乙烯裂解工艺设计

1、0.25mt/a乙烯裂解装置工艺摘 要乙烯裂解炉是乙烯生产中的关键设备，其平稳、安全、高效运行对乙烯生产过程具有举足轻重的作用，因此对乙烯裂解炉装置实施工艺条件选择、操作优化具有重要的理论和实际意义。本设计主要是设计年产25万吨的乙烯装置工艺。烯烃裂解技术是将较高级烯烃转化为乙烯、丙烯等较低级烯烃的烯烃转换技术。其工艺以烯烃的热力学平衡为基础，采用一种合适的催化剂(如改性的zsm-5或其它类型的沸石)，把c4和c5等高碳烯烃转换为低碳烯烃(主要为乙烯、丙烯和丁烯)。低碳烯烃具体组成与原料烯烃的碳数无关，由反应条件和催化剂决定。通常使用的原料为蒸汽裂解装置的c4和c5馏分、fcc装置的c4馏分和

2、汽油中的c5馏分。由于原料中的二烯烃易产生结焦，因此应预先将其选择性加氢转化成烯烃。首先介绍了国内外乙烯工业现状及发展趋势，以及乙烯技术进展。然后介绍了生产乙烯的各种方法，乙烯工艺流程的简述,尤其是裂解部分，压缩和分离部分进行了详细的叙述。本设计采用的是管式裂解炉，因此对管式裂解炉进行了详细的叙述。最后对设备的物料及能量进行了计算，并讨论了本设计的不足。关键词：发展状况，生产技术，工艺流程，裂解炉目 录1.概 述11.1国内外乙烯发展的状况11.1.1世界乙烯产需概况及展望11.1.2 我国乙烯工业现状及发展趋势31.2乙烯生产方法的概述41.2.1 工业大量生产乙烯的主要制程41.3乙烯装置

3、工艺流程图简述41.3.1裂解部分41.3.2压缩部分与分离部分51.4裂解部分工艺流程简述61.4.1裂解部分的工艺流程61.4.2裂解原料预热和稀释蒸汽注入61.4.3辐射段61.4.4对流段61.4.5高温裂解气的急冷和热量回收71.5裂解炉71.5.1管式裂解炉的构成71.5.2辐射管81.5.3裂解炉的规模和配置81.5.4裂解炉和急冷锅炉的清焦91.5.5裂解炉系统的节能91.6管式裂解炉炉型和急冷锅炉101.6.1鲁姆斯公司的srt型裂解炉101.6.5急冷锅炉102 物料横算122.1 裂解原料122.2.操作条件122.3 物料横算123 能量衡算143.1 辐射段热负荷计算

4、143.1.1 裂解反应热效应的计算143.1.2 加热裂解原料所需的热量 的计算153.1.3 稀释蒸汽所需热量 的计算153.2 对流段的热负荷的计算153.2.1 原料所需的热量 的计算163.2.2 稀释蒸汽所需的热量 的计算163.3.3 锅炉给水所需的热量 的计算163.3.4 高压蒸汽所需的热量 的计算163.3 裂解炉热效应的计算173.4 燃料量的计算183.5 理论空气量的计算194对流段的计算及设计204.1 对流段热量的分布204.1.1 对流段热量的分布的简述204.1.2 对流段的热量分布计算204.2对流段管排的确定224.2.1 fph管排数的确定224.2.2

5、 ceo段的管排数的确定264.2.3 hpps段的排数的确定284.2.4 htc段管排数的确定314.3 对流室的尺寸的计算344.3.1 对流室中fph段的高度 344.3.2 对流室中ceo段的高度 344.3.3 对流室中hpps段的高度 344.3.4对流室中htc段的高度 34讨 论36参 考 文 献37致 谢381.概 述1.1国内外乙烯发展的状况1.1.1世界乙烯产需概况及展望1.1.1.1世界乙烯工业现状2004年世界乙烯生产能力11290万吨，产量10387 万吨，主要集中在欧美发达国家。乙烯工业随着全球经济形势呈现周期性变化。19881995年乙烯工业处于快速发展时期。

