简而言之，管式炉处理重质原料的效果很差。 重质原料的固有特性，特别是其很高的结焦倾向，带来了重大的操作挑战。这些挑战迫使操作员做出重大的妥协，从而限制了生产效率并加速了设备的退化。
核心问题在于，在传统的管式炉中加工重质原料是对抗结焦的持续斗争。这要求通过缩短运行时间和降低裂解强度来牺牲性能，以管理焦炭的快速积聚并保护炉体本身。
核心挑战：快速结焦
要了解炉子如何处理重质原料，您必须首先了解它们引入的主要问题：结焦。
什么是结焦？
结焦是炉管内表面上形成坚硬的固体碳沉积物（焦炭）的过程。这些沉积物是热裂解反应的副产物，尤其是在高温下。
为什么重质原料会加速结焦
重质原料富含复杂的、高沸点的分子，如沥青质和重质芳烃。与轻质原料相比，这些组分是焦炭的前体，更容易发生聚合和脱氢反应，形成固体碳沉积物。
焦炭积聚的后果
焦炭积聚充当绝缘体，阻止热量从炉子有效传递到管内的原料中。为了维持所需的过程温度，操作员必须提高炉子的外部温度。
这会在管子上产生局部的热点，降低其机械强度并导致过早失效。此外，沉积物会缩小管子的内径，增加压降并限制流动。
操作上的妥协和策略
由于快速结焦，操作员无法在理想条件下运行炉子。他们必须在几个关键方面调整策略。
降低裂解深度
操作员被迫降低裂解深度或强度。这通常是通过降低工艺温度或缩短原料在炉内的停留时间来实现的。虽然这减慢了结焦的速度，但也会导致原料转化为有价值的轻质产品的转化率降低。
缩短运行周期
即使降低了强度，焦炭积聚也是不可避免且快速的。这需要更短的运行周期。一台处理轻质原料的炉子可能运行数月，而处理重质原料的炉子可能需要每隔几周停机除焦。
转移产品重点
较低的裂解强度与原料的性质相结合，通常意味着操作员必须专注于生产更轻、要求更低的产品。追求更高产率的复杂分子会使结焦加速到无法管理的程度。
了解权衡
用于处理重质原料的策略带来了重大的负面影响，影响了整个操作。
年度产量下降
较短的运行周期直接转化为更频繁的除焦停机。这大大减少了炉子的年度有效生产时间，因为停机维护的时间比在线生产产品的时间要多。
设备寿命缩短
在高温运行和汽-氧除焦过程之间的持续循环会对炉管产生显著的热应力。再加上热点的风险，这会缩短炉管和整个裂解炉的寿命。
为您的目标做出正确的选择
管理重质原料需要清楚地了解您的操作优先级，因为您无法同时最大化所有目标。
- 如果您的主要重点是最大限度地提高正常运行时间： 您必须接受较低的裂解强度，并计划频繁的、预定的除焦周期，以防止焦炭严重积聚。
- 如果您的主要重点是资产的长期性： 您应该在非常保守的温度下操作，并考虑将重质原料与轻质原料混合，以减轻结焦速度。
- 如果您的主要重点是每次运行的最大化转化率： 您必须接受极短的运行周期以及与设备加速退化相关的高维护成本的后果。
归根结底，处理重质原料是在相互竞争的操作和财务必要性之间进行仔细平衡的实践。
摘要表：
| 挑战 | 影响 | 缓解策略 |
|---|---|---|
| 快速结焦 | 绝缘管材，导致热点，降低传热效率 | 降低裂解深度，缩短运行周期 |
| 产量下降 | 除焦停机时间增加，年产量减少 | 安排频繁维护，调整原料混合物 |
| 设备退化 | 因热应力缩短管材寿命 | 在保守温度下操作，使用较轻的混合物 |
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