磨球阀的工况条件
焦化装置中高温防结焦耐磨球阀的使用介质一般为含有焦粉的油品、减压渣油和蒸汽，工作温度在500℃左右，工作压力为0.5MPa左右。在此工况条件下，阀门长期处于易结焦和高温的工况条件下，就必须具备耐腐蚀、耐磨、耐冲刷、防结焦及快速切断等功能。
（2）延迟焦化装置中高温防结焦耐磨球阀所用的阀门材料
经过焦化加热炉后，介质中的环烷酸大部分会发生分解。因此，焦炭塔顶大油气线以及焦化炉出口至焦炭塔管线的腐蚀机理主要为高温硫腐蚀。所以在此高温重油部位的管道材质推荐选用12Cr5Mo。阀体的材质不应低于球阀所在系统管道的材质，这就使得高温防结焦耐磨球阀的阀体一般选为ASTMA217C12（铬钼钢），球体一般选为ASTMA487Gr.CA6NM（铬镍钼钢）或其相似甚至性能更高的其他材质。延迟焦化与热裂化相似，只是在短时间内加热到焦化反应所需温度，控制原料在炉管中基本上不发生裂化反应，而延缓到专设的焦炭塔中进行裂化反应，“延迟焦化”也正是因此得名。延迟焦化装置主要由8个部分组成：
焦化部分
主要设备是加热炉和焦炭塔。有一炉两塔、两炉四塔，也有与其它装置直接联合的。
分馏部分
主要设备是分馏塔，在延迟焦化中一般需添加消泡剂/抑焦剂/液收增加剂等化学品。
焦化气体回收和脱硫
主要设备是吸收塔、解吸塔、稳定塔、再吸收塔等。
水力除焦部分
考虑到重残油的碳氢比高，非常容易结焦的这一特点，将原料油快速加热到比较高的温度（480～500℃），使重残油在管式加热炉中，来不及发生反应就被送到一个中空的容器（称焦炭塔），让加热的油品在其中进行裂化缩合反应，加热和焦化不同时发生，故称为延迟焦化。焦炭塔内裂解反应生成的415℃高温油气自焦炭塔顶逸出进入主分馏塔下段进料段，经过洗涤板（人字挡板）洗涤所携带的焦炭颗粒后，从蒸发段上升进入蜡油集油箱以上蒸馏分离，分馏出富气、汽油、柴油和轻重蜡油馏分，而焦炭塔内缩合反应所生成焦炭留在焦炭塔内配资首富股票配资网，当焦炭塔中结焦达一定程度后，就切换到另一个焦炭塔中继续焦化成焦，原先的焦炭塔则进行清焦作业。通常一个焦化装置中常常要用2～4个焦炭塔。清焦采用水力除焦法，先在焦层中央用钻机打一个洞，从顶部一直打到底，然后自下而上通入压力为12~30MPa的高压水，利用水的冲击力，把焦炭打下来，并由底部排出。
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