6、世纪之交，受亚洲金融危机等一系列政治、经济事件的持续影响，乙烯工业增速放缓。2003年下半年以来，全球经济逐步复苏、中国等发展中国家经济增势强劲，乙烯工业呈现产能趋紧，价格回升，效益上扬的势头。 乙烯工业日趋走向成熟。欧美等发达国家已进入产业成熟期。发展中国家正处于集约化经营的产业升级换代时期。中东等地产油国逐步成为产业发展新兴力量。 乙烯工业规模化、集约化经营日趋明显。跨国公司加快了以兼并重组、突出核心业务为特征的产业结构调整步伐，加强对资源、技术和市场的控制，在生产、贸易、直接投资、技术开发和转让方面占主导地位。园区化模式成为发展主流。主要乙烯生产国园区化比重高达50%以上，以提高资源和公

7、用设施利用率，降低建设投资和经营成本。 乙烯工业发展重点逐步转向亚洲，尤其是中国。欧美地区乙烯需求增长缓慢。亚洲，特别中国经济持续快速发展，乙烯需求不断增加，已成为产业发展主要目标市场。技术是乙烯工业竞争力核心。开发新技术，提高竞争能力；推出新产品，赢得市场先机；拥有新专利，抢占技术制高点；制定新标准，获取贸易主动权，已成为行业竞争主要手段。 乙烯是石油化工产业最重要的基础原料之一，也是世界上产量最大的化学品之一。乙烯主要用于生产聚乙烯；其次用于生产二氯乙烷和乙二醇；少量用来生产乙苯/苯乙烯和其他化学品。由乙烯装置生产的乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯，即“三烯三苯”是生产各种有机化工原料

8、和三大合成材料（合成树脂、合成纤维、合成橡胶）的基础原料。乙烯工业的发展水平总体上代表了一个国家石油化学工业的发展水平。统计数据显示，到2003年底，全球乙烯产能约为120 mt/a。其中，产能主要分布在北美地区（约占总产能的31%），亚太地区（约占总产能的26%），和西欧地区（约占总产能的22%）。这三个主要的乙烯生产地区占到全球乙烯总产能的近80%；而其他地区仅占余下的20左右。前几年，全球经济增长缓慢，在20012002年全球乙烯产能明显过剩，导致乙烯的赢利情况陷入低谷。自2002年起全球乙烯市场逐渐开始复苏。2003年，随着美国经济状况的好转，美国以及全球乙烯市场开始扭转前几年的下降趋

9、势。由于前两年赢利性较差，导致一些乙烯装置闲置或关闭；2003年乙烯市场好转，这些闲置的装置又纷纷开工。在2003年乙烯新增的产能中，绝大部分都来源于已经闲置和停产的设备，其余新增产能则来自于现有装置的改造。尽管如此，2003年全球乙烯产能增加量仍很低，为1986年以来的最低水平，与2000年和2001年每年增加6 mt的情况形成强烈对比。自2000年以来，世界经济发展状态低迷，乙烯的开工率也逐渐陷入下降的通道。全球乙烯的开工率在2001年和2002年的两年内持续下降，并且在2002年降至近十年来的最低水平，为86左右。随着2003年乙烯市场好转，闲置装置的陆续开工，全球乙烯行业的开工率有了明

10、显的上升趋势。2003年乙烯开工率上升到89，比2002年增加了3个百分点。此外，由于2003年新增的产能不多，所以20042005年装置的开工率可能会有所增长。预计2004年和2005年全球乙烯的开工率将达到9394。全球乙烯生产大国主要有美国、日本、韩国、德国、加拿大等，但近几年来情况有所改观。中国经济迅猛增长，带动了乙烯的需求，中国大陆的乙烯生产商加快了扩能和改造的步伐，乙烯的新增产能增长较快。中东地区借助于原料的成本优势，近年来乙烯工业发展也十分迅速，尤其是沙特和伊朗这两个国家。2003年全球十大乙烯生产大国的名单与2002年没有变化，但是排名却发生了改变，主要是因为中国和韩国的新增产

