[实用新型]小处理量丁烷脱沥青装置沥青加热炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于石油化工企业小处理量(～20×10⁴t/a)丁烷溶剂脱沥青装置沥青加热炉。

背景技术

溶剂脱沥青沥青装置是重油深度加工的一个装置。该装置最早是为了生产润滑油，随后由于生产的需要，又把它作为重油深度加工的一个手段。利用它可以将减压渣油中沥青质脱除，而获得高收率的脱沥青油，以提供催化裂化及加氢裂化做原料，再进一步生产出所需的各种石油产品。

近年来，为适应市场对大量低硫重油和重油轻质化的要求，发展了以丙烷、丁烷为溶剂的脱沥青工艺，丙烷脱沥青装置是以丙烷为溶剂，减压渣油为原料，在一定温度和压力下，利用丙烷对减压渣油中润滑油组分具有较大的溶解度，对胶质、沥青质不溶的特性，从渣油中得到润滑油的组分。因减压渣油中的轻组分不要求脱净，所得沥青中含有一定量的油分，其粘度小，流动性较好，操作也比较容易。为此丙烷脱沥青加热炉可用立式圆筒炉。

丁烷脱沥青装置脱沥青油收率比丙烷脱沥青收率高30％，因此沥青粘度很高，导致沥青加热炉难以设计与操作。

我国首套20×10⁴t/a超临界混合C₄溶剂脱沥青装置于1987年7月在吉林石化公司炼油厂建成。但由于该装置处理量小，沥青加热炉热负荷低，管径小与操作不当，造成介质流动状态突变与恶化，经常产生炉管内结焦。沥青炉一旦结焦，整个炉管截面堵死，用清焦办法无法完成除焦任务，只有全部更换炉管，重新点炉才可恢复生产。尤其对于小处理量的丁烷脱沥青装置沥青加热炉，因管径小，结焦可能性更大。吉林石化总厂20×10⁴t/a溶剂脱沥青加热炉曾因炉管全部结焦而被迫停炉、停产。

发明内容

本实用新型的目的是设计一种横管辐射一对流立式沥青加热炉，使火焰与炉管垂直，可使炉管受热趋向均匀，管内介质流动趋向平稳。

本实用新型所述的丁烷脱沥青装置沥青加热炉是由炉体、炉管、烟囱、炉钢架和燃烧器构成，炉体是一个中间由斜段连接的上窄下宽的两个长方体构成的筒体，炉体内上部较窄的部分为对流室，下部较宽的部分为辐射室，炉管分为辐射炉管、对流炉管、炉外转油管和炉内转油管，辐射炉管平行炉体底面排列在辐射室炉体两侧，对流炉管平行炉体底面排列在对流室炉体中间，油的入口管和出口管均设置在辐射室中部，油入口管侧的顶部辐射炉管通过设置在炉体外侧的炉外转油管与对流室顶端的对流炉管连通，对流室底端的对流炉管通过设置在炉体外侧的炉外转油管与辐射室另一侧的底端辐射炉管连通，这一侧的顶部辐射炉管通过炉内转油管与油出口管侧的底部辐射炉管连通，燃烧器设置在炉体的底部。

丁烷是轻组分，沥青是重组分，若用立管圆筒炉，会导致在垂直炉管的上行与下行炉管中介质流动不同，容易在下行管部位汽液两相分离，产生滞留现象，因其质量流速小，在垂直上升管中也容易出现不稳定流动，以及停炉时，剩余沥青不易吹扫、较难排尽而影响生产。卧管炉型火焰与炉管垂直，可使炉管受热趋向均匀，管内介质流动趋向平稳。所以丁烷脱沥青加热炉应选用卧管立式炉炉型。

一般管式炉加热前油品温度低，为防止低温腐蚀，先对油品预热，待达到一定温度后再入对流室加热，可使加热炉的热量得以合理利用与防止低温露点腐蚀。

因为油品气化后呈两相流进入辐射室，辐射管内油品自下向上流动，可增加汽液两相接触的机会。因而选择沥青炉将油品从辐射室中部入炉，油品沿水平管上升至辐射室顶，由炉外转油线入对流室顶部加热，使油品流经遮蔽管前温度增至丁烷气化点156℃，使丁烷开始气化，管内此时为两相流，转入辐射室一侧底部逐渐向上流动至辐射室顶部后，再转入辐射室另一侧底部逐根向上流动，最后在辐射室入口下方出炉。这种在辐射室内油品逐步从下向上流动的方法是比较合理的。这种流向使沥青炉不易结焦。

选择沥青炉冷油流速在1.0～2.0m/s范围内可以减缓结焦，质量流速一般取1000kg/(m²·s)，炉管不会结焦，而且能使全炉压降小于0.5MPa。

选择小处理量的沥青炉热强度在10000w/m²，大处理量的沥青加热炉热强度在12000w/m²较为合适。

可选择铬钼钢炉管，其耐腐蚀与高温强度较高。沥青炉油品存在硫腐蚀，辐射炉管采用9Cr-1Mo，对流采用材料。

由于低温介质预先加热，提高了对流入口温度，避免了低温腐蚀区，且使油品流动性变好。