Cohesión del gran conducto de aceite y vapor en la cima de la torre de coque
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La principal causa de la formación de coque en la línea de aceite y vapor en la parte superior de la torre de coque. Gracias por su ayuda
Arrastre de polvo de coque o espuma: El arrastre del polvo de coque en la torre de coque está relacionado principalmente con la velocidad del flujo de petróleo y gas dentro de la torre, así como con la altura de seguridad necesaria. Al determinar el diámetro de la torre de coque, generalmente se toma en cuenta que la velocidad permitida debe ser inferior a 0.15 m/s. Cuando la capacidad de procesamiento de la planta aumenta, la velocidad del flujo de petróleo y gas también aumenta. Actualmente, en algunas plantas de cokificación, la velocidad de operación ya supera los 0.15 m/s, lo que hace que el polvo de coque y la espuma no puedan asentarse y terminen llegando hasta la salida de la planta. Al determinar la altura de la torre de coque, se debe dejar un espacio de seguridad adecuado. Este espacio de seguridad suele ser la distancia desde la tangente en la parte superior de la torre hasta la parte superior de la capa de espuma. Por lo general, este espacio es de 3 a 5 metros; en algunos países, se utilizan diseños con un espacio de seguridad de 2 a 3 metros. Cuanto mayor es la altura del tanque, menor es el grado de utilización de la torre de coque. Sin embargo, el tiempo que el petróleo y el gas permanecen dentro de la torre se alarga, lo cual es beneficioso para reducir la formación de coque en las tuberías de transporte del petróleo y en la torre de destilación. Por lo general, el diseño interno es de unos 5 metros. Pero durante el funcionamiento, debido a que la planta opera a plena carga o incluso por encima de su capacidad, disminuye la altura útil para garantizar la seguridad de la torre de coque. Esto hace que el tiempo que permanece el petróleo y el gas dentro de la torre sea más corto. El polvo de coque y una gran cantidad de aceites que no han reaccionado completamente son arrastrados hacia las tuberías principales donde continúan las reacciones de cracking y condensación. Poco a poco, se acumula cada vez más polvo de coque, hasta que el diámetro de las tuberías DN350~DN500 se reduce a un área de flujo de petróleo y gas de solo φ40~φ100.
2.2 Depósito de polvo de coque: En general, las plantas de cokificación retardada cuentan con sistemas para inyectar aceite de enfriamiento en las tuberías situadas en la parte superior de la torre de coque. Si la temperatura y el caudal del aceite de enfriamiento se seleccionan adecuadamente, la temperatura del petróleo y el gas después del enfriamiento será de aproximadamente 420°C. Si la temperatura del aceite de enfriamiento es demasiado alta o la cantidad de aceite inyectado es insuficiente, la temperatura del gas y el aceite después del proceso de enfriamiento superará los 420 °C. En ese caso, se producirán reacciones residuales dentro de las tuberías. Además, si la ubicación donde se inyecta el aceite de enfriamiento no es adecuada, el efecto de enfriamiento no será óptimo. El polvo resultante de la combustión no podrá ser eliminado eficazmente, lo que hará que el líquido presente en el gas y el aceite enfrascados permanezca en las tuberías de salida. También se acumulará una gran cantidad de polvo en las paredes de las tuberías. Con el paso del tiempo, esa cantidad de polvo seguirá aumentando, hasta que finalmente se produzca un bloqueo en las tuberías, lo que causará un aumento de la presión y dificultará el funcionamiento del sistema. 2.3 A medida que se extrae el petróleo crudo en todo el mundo, sus propiedades empeoran: aumenta su densidad y viscosidad, se incrementa la cantidad de impurezas y metales pesados, además de aumentar el contenido de agua y sales. Por eso, es necesario realizar un tratamiento previo antes de su procesamiento. Como es bien sabido, las unidades de cokerización en las refinerías funcionan como una especie de “basurero” para nuestras ciudades. Esta es también una de las características de estas unidades: pueden procesar todos aquellos materiales que las demás unidades no pueden transformar. De esta manera, la materia prima extraída o transportada desde los yacimientos petrolíferos se vuelve cada vez de peor calidad; por lo tanto, el alquitrán que llega a las unidades de cokificación también es de menor calidad. Cuando aumenta el contenido de sales en el alquitrán, es más fácil que se forme espuma dentro de la torre de coque. La capa de espuma se eleva y lleva consigo una gran cantidad de polvo de coque hacia las tuberías de transporte de petróleo y gas. Este polvo de coque se deposita posteriormente, lo que provoca la formación de costras en dichas tuberías. 