11、能所致。尽管2003年美国由于有装置关闭，产能有所减少，但丝毫没有影响其全球最大乙烯工业国首位的地位。统计数据显示，2003年全球十大乙烯生产国分别是美国、日本、中国（大陆）、沙特、韩国、德国、加拿大、荷兰、法国和俄罗斯。十大乙烯生产国的产能之和占到全球总产能的66，由此可见，乙烯的生产存在地域的相对集中性。2003年中国大陆的乙烯产能已经超过沙特，跃居到全球第三的位置；如果加上中国台湾地区的产能，那么2003年总产量已经超过了日本，位居世界第二，仅次于美国；并且，随着未来几年中国大陆的几套大型乙烯装置的相继投产，届时中国大陆的乙烯产能将超过日本。1.1.1.2乙烯工业发展趋势从近几年的发展趋

12、势来看，全球石化工业的产业转移已经在逐渐进行之中。这主要是由于成本因素和市场因素引起的。中国既是“世界工厂”，也是“世界市场”，劳动力和土地成本低廉，且拥有巨大的市场；因而吸引了西欧和美国的大型石化企业。中东地区享有原料成本低的天然优势，也吸引了众多的欧美石化巨头的投资。而身居亚洲石化工业首位的日本，也明显表现出了进军中东的意向。2004年5月，住友化学（sumitoto chemical）与沙特阿美（saudi amaco）签订了一项协议，拟投资43亿美元在沙特建设一套乙烯产能为1.3 mt的炼油/石化一体化装置。从全球的总体情况来看，西欧和美国的石油化工生产将不会有太大增长。西欧近期没有大

13、型新增乙烯计划，20032008年累计将新增乙烯能力1.5 mt/a。欧盟东扩已经在2004年5月完成，在中东欧的新成员加入后，西欧的大型石化企业有可能将业务向中、东欧地区倾斜。美国在未来的5年内不仅没有大型的乙烯装置增加计划，而且还会有几套装置关闭或停产，预计20042008年美国的乙烯产能将出现小幅的负增长。亚洲地区，日本的石化业务已经逐步向外转移，韩国的企业也有类似的苗头。而中国的石化工业将在未来的几年内获得迅猛的发展，几套大型乙烯的装置相继投入建设。上海赛科900 kt/a、南京扬-巴600 kt/a、南海壳牌-中海油800 kt/a将在2005年陆续投产。埃克森美孚在福建计划建设一套

14、800 kt/a乙烯装置，将于2007年投产。中石化计划将广州石化的乙烯产能扩大到1 mt/a；天津的一套900 kt/a乙烯装置已经获得初步批准；镇海炼化也计划建一套1 mt/a的乙烯装置，并已经获得批准。上海化工区规划2010年建10 mt/a炼油、1 mt/a乙烯项目。中石油独山子石化公司计划新建一套1 mt/a的乙烯装置。此外，我国的民营企业-大连实德集团与sabic公司也有合资的计划，在大连建一座1.3 mt的乙烯工厂。中东地区近年来乙烯产能大幅增长。自2001年初沙特3套大型乙烯装置（2.3 mt/a）投产后，阿联酋、卡塔尔、伊朗都纷纷启动新增计划。2005年后的几年内还有一些大型

15、石化项目将陆续投产。预计中东地区的乙烯产能的较快增长将持续到2015年。中国大陆和中东地区是未来全球石化产业发展的重心所在。1.1.2 我国乙烯工业现状及发展趋势1.1.2.1乙烯工业现状我国现有16家乙烯生产企业，18套装置。2004年生产乙烯627万吨，居世界第3位；五大类合成树脂1530万吨，居世界第5位；六种合成橡胶129万吨，居世界第4位；五种合成纤维1043万吨，居世界首位。2005年生产乙烯755万吨。 近年来，我国乙烯工业技术装备水平显著提高，成功开发出大型乙烯裂解炉、聚丙烯、丙烯腈、重质原料催化热裂解、sbs弹性体等成套技术，部分专用设备实现了国产化。“三剂”基本立足国内，达

