形成弹丸焦的原因

形成弹丸焦的原因：（1）原料性质中的重金属含量，原料中的沥青质含量，反应温度，[wiki]焦炭[/wiki]塔空塔线速度。

（2）循环比和焦炭塔压力。

弹丸焦的形成会导致放水不畅，严重时会堵塞放水管线，导致焦炭塔无法放水，处理过程中很容易出现安全事故。

解决途径：（1）优化原料解决弹丸焦问题（2）优化操作条件，解决弹丸焦问题（3）降低循环比或提高焦炭塔压力有利于解决弹丸焦问题。

（4）控制焦炭中含有适当量的弹丸焦，有助于装置提高经济效益。

焦[wiki]化工[/wiki]艺是一个半连续的加工工艺，中间需要切换焦炭塔和除焦，操作的稳定性和安全性对于焦化工艺至关重要。

焦化工艺加工高沥青质的原料时焦炭塔内容易生成弹丸焦。

弹丸焦容易造成除焦时塌方事故，因此要增加除焦时拆卸底[wiki]法兰[/wiki]的安全防范措施。

焦化原料的沥青质含量高是形成弹丸焦的主要原因，采取加入富芳组分和提高循环比的方法是降低焦化原料的沥青质含量、抑制弹丸焦生成的有效措施。

此外，降低焦化反应温度和提高焦炭塔操作压力有助于抑制弹丸焦的形成。

大家可以看《炼油技术与工程》-2006年36卷12期，其中有辽河石化分公司解决弹丸焦生成的文章。

内容比较祥细，分析了原因并提出了解决方法。

针对辽河石化分公司延迟焦化装置在加工辽河超稠原油时经常生成弹丸焦的问题，技术人员研究发现弹丸焦生成的主要因素是原料性质及其组成，而采用较低的反应温度、较高的反应压力、较低的循环比，以及超稠原油在焦化分馏塔适当分出一部分轻馏分后再去焦炭塔等措施，可以抑制弹丸焦的生成。

通过摸索，装置运行参数确定为：焦炭塔内气速小于0．15m ／s，反应温度498—502℃，反应压力0．17—0．25MPa，循环比0．5—0．6，分馏塔底温度为355—365℃。

6个月的连续运行结果表明，上述工艺改进有效避免了弹丸焦的生成
据研究，形成弹丸焦的主要原因是由于沥青质含量高，胶质含量低，胶体在加热炉中破坏后造成的。

生成弹丸焦主要是焦化原料中胶质、沥青质及重芳烃含量高造成的。

(1)影响弹丸焦生成的主要因素是原料性质及其组成。

(2)通过操作条件调整可以避免或减少弹丸焦的生成，相对低的反应温度、较高反应压力、较低循环比可以抑制弹丸焦的生成。

(3)易形成弹丸焦的原料中，相同加工能力下，轻组分越多越易形成弹丸焦。

根据资料报道：
原料的API 小于7 及原料的残炭/沥青质小于1.4~1.6 会产生弹丸焦，
当API 大于10 及原料的残炭/沥青质大于2.0 才不会产生弹丸焦，
另外原料中的金属含量、操作温度、循环比、空塔气速等
对产生弹丸焦也有一定的影响。

API=141.5/p - 131.5 (p为油品相对密度，是15.6摄氏度的油品密度与15.6摄氏度水的密度的比值)。

API度>31.1的原油为轻质原油；
API度在31.1～22.3之间，为中质原油；
API度在22.3～10.0之间，为重质原油；
API度<10.0，为特重原油。

