延迟焦化加热炉的建模与分析

发布时间：2020-12-11 21:00

　　以国内某石化企业延迟焦化装置加热炉为例,采用减压渣油为原料,在计算机模拟与分析的基础上,探讨焦化加热炉的动力学、物性及反应器模型等的模拟策略,建立加热炉的数学模型,经过现场模型验证和工况分析,可得到沿加热炉炉管轴向的温度、压力、流速及气液组成的分布。结果表明,模拟结果与现场值偏差较小,温度、压力等参数的分布趋势与宏观认识一致。建立的数学模型可用于现场加热炉的工况分析,为延迟焦化加热炉的设计、操作与优化提供理论支持。 

【文章来源】：石油炼制与化工. 2020年05期 第95-99页 北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

炉管内动力学反应网络

加热炉运行时,管内介质为减渣、蒸汽及减渣裂化产物的混合物。沿炉管长度的管内介质流速、停留时间的分布如图2所示。由图2可以看出:随着介质流动经过的炉管长度增加,介质流速逐渐增加,特别是在第19根炉管注入蒸汽后,流速迅速增加,在第19根炉管后管内介质呈高速流动;随着介质流速增加,沿流经炉管方向,单根炉管内停留时间越来越短。由于沿炉管管内介质温度升高,流速增加、停留时间缩短有利于减缓在高温区的结焦趋势。沿炉管长度的液相温度、停留时间的变化如图3所示。由图3可以看出:随着介质流动经过的炉管长度增加,液相介质温度逐渐增加,介质温度快速增加会引起减渣在炉管内反应加快,裂化反应与生焦反应都会增加;在经过第19根炉管后,炉管内介质温度虽然还在增加,但增加速率减小。这主要是因为注汽后介质流速增加,缩短了原料在炉管内的停留时间。停留时间缩短、流速增加,这些因素有利于减缓结焦前躯物在炉管的沉积结焦,另一方面随着介质温度继续升高,减渣的缩合反应进一步加快,因此对于特定原料,对这两种相反趋势进行综合比较才能确定是否有利于减缓炉管的结焦。

沿炉管长度的液相温度、停留时间的变化如图3所示。由图3可以看出:随着介质流动经过的炉管长度增加,液相介质温度逐渐增加,介质温度快速增加会引起减渣在炉管内反应加快,裂化反应与生焦反应都会增加;在经过第19根炉管后,炉管内介质温度虽然还在增加,但增加速率减小。这主要是因为注汽后介质流速增加,缩短了原料在炉管内的停留时间。停留时间缩短、流速增加,这些因素有利于减缓结焦前躯物在炉管的沉积结焦,另一方面随着介质温度继续升高,减渣的缩合反应进一步加快,因此对于特定原料,对这两种相反趋势进行综合比较才能确定是否有利于减缓炉管的结焦。3.2.2 辐射段压力、流速、汽化率与转化率分布

【参考文献】：
期刊论文
[1]延迟焦化原料的高温模拟蒸馏和热重-质谱研究[J]. 唐存收,韩冬云,曹祖宾,赵宇,曹传洋.  石油炼制与化工. 2019(05)
[2]焦化炉管内工艺计算数学模型的开发及应用[J]. 王阳峰,申海平,阎龙,徐宏.  石油炼制与化工. 2014(12)
[3]减压渣油热转化集总动力学的建模研究[J]. 阎龙,张金先,申海平,范启明.  石油学报(石油加工). 2011(04)
[4]焦化炉工艺校核方法的研究[J]. 肖家治,王兰娟,蔡升,魏学军,晁可绳,李志强.  炼油设计. 2001(10)



本文编号：2911213