石油焦自燃机理及预防措施.pdf

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1、石油焦自燃机理及预防措施周布凡卢阳(t,f-I油田炼油化工总厂，甘肃玉门735200)1装置简介玉门延迟焦化装置由洛阳设计院设计，为一炉两塔，设计能力为50万吨／年，原料为减压渣油，操作弹性上限为110％，下限为60％，循环比为0．15，0．1-0．2之间可调，开工时数8400小时，生焦周期24小时。延迟焦化装置由焦化部分、分馏部分、吸收稳定部分、吹汽放空部分、水力除焦除焦部分、切焦水密闭循环部分和冷焦水密闭处理部分组成，主要产品包括干气、液化气、焦化柴油、焦化蜡油、焦化汽油、石油焦。2石油焦石油焦是原油经常压蒸馏将轻重质油分离后，减压渣油经延迟焦化装置裂解缩合反应后，转化而

2、成的产品，从外观上看，焦碳为形状不规则，大小不一的黑色块状(或颗粒)，有金属光泽，焦碳的颗粒具多孔隙结构，主要的元素组成为碳，占有80wt％以上，其余的为氢、氧、氮、硫和金属元素。石油焦具有其特有的物理、化学性质及机械性质，本身是发热部份的不挥发性碳。3石油焦自燃原因分析根据《建筑设计防火规范》对储存物品的火灾危险性分类，石油焦属于丙类，是可以自燃的，如果焦炭来不及散热或浸泡就被装车或堆放，特别是挥发分较高的情况下会自燃。自燃包括本身自燃和受热自燃。某些物质在没有外来热源影响时，由于物质内部所产生的物理、化学及生物化学过程产生热量，这些热量在某些条件下会积聚起来，导致升温，又

3、迸一步加快上述过程的进行速度，于是可燃物温度越来越高，当达到一定的温度时，就会发生燃烧，这就叫本身自燃。由外来热源将可燃物加热，使其温度达到自燃温度，未与明火接触就发生燃烧，这叫受热自燃。而石油焦堆的自然是上述两种方式的叠加，其自燃的发生几率更高。其次，由于焦化车间使用的原料为减压渣油，其含硫量较高，硫化物会随着反应的加深不断在重质缩合物中富集，因此石油焦中的硫化物含量一般在1．5％-3％之间，硫化物遇到石油焦堆中混合的铁锈就会生成极易自燃的硫化亚铁。4燃烧的条件燃烧，俗称着火，是指可燃物与氧或氧化剂作用发生的释放热量的化学反应，通常伴有火焰和发烟的现象。近年来年研究表明，绝

4、大多数物质燃烧的本质是一种自由基的链反应。只要有适当条件引发自由基的产生(引火条件)，链反应就会开始，然后连续自动地循环发展下去，直至反应物全部转化完毕为止。在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害，叫做火灾。任何物质发生燃烧，都有一个由未燃状态转向燃烧状态的过程。这过程的发生必须具备三个条件：即：可燃物、助燃物和着火源，并且三者要相互作用。可见，不论采用什么措施，只要能破坏已经产生的燃烧条件，去掉其中任何一个，燃烧就可以终结。大多数火灾的发生，都是从可燃物的某一部分开始，然后蔓延扩大的。这是因为物质在燃烧时造就了一个危险的热传播过程，即燃烧——热效应——燃烧。燃烧产生的热效

5、应使燃烧点周恩的可燃物受热发生分解、着火和自燃，如此往复，火热便迅速地向周围蔓延开去。热传播除了火焰直接接触外，还有三个途径：即热传导、热辐射和热对流。5预防石油焦自燃应采取的措施5．1降低石油焦挥发份含量石油焦的主要质量指标有挥发分，硫含量，灰分。石油焦中的挥发分的大小的主要影响因素是原料性质、反应深度、操作压力。在焦炭塔内部石油焦反应生成阶段，要严格控制石油焦的挥发分含量，必须使反应温度达到规定的工艺指标，加热炉辐射出口温度是延迟焦化裂解缩合反应的关键参数，适当提高炉出口温度，降低石油焦挥发分。加热炉在操作过程中不能出现长时间的低温、和超温现象，在焦炭塔周期操作当中，预热

6、、切换、冷焦、除焦几个主要阶段，其中冷焦过程的好坏直接影响到石油焦中挥发份的高低。这是因为在冷焦过程中，需要通过给汽和给水达到降温目的，而最初的小给汽不仅仅是降温过程，同时也将石油焦孔隙中存在残余的油气进行汽提，通过蒸汽带入放空塔系统，因此小给汽操作必须要严格控制给汽时间和给汽量，适当延长给汽时间，降低石油焦挥发分。5．2实时监测石油焦硫份含量目前我厂原油含硫高、沥青质高，减压渣油大部分进入我延迟焦化装置加工。石油焦的含硫量取决于渣油的含硫量，渣油中的硫粉有30％—40％残留在石油焦中，因此降低原油中的含硫量是解决石油焦含硫高的唯一途径，国外先进炼厂的处理方法是先将含硫高的渣

7、油进行加氢脱硫，这一方法值得借鉴。结合我厂延迟焦化装置生产实际情况，车间通过对于石油焦及时取样进行分析，严格监控石油焦硫含量。5．3优化操作预防石油焦自燃5．3．I目前焦化装置采用的是水力除焦系统，老塔内的石油焦被高压水剥离，沿溜焦槽到达储焦池，在焦池内完成降温和分装。刚脱离焦炭塔的石油焦通过测温枪测得表面温度为80℃左右，但石油焦是有孔隙的粒状固体，被包裹的内部温度更高，若散热和浸泡时间不足，其所具有的温度很难降低，增加了自燃的风险，对于需要存鼹的石油焦，喷淋、浸泡必须充分，降低石油焦内部温度。5．3