СПОСОБ ОЧИСТКИ ЗМЕЕВИКА ПЕЧИ С ВЕРТИКАЛЬНЫМИ ТРУБАМИ ОТ КОКСООТЛОЖЕНИЙ
METHOD TO CLEAN FURNACE COIL WITH VERTICAL PIPES AGAINST COKE DEPOSITS

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к способам очистки змеевика печи с вертикальными трубами от коксоотложений.
Известен способ очистки труб печей от коксоотложений, включающий предварительный нагрев труб до 300-650°С (преимущественно 450-500°С) с последующей продувкой водяным паром по ходу движения образующихся продуктов. Нагрев продолжают до 650°С, после чего через каждые полчаса меняют направление движения потока на противоположное (реверс) /Вольфсон С.И. Паровоздушный способ удаления кокса из печей нефтеперерабатывающих заводов. М., Гостоптехиздат, 1963, с.26-53).
Недостатком известного способа являются значительные затраты времени (18-38 часов) на очистку трубчатой печи от коксоотложений.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу является способ очистки крекинговых печей, включающий предварительный нагрев труб до 450-500°C с продувкой водяным паром по ходу движения образующихся продуктов-частиц коксоотложений с последующим дополнительным нагревом труб последовательными участками от начала до конца до 700-850°С (под участком подразумевается секция из нескольких труб, охватываемых пламенем одной или нескольких горелок, так называемая зона нагрева) /А.с. SU №1726493 А1. БИ №14, 15.04.92/.
Нагрев труб последовательными участками способствует равномерному поступлению в транспортирующий поток частиц коксоотложений и их выносу из печи.
Однако при очистке таким способом печей с вертикальными трубами происходит интенсивное удаление частиц коксоотложений первой секции и спонтанная закупорка проходного сечения труб следующих секций печей, еще не подвергшихся такой очистке, что приводит к увеличению продолжительности операции удаления коксоотложений из-за затрат времени для устранения завалов в трубах змеевика печи.
Задачей изобретения является сокращение времени очистки змеевика печи с вертикальными трубами от коксоотложений.
Это достигается тем, что в способе очистки змеевика печи с вертикальными трубами от коксовых отложений, включающем предварительный нагрев труб до 450-500°C с продувкой водяным паром по ходу движения образующихся продуктов и последующим дополнительным нагревом труб секциями до 700-850°C с перемещением зоны нагрева, согласно изобретению зону нагрева последовательно перемещают в направлении от выходной к входной секциям змеевика печи.
При нагреве труб до 700-850°С в среде водяного пара коксоотложения прокаливаются с потерей летучих веществ, при этом кокс подвергается усадке, становится хрупким и вследствие значительного различия коэффициентов термического расширения металла трубы и кокса, достигающего 10-20-кратной величины, поверхность контакта разрушается, кокс растрескивается, откалывается от стенок трубы и выносится потоком водяного пара из змеевика печи в виде дисперсного (зернистого) вещества.
Первоочередная очистка выходной (концевой) секции змеевика печи позволяет увеличить проходное сечение этой секции и тем самым обеспечить свободный проход дисперсного кокса от предыдущих неочищенных секций змеевика печи, стабилизировать процесс его удаления.
Параллельное расположение вертикальных труб и пламени горелки печи позволяет более четко устанавливать границу и величину поверхности нагрева секции, выдерживать заданную очередность их перемещения в направлении от выходной к входной секциям змеевика печи.
Вышеописанная стабилизация процесса удаления дисперсного кокса позволяет осуществить очистку труб без проведения операции по остановке печи для отглушения реакционного змеевика от технологической системы и тем самым сократить продолжительность очистки труб от коксоотложений.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
Производят замену углеводородного сырья, поступающего в змеевик печи из вертикальных труб, на водяной пар. При этом змеевик печи не отглушают от технологической системы и в печи поддерживают температуру 450-500°С. Водяной пар подают по ходу движения потока от входной к выходной секциям змеевика печи. Затем проводят дополнительный нагрев только одной выходной (концевой) секции змеевика печи до температуры 700-850°С соответствующей группой горелок, увеличивая в них расход топлива, также увеличивают и подачу водяного пара в змеевик печи, контролируя величину технологических параметров по выносу зернистого кокса из змеевика печи визуально по «гляделке» или по звуку (шуму, ударам) коксовых частиц в трубах выносной системы.
После очистки труб выходной секции змеевика печи процесс очистки переводят на предыдущую соседнюю секцию идентичным регулированием величины технологических параметров, а параметры очищенной выходной секции возвращают на прежний, более мягкий режим с температурой 450-500°С. Аналогично и последовательно проводят очистку остальных вертикальных труб змеевика печи в направлении от выходной к входной секциям змеевика печи. Дисперсный кокс из печных труб вместе с потоком водяного пара направляют в узел улавливания продуктов очистки.
В таблице приведены данные по продолжительности очистки змеевика печи от коксоотложений по предлагаемому способу и прототипу в зависимости от температуры дополнительного нагрева секций змеевика печи.
Показатели способа очистки труб змеевика печи
№ операции по очистке змеевика печи
Температура нагрева секций (участков) змеевика печи предлагаемого способа и прототипа, °С
Продолжительность операции по очистке змеевика печи, час*
Среднеарифметическая продолжительность операций, час
Предлагаемый способ
Прототип
Предлагаемый способ
Прототип
1
700
15
8
-
-
2
800
12
32
13,5
20
3
850
12
7
13
15,6
4
700
15
36
13,5
20,7
5
800
13
7
13,4
18
6
850
12
2,5
13,1
19,1
7
700
15
8
13,4
17,5
8
800
13
25
13,3
18,5
9
850
12
7
13,2
17,2
10
700
15
36
13,4
19,1
11
800
12
7
13,3
18
12
850
12
32
13,1
19,1
* расход водяного пара регулируют по выносу коксоотложений из змеевика печи.
Как видно из таблицы, очистка змеевика печи путем дополнительного нагрева секций с последовательным перемещением зоны нагрева по направлению от выходной к входной секциям змеевика печи позволяет сократить продолжительность очистки по сравнению с прототипом на 5-7 часов или на 46% (относит.).