3. Algunas medidas para reducir la carbonización en las grandes tuberías de petróleo y gas: Solo mediante un análisis adecuado se pueden encontrar las soluciones correctas. A partir del análisis anterior, se han comprendido las principales causas de la formación de coque. Para abordar el problema del coque en las líneas de petróleo y gas, se proponen las siguientes medidas. 3.1 Control de la carga de producción En general, el diseño se realiza teniendo en cuenta estrictamente el tamaño de la instalación, las propiedades de las materias primas y los requisitos del producto, a fin de determinar las especificaciones y modelos de los equipos necesarios. Dado que la cantidad de materia prima y el volumen de procesamiento son constantes, el diámetro y la altura de la torre de coque se determinan en consecuencia. El margen de riqueza, es decir, la flexibilidad operativa, suele estar entre el 60% y el 110%. Si se supera el rango de elasticidad máximo del dispositivo, se generan una serie de problemas; la formación de coque en las grandes tuberías de transporte de petróleo y gas es uno de ellos. Por lo tanto, no se debe buscar ciegamente una gran capacidad de procesamiento. Es necesario calcular las características de la torre de coque en función de las propiedades de las materias primas a procesar, de modo que la velocidad del gas y la altura del espacio dentro de la torre se mantengan dentro de rangos seguros. Otra opción es acortar el tiempo necesario para la formación del coque, con el fin de aumentar su capacidad de procesamiento. 3.2 Selección del aceite de enfriamiento adecuado. Los aceites de enfriamiento más comunes son tres: diésel, aceite intermedio y aceite de cera. La elección del aceite de enfriamiento rápido puede considerarse desde dos aspectos: el primero es el efecto de enfriamiento, es decir, la temperatura del gas y el aceite después del enfriamiento. Cuando el petróleo y el gas se enfrían rápidamente, su temperatura se estabiliza. De esta manera, disminuye la posibilidad de que continúen las reacciones en el interior de las tuberías, y por lo tanto, el grado de carbonización de estas también es menor. Por el contrario, cuanto más se haga esto, peor será la carbonización. El efecto de enfriamiento rápido con estos tres tipos de aceites es: diésel > aceite intermedio > aceite de cera. En segundo lugar, está el aspecto económico: al utilizar diésel como aceite de enfriamiento rápido, se inyecta una gran cantidad de diésel en la torre de coque. El aceite de alta calidad que se obtiene a partir de este proceso también se vuelve a introducir en la torre de coque, creando así un ciclo continuo. La gran cantidad de calor que se genera con el diésel extraído en la torre de destilación no puede ser aprovechada adecuadamente; por lo tanto, es necesario utilizar enfriadores de aire o de agua para eliminar ese calor. Al utilizar aceite de cera como aceite de enfriamiento rápido, este no se vaporiza fácilmente; por lo tanto, el gas y el aceite se condensan rápidamente, lo que provoca la formación de coque en las tuberías. Teniendo todo en cuenta, es más adecuado elegir el aceite intermedio como aceite de enfriamiento rápido. 3.3 Determinación de la ubicación óptima para la inyección de aceite de enfriamiento. En los diseños iniciales, se solía instalar tres tuberías para la inyección de aceite de enfriamiento en la salida de las tuberías principales que transportaban el petróleo y el gas. El diámetro de estas tuberías era, por lo general, DN25. Estas tuberías se insertaban de forma oblicua dentro de las tuberías principales. Dado que el punto de inyección del aceite de enfriamiento estaba alejado de la salida de las tuberías, no era posible reducir la temperatura del petróleo y el gas a menos de 420 °C de manera inmediata. Por lo tanto, era muy fácil que se formara coque en el tramo de tubería anterior a la inyección del aceite de enfriamiento. Además, el coque que se forma dentro de las tuberías no puede eliminarse. Gracias a la experiencia adquirida a lo largo del tiempo, se diseñó una nueva ubicación para la inyección. Se redujo la posición de inyección del aceite de enfriamiento rápido hasta la base de la línea de gas y petróleo, justo donde esta sale de la torre de coque. Además, el diámetro de la tubería para el aceite de enfriamiento rápido se aumentó a DN40, y se utilizó un sistema de pulverización en anillo para su inyección, lo que permitió prevenir efectivamente la formación de coque en la línea de gas y petróleo.
