一种快速预测焦化炉管内停留时间的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明专利涉及石油加工领域，涉及一种快速预测焦化炉管内停留时间的方法， 特别涉及石油加工中用于加热重质油的延迟焦化。
【背景技术】
[0002] 延迟焦化是一种利用重油在热转化深度较低时不易出现结焦前体物的特性，在焦 化加热炉管内获得重油轻质化所需要的能量，然后在焦炭塔内完成生焦反应的工艺过程。 确保焦化炉管内不发生严重结焦是该工艺过程获得成功的技术关键。随着对渣油热化反应 机理认识的深入和计算机技术的高速发展，目前国际上正在朝着从最根本、更科学的指标 来控制结焦速率，以完成焦化炉的结构优化设计。国外大公司新设计焦化炉主要以控制介 质大于430°C的停留时间不超过40s及确保焦化炉出口热转化率不超过10% (m%)为基础设 计条件的。
[0003] 焦化炉管内停留时间的计算方法（《炼油设计》2001年第10期）为：将炉管分成 若干段，每段内油品的温度、压力及组成认为是一样的。第1段的温度、压力由操作条件确 定，组成及油品物性与焦化循环油物性相同，利用平衡汽化求得该段内的汽化分率和表观 流速，由两相流模型求得该段内的压降，得到第2段的压力，由管外得到的热负荷通过热焓 及反应热模型求得该段内的温升，得到第2段的温度，由热裂解产物分布模型求得该段内 的热转化深度，得到第2段炉管截面组成……这样一直计算到焦化炉出口，通过管内外的反 复迭代最终得到主体温度、压力、停留时间、等工艺参数沿炉管的变化。焦化炉辐射管内介 质总停留时间为介质自辐射管入口至出口经历的总停留时间，430°C以上停留时间是指管 内介质自430°C开始至辐射管出口所需时间。
[0004] 焦化炉管内介质由于注汽及裂化物的平衡汽化存在着两相流动。要得到管内介质 停留时间等参数必需通过建立平衡汽化、热裂解和结焦、两相流动等模型，完成焦化炉管内 外整个工艺过程的模拟。为此中国石油大学(华东)重油国家重点实验室开发了焦化炉管内 外过程模拟软件，为得到焦化炉管内总停留时间及430°C以上停留时间仍然需要反复迭代， 多次试差才能完成。
【发明内容】
[0005] 为了预测焦化炉管内停留时间，本发明提出了一种快速预测焦化炉管内停留时间 的方法。该方法通过软件对焦化炉工况参数进行采集，然后计算出总停留时间和430°C以上 停留时间。解决焦化炉管物料停留时间预测的技术问题。
[0006] 本发明解决技术问题所采用的方案是： 首先利用专有软件对焦化炉几种特定工况进行计算，得到相应的焦化炉管内总停留 时间及430°C以上停留时间数值；然后对数据进行统计回归分析，得到回归方程参数；对回 归方程进行显著性检验；最后由回归方程预测任意给定工况的焦化炉管内总停留时间及 430°C以上停留时间。
[0007] 任意工况的焦化炉管内总停留时间及430°C以上停留时间的方程形式如下： ya=b0-b1*ti-b2>l<t〇-b3*h+b4* (h/100) 2-b5* (h/100) 3+b6*F (a) yb=c〇-c1*ti-c2>l<t〇-C3>l<h+C4>l< (h/100) 2-c5* (h/100) 3+c6*F (b) 其中，^为焦化炉辐射管内介质总停留时间，yb为焦化炉辐射管内介质430°c以上停留 时间，K~b6及q~C6为系数，ti为辐射室入口温度，t。为辐射室出口温度，h为注气量， F为辐射进料量。
【附图说明】
[0008] 图1为本发明流程图。
【具体实施方式】
[0009] 实施例1 利用焦化炉管内外过程模拟软件对某双面焦化炉不同工况进行计算，得到相应的焦化 炉管内总停留时间及430°C以上停留时间数值。
【主权项】
1. 一种快速预测焦化炉管内停留时间的方法，其特征在于包括以下步骤：首先利用专 有软件对焦化炉几种特定工况进行计算，得到相应的焦化炉管内总停留时间及430°C以上 停留时间数值；然后对数据进行统计回归分析，得到回归方程参数；对回归方程进行显著 性检验；最后由回归方程预测任意给定工况的焦化炉管内总停留时间及430°C以上停留时 间。
2. 根据权利要求1所述一种快速预测焦化炉管内停留时间的方法，其特征在于对焦化 炉特定工况进行计算所用到的专有软件为焦化炉管内外过程模拟软件。
3.根据权利要求1所述一种快速预测焦化炉管内停留时间的方法，其特征在于特定工 况的数目n需大于等于15个。
4.根据权利要求1所述一种快速预测焦化炉管内停留时间的方法，其特征在于预测 参数包括焦化炉辐射管内介质总停留时间及430°C以上停留时间。
5.根据权利要求1所述一种快速预测焦化炉管内停留时间的方法，其特征在于预测任 意工况的焦化炉管内总停留时间及430°C以上停留时间的方程形式如下： ya=b〇+b1*ti+b2>l <t0+b3*h+b4* (h/100) 2+b5* (h/100) 3+b6*F (a) yb=c〇+c1*ti+c2>l <t0+C3>l<h+C4>l< (h/100) 2+c5* (h/100) 3+c6*F (b) 其中，^为焦化炉辐射管内介质总停留时间，yb为焦化炉辐射管内介质430°c以上停留 时间，bfbe及(^~(36为系数，ti为辐射室入口温度，t。为辐射室出口温度，h为注气量，F为 辐射进料量。
6. 根据权利要求1所述一种快速预测焦化炉管内停留时间的方法，其特征在于对回归 方程进行的显著性检验包括复相关系数R检验和F检验。
【专利摘要】本发明提出的是一种快速预测焦化炉管内停留时间的方法，步骤：首先利用专有软件对焦化炉几种特定工况进行计算，得到相应的焦化炉管内总停留时间及430℃以上停留时间数值；然后对数据进行统计回归分析，得到回归方程参数；对回归方程进行显著性检验；最后由回归方程预测任意给定工况的焦化炉管内总停留时间及430℃以上停留时间。本发明方法快速、方便、预测准确。适宜作为焦化炉管内停留时间预测方法应用。
【IPC分类】C10G9-14, C10G9-20
【公开号】CN104711009
【申请号】CN201510088341
【发明人】张宏利, 周玉鑫, 肖家治, 刘丽新, 郭小宇, 张冲
【申请人】中国石油集团东北炼化工程有限公司葫芦岛设计院
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年2月26日