[发明专利]用于评估延迟焦化装置的炉的管中的沉积的系统和方法

说明书

用于评估延迟焦化装置的炉的管中的沉积的系统和方法。本发明涉及用于评估延迟焦化装置(DCU)的炉的管中的沉积以降低与过早停工相关的成本的系统和方法。使用该系统，获得装载排序，评估某些装载对加工的影响，并进一步评估减少沉积的添加剂。因此，通过这样的系统获得的结果允许后续工程师具有更大的灵活性来优化其延迟焦化装置以增加装载或增加装置运行时间，这大大降低过早停工的成本，或通过增加装载和停工来增加其回报，因为装载受沉积物形成的程度限制，而沉积物形成的程度直接影响壁温。

技术领域

本发明涉及用于评估延迟焦化装置(DCU)的炉的管中的沉积的系统和实验室方法，所述系统和实验室方法应用于包括这样的装置的炼油厂，以降低由于严重的沉积而导致的过早停工的成本，或允许增加装置上的装载。

背景技术

已知延迟焦化装置(DCU)的能量消耗最高的地方是炉，在炉中产生足够的热用于使进料装载中存在的重化合物(减压渣油(VR))发生热解反应。如果任何类型的耐火材料(有机和无机)沉积在管的壁上，则其造成显著的能量损失。

炉效率的降低是由于需要增加热负荷以保持炉出口处的恒定温度。此外，如果温度超过设计限值，不仅发生能量损失，而且甚至还产生更多不方便的干扰，例如炉运行时间减少和/或损坏管道。

沉积物中通常发现的无机化合物为钠、铁、硅酸盐、碳酸盐等。它们不溶于减压渣油，但根据流体所经受的温度可能悬浮。随着粘度沿炉的管降低，该无机材料趋于接近管壁，并形成沉积物。

由于沥青质材料(前体)过早地转化为焦炭，因此发生炉的管中起源于有机材料的沉积。这些材料在加热期间由于由温度增加引起的系统的干扰或者甚至由于脂族烃随温度增加的释放而趋于不稳定，从而增加了其接近管壁(温度条件更苛刻有利于转化为焦炭的区域)和在所述管壁中停滞的机会。

根据TEIXEIRA,M.A.G.；ZUIM,F.A.(2003)“de teor de insolúveis em tolueno como indicador do teor de coque em experimentos de pirólise”，炉中形成的、并且导致炉的脱碳运行的中断，通常被发现粘附至壁的含碳材料已经遭受足够的热应力而具有与最终热解产物的特性类似的特性，所述最终热解产物在延迟焦化过程中作为焦炭而获得，尽管它们趋于甚至更富含碳。

由于物理作用(由轻化合物的形成或流动而促进的极端湍流)，该材料的一部分可以从管壁分离，并且可以返回至流体的中部，并随之其被带到反应筒。该动力是期望，但其一部分永久地粘附至管壁，成为耐火材料，对操作装置的那些人造成公知的问题。主要问题是运行时间减少，因为热交换减少并且这迫使操作以补偿装置的热负荷以保持流体出口温度。但存在设备的设计阻力的温度限制，这致命地迫使装置停工以进行清洁。

在加热系统中发生焦炭的形成，原因是沥青质由于其极性特性而具有吸附在管道的加热表面上的趋势，并且当油混合物接近更大不稳定性的浓度时，这种趋势增加，有利于沥青质沉淀的更多发生，并因此其转化为焦炭。

热系统中的沉积问题随着较重油的加工而加剧。然而，在已经提及的变量中，许多其他变量干扰炉管中的沉积速度。其中几个无疑与流体的品质有关，尽管尚不确切清楚哪些组成参数决定了效果。

此外，其他变量已知具有大的或决定性的影响，例如流体速度、流动状态、管粗糙度和几何形状、管清洁历史(管龄、采用的除焦技术)、加热速率、热流、过程变量(例如压力和温度)及其梯度。

因此，从工业设备中获得数据变得困难，不仅因为正确地测量所有这些参数的困难，而且还因为其在现场的可变性。