解决方法是，1.渣油深拔，2.适当增大循环比，3.适当降低炉出口温度，4.加大加热炉注汽或注水量，5.尽量降低原料的沥青质含量和金属离子含量。

搞焦化的人一看就知道，出弹丸焦了，建议：
1.提高循环比，（加大蜡油回炼）。

2.降低焦化炉出口温度。

3.提高焦化塔压力。

4.原料含沥青质太高，必须进行原料的调和。

弹丸焦会引起许多操作问题，应尽快形成一个有效的对付和解决的方案。

一些建议，供参考：
分析进料中胶质和沥青质的含量，作为长远规划，应寻求掺炼一些胶质和沥青质的含量低的原料，或轻一些的进料，如催化裂化澄清油。

另外，也可考虑降低焦化炉出口的温度，但焦化炉出口最好不要低于４８０度，以免影响生焦。

最后，可考虑，如可能，可以适当提高焦炭塔操作压力，增大循环比，同时，缩短生焦周期，以维持产量。

特重的原料油进行焦化时，尤其是在低压下和低循环比操作条件下⋯，可生成一种球形的弹丸焦，弹丸焦不能单独存在，彼此结合成不规则的焦炭。

只通过分析沥青质、胶质、残炭等指标是不能完全说明哪种原料易形成弹丸焦的，还要看其灰分、氢转移情况及所含的杂质多少。

具体试验发现，对于超稠原油、纳普油两种易形成弹丸焦的原料中350 oC以前馏分的多少，直接影响弹丸焦的生成，其轻组分越多，则越易形成弹丸
焦。

解决办法：
1、适当降低反应温度：众所周知，提高反应温度，有利于裂解反应；降低反应温度，有利于缩合反应，显然温度对焦化反应的影响是重要的。

当温度降低到一定的程度时，弹丸焦生成量有一定的减少，但是出现了粘油。

粘油的出现带来了新的问题，冷焦后放水时，粘油往
下流，堵塞焦炭塔底塔口，冷焦水放不出来，使拆卸焦炭塔底盖成为难题。

所以降低温度过程要缓慢进行，在观察中慢慢操作。

2、提高反应压力：提高反应压力可以抑制弹丸焦的形成，但提高反应压力增加了焦炭等低附加值产品的收率，同时降低了总液体收率。

3、控制合适的循环比：据文献介绍，提高循环比可以降低芳烃与沥青质的比值，能够抑制弹丸焦的形成。

但是对于加工超稠原油的装置来说，在加工量一定的前提下一味增大循环比并不一定能够解决弹丸焦的问题，反而可能会增大弹丸焦的直径。

适当降低循环比有可能会减少弹丸焦的产生。

由于超稠原油350 oC以前馏分为8％一12％，在分馏塔中这部分轻组分汽化，如果循环比太低，分馏塔的整体热平衡就会打乱，影响产品构成，最终影响效益，循环比过低时就会出现这种情况。

所以选取合适的循环比非常关键。

4、其他因素：，原料性质恶劣(比如胶质、沥青质、残炭、灰分和杂原子含量高)，还有一些未知的因素，导致弹丸焦的产生。

工艺操作中可以通过反应温度、反应压力、循环比来抑制弹丸焦的形成。

建议：同样是超稠原油，如果这种原油经过减粘裂化后再焦化就不易形成弹丸焦；这种原油生产的沥青进行焦化也同样不易形成弹丸焦。

无论是超稠原油减粘裂化油还是超稠原油沥青，其沥青质、残炭都比超稠原油的高。

究其原因，主要是在生产减粘裂化油和沥青时把超稠原油中的轻组分切割出去了，这说明焦化原料中易形成弹丸焦的原料中轻组分越多越易形成弹丸焦。

无论是降低反应温度、提高反应压力、降低循环比，或是切出超稠原油中的轻组分，都是在某种程度上降低了焦炭塔内的气体流速。

大家对操作上如何防止或降低生成弹丸焦的方法都说的很透彻了，我想说的是国外的炼油有一个概念，焦化出了弹丸焦才说明原油里的东西都被吃干榨尽了，所以我觉得这个思路可以借鉴，关键是保证装置的安全生产，所以建议考虑上自动底盖卸盖机，就不怕产弹丸焦了。

还有除了调节操作参数外，可以考虑混合一些含高芳烃的组分，也可以防止出弹丸焦，如催化油浆，但是对焦化的产品质量和分布有一定影响。

1、加大循环比（提蜡油回炼或外输入循环油）
2、降低炉出口温度，避免沥青质的过早缩合。

3、经常分析批次原料渣油的性质与族组成，以便选择适宜的生产技术指标。

为此，装置领导、专业技术人员紧盯现场，每日观察除焦变化，除及时与生产处室汇报沟通，尽量改善原料性质外，内部积极调整操作，加大循环比，降低炉出口，提高反应压力，情况得到了极大改善。

近日，一联合又探索性地尝试在焦化原料油中掺炼催化热油浆，效果令人惊喜。

经过合理统筹、精心调试，采用该项新工艺技术后，不但能有效改善焦化原料的性质，从根本上抑止“弹丸焦”的生产，还可提高装置热联合、降低装置能耗，同时，又能加大外甩循环油量，为公司250＃出厂重油增加调合油量，可谓一举三得。

近日，在中国石化集团公司组织的由北京石科院等专家组成的鉴定会上，沧炼加工新疆塔河中质原油工业实验课题正式通过了专家鉴定，成为全国首家采用此项技术炼制塔河原油的炼油企业。

新疆塔河原油因其原油密度、硫含量、残炭、沥青质和金属含量等“五高”的特点，给装置加工造成很大困难，使国内多家石化企业屡屡碰壁。

为此，沧州炼油厂于2001年9月16日开始，主动向石化集团公司请缨，与北京石科院合作，共同研究加工方案，开始对塔和中质原油的加工进行工业实验。

沧炼在工业实验中，通过对塔河中质原油各种加工方案的分析对比，提出了常压渣油直接进焦化的工艺路线，并进行了中试和工业实验研究。

采取二级电脱盐、提高加热炉管注汽量、控制加热炉出口和分馏塔底温度以及大循环比的焦化操作方案，提高了由加热炉混合物料中芳烃/沥青质的比例，改善了焦化原料的热安定性，避免了弹丸焦的形成。

该方案实施后，沧炼从2001年9月16日到2002年12月31日，在仅仅一年多的时间里，共累计加工塔河中质原油46.66万吨，重质原油9000吨，取得了良好的经济效益。

在集团公司组织的鉴定会上，专家们一致认为该项目具有创新性，为中国石化加工塔河原油提供了宝贵的生产经验。