2.2 Depósito de polvo de coque: En general, las plantas de cokificación retardada cuentan con sistemas para inyectar aceite de enfriamiento en las tuberías situadas en la parte superior de la torre de coque. Si la temperatura y el caudal del aceite de enfriamiento se seleccionan adecuadamente, la temperatura del petróleo y el gas después del enfriamiento será de aproximadamente 420°C. Si la temperatura del aceite de enfriamiento es demasiado alta o la cantidad de aceite inyectado es insuficiente, la temperatura del gas y el aceite después del proceso de enfriamiento superará los 420 °C. En ese caso, se producirán reacciones residuales dentro de las tuberías. Además, si la ubicación donde se inyecta el aceite de enfriamiento no es adecuada, el efecto de enfriamiento no será óptimo. El polvo resultante de la combustión no podrá ser eliminado eficazmente, lo que hará que el líquido presente en el gas y el aceite enfrascados permanezca en las tuberías de salida. También se acumulará una gran cantidad de polvo en las paredes de las tuberías. Con el paso del tiempo, esa cantidad de polvo seguirá aumentando, hasta que finalmente se produzca un bloqueo en las tuberías, lo que causará un aumento de la presión y dificultará el funcionamiento del sistema. 2.3 A medida que se extrae el petróleo crudo en todo el mundo, sus propiedades empeoran: aumenta su densidad y viscosidad, se incrementa la cantidad de impurezas y metales pesados, además de aumentar el contenido de agua y sales. Por eso, es necesario realizar un tratamiento previo antes de su procesamiento. Como es bien sabido, las unidades de cokerización en las refinerías funcionan como una especie de “basurero” para nuestras ciudades. Esta es también una de las características de estas unidades: pueden procesar todos aquellos materiales que las demás unidades no pueden transformar. De esta manera, la materia prima extraída o transportada desde los yacimientos petrolíferos se vuelve cada vez de peor calidad; por lo tanto, el alquitrán que llega a las unidades de cokificación también es de menor calidad. Cuando aumenta el contenido de sales en el alquitrán, es más fácil que se forme espuma dentro de la torre de coque. La capa de espuma se eleva y lleva consigo una gran cantidad de polvo de coque hacia las tuberías de transporte de petróleo y gas. Este polvo de coque se deposita posteriormente, lo que provoca la formación de costras en dichas tuberías. 3. Algunas medidas para reducir la carbonización en las grandes tuberías de petróleo y gas: Solo mediante un análisis adecuado se pueden encontrar las soluciones correctas. A partir del análisis anterior, se han comprendido las principales causas de la formación de coque. Para abordar el problema del coque en las líneas de petróleo y gas, se proponen las siguientes medidas. 3.1 Control de la carga de producción En general, el diseño se realiza teniendo en cuenta estrictamente el tamaño de la instalación, las propiedades de las materias primas y los requisitos del producto, a fin de determinar las especificaciones y modelos de los equipos necesarios. Dado que la cantidad de materia prima y el volumen de procesamiento son constantes, el diámetro y la altura de la torre de coque se determinan en consecuencia. El margen de riqueza, es decir, la flexibilidad operativa, suele estar entre el 60% y el 110%. Si se supera el rango de elasticidad máximo del dispositivo, se generan una serie de problemas; la formación de coque en las grandes tuberías de transporte de petróleo y gas es uno de ellos. Por lo tanto, no se debe buscar ciegamente una gran capacidad de procesamiento. Es necesario calcular las características de la torre de coque en función de las propiedades de las materias primas a procesar, de modo que la velocidad del gas y la altura del espacio dentro de la torre se mantengan dentro de rangos seguros. Otra opción es acortar el tiempo necesario para la formación del coque, con el fin de aumentar su capacidad de procesamiento. 3.2 Selección del aceite de enfriamiento adecuado. Los aceites de enfriamiento más comunes son tres: diésel, aceite intermedio y aceite de cera. La elección del aceite de enfriamiento rápido puede considerarse desde dos aspectos: el primero es el efecto de enfriamiento, es decir, la temperatura del gas y el aceite después del enfriamiento. Cuando el petróleo y el gas se enfrían rápidamente, su temperatura se estabiliza. De esta manera, disminuye la posibilidad de que continúen las reacciones en el interior de las tuberías, y por lo tanto, el grado de carbonización de estas también es menor. Por el contrario, cuanto más se haga esto, peor será la carbonización. El efecto de enfriamiento rápido con estos tres tipos de aceites es: diésel > aceite intermedio > aceite de cera. En segundo lugar, está el aspecto económico: al utilizar diésel como aceite de enfriamiento rápido, se inyecta una gran cantidad de diésel en la torre de coque. El aceite de alta calidad que se obtiene a partir de este proceso también se vuelve a introducir en la torre de coque, creando así un ciclo continuo. La gran cantidad de calor que se genera con el diésel extraído en la torre de destilación no puede ser aprovechada adecuadamente; por lo tanto, es necesario utilizar enfriadores de aire o de agua para eliminar ese calor. Al utilizar aceite de cera como aceite de enfriamiento rápido, este no se vaporiza fácilmente; por lo tanto, el gas y el aceite se condensan rápidamente, lo que provoca la formación de coque en las tuberías. Teniendo todo en cuenta, es más adecuado elegir el aceite intermedio como aceite de enfriamiento rápido. 3.3 Determinación de la ubicación óptima para la inyección de aceite de enfriamiento. En los diseños iniciales, se solía instalar tres tuberías para la inyección de aceite de enfriamiento en la salida de las tuberías principales que transportaban el petróleo y el gas. El diámetro de estas tuberías era, por lo general, DN25. Estas tuberías se insertaban de forma oblicua dentro de las tuberías principales. Dado que el punto de inyección del aceite de enfriamiento estaba alejado de la salida de las tuberías, no era posible reducir la temperatura del petróleo y el gas a menos de 420 °C de manera inmediata. Por lo tanto, era muy fácil que se formara coque en el tramo de tubería anterior a la inyección del aceite de enfriamiento. Además, el coque que se forma dentro de las tuberías no puede eliminarse. Gracias a la experiencia adquirida a lo largo del tiempo, se diseñó una nueva ubicación para la inyección. Se redujo la posición de inyección del aceite de enfriamiento rápido hasta la base de la línea de gas y petróleo, justo donde esta sale de la torre de coque. Además, el diámetro de la tubería para el aceite de enfriamiento rápido se aumentó a DN40, y se utilizó un sistema de pulverización en anillo para su inyección, lo que permitió prevenir efectivamente la formación de coque en la línea de gas y petróleo.
Apoyo firmemente la opinión sobre el sofá. Mi dispositivo ha estado en funcionamiento durante casi 470 días, y no se ha observado ningún fenómeno de carbonización. Inicialmente se utilizó una tecnología patentada para el enfriamiento rápido, pero esto causó una marcada carbonización; posteriormente, dicha carbonización se eliminó durante las reparaciones. Se sigue utilizando el método original de inyección en tres puntos, con una distribución de 120°. A partir de entonces, ya no se formó más coque.
La respuesta es muy completa, ¡vale la pena aprenderla*! ¡ ¡
El método de inyección de aceite de enfriamiento rápido es clave para controlar la formación de coque. La inyección en tres puntos (con tubos distribuidores en forma de anillo en su interior), directamente en la parte interna de la torre de coque, cerca de la salida de los gases y el petróleo, es un método eficaz para ello.
¿Cómo se controla la cantidad de aceite de enfriamiento rápido que se inyecta, basándose únicamente en la temperatura en la parte superior de la torre de coque? ¿O acaso hay alguna base? En nuestra empresa, se utiliza aceite de cera y aceite sucio como aceites de enfriamiento rápido. Por supuesto, la temperatura del aceite en cada caso es diferente, lo que determina que la cantidad de aceite que se inyecta también sea distinta
Durante la producción normal y durante los cambios de torre, se controla estrictamente que la temperatura en la parte superior de la torre antigua no supere los 420 grados Celsius.
Gracias al autor, he aprendido mucho
Tenga en cuenta agregar aceite de enfriamiento rápido; nuestra fábrica utiliza el aceite de retorno intermedio proveniente de la torre de destilación, lo cual da mejores resultados
Algunos diseños tienen buenas intenciones en un principio, pero su rendimiento en la práctica es decepcionante.
La formación de coque en las grandes tuberías de transporte de petróleo y gas se debe, básicamente, a que el espesor de la capa de coque es excesivo; además, los agentes antiespumantes no pueden penetrar en dicha capa o se introduce una cantidad insuficiente de ellos； La razón principal es que, en las fases iniciales después de la corte, la cantidad de aceite de enfriamiento rápido inyectado en la torre antigua es alta; en ese momento, es más fácil que se transporte polvo de carbonizado.