16、到或接近世界先进水平。大型乙烯工程建设由成套引进，转为仅引进工艺包和部分关键设备；由国外总承包转为国内自行设计、采购和组织建设。 石油石化行业改革重组使企业资产结构趋于合理，融资渠道不断拓宽，经营管理走向规范，竞争能力逐步提高。民营企业投资行为日趋活跃，投资领域向上中游不断延伸，逐步成为产业发展新生力量。 乙烯工业改扩建工程进展顺利。近期陆续建成南京扬巴、上海赛科和广东惠州三大乙烯工程。经过 “十五”的努力，乙烯工业生产规模、技术装备、设计施工、经营管理水平登上了新的台阶，初步具备“以我为主”发展的能力。 1.1.2.2乙烯发展趋势分析（1）过去15年，中国乙烯类产品消费处于快速增长时期，当量

17、消费量年均递增16.1%，预计“十一五”期间，乙烯需求仍保持稳定增长。（2）乙烯及下游石化装置的建设和改造将选择先进适合的生产技术，能耗物耗要达到国际先进水平，产品质量应符合国家标准，安全环保必须满足国家有关规定，必须建立有效的应急机制。（3）加快乙烯工业重大技术装备的国产化、产业化进程，努力实现关键技术和装备重点突破，跨越发展。（4）预计到2010年国内乙烯能力将达到17001800万吨/年，产量为1450万吨/年，乙烯自给率达到58%。（5）将采用“基地化、大型化、一体化、园区化”的建设模式，依托炼油厂，原料油自给率争取达到75%以上。同时进一步调整产业结构，推广重质原料制烯烃技术，拓展裂

18、解原料来源。总体来讲，在今后的58年内，我国的乙烯主体仍将以炼油乙烯为主，煤化工产业虽然会进入较快速发展的阶段，但需要较长的时间，在这段时间内，只能作为一种有效的补充和辅助。1.2乙烯生产方法的概述1.2.1 工业大量生产乙烯的主要制程 1.2.1.1轻油裂解(naphtha cracking)如中油台塑的三轻四轻五轻六轻等从石油中的轻油馏分与蒸汽混合后经高温触媒裂解为乙烯丙烯和丁二烯等石化工业原料。1.2.1.2乙烷裂解(ethane cracking)将天然气液化后,以分馏法分离甲烷和乙烷,然后将乙烷与蒸汽混合后经高温触媒裂解为乙烯,此制程的乙烯选择率比轻油裂解制程高,过去的中石化头份厂就

19、是以天然气为原料制造乙烯。1.3乙烯装置工艺流程图简述1.3.1裂解部分1.3.1.1原料供给和预热系统原料气从贮罐1经预热器与过热的急冷水和急冷油热交换后进入裂解炉5的预热段。原料的供给必须保持连续、稳定，否则直接影响裂解操作的稳定性，甚至油毁坏炉管的危险。因此原料泵需有备用泵及自动切换装置。1.3.1.2裂解和高压水蒸气系统预热过的原料进入对流段，经初步预热后与稀释水蒸气混合，再进入裂解炉的第二预热段预热到一定温度，然后进入裂解炉的辐射室进行裂解，急冷锅炉的给水先在对流段预热并局部汽化后进入高压汽包3，靠自然对流流入急冷锅炉2中，产生11mpa的高压水蒸气系统，炉管出口的高温裂解气迅速进入

20、急冷器4和油洗塔6。(汽油初分馏塔)1.3.1.3急冷和燃料油系统裂解气在急冷器4中用急冷油直接喷淋冷却，然后与急冷油一起进入油洗塔6，塔顶出来的裂解气为氢、气态烃和裂解气以及稀释蒸汽和酸性气体。自油洗塔塔釜出来的重质燃料油，大部分用作循环急冷油。循环急冷油分两股进行冷却，一股用来预热原料乙烷之后，返回油洗塔的中段回流，另一股用来发生低压稀释蒸汽，急冷油本身被冷却后则送至急冷器作为急冷介质，对裂解气进行冷却。1.3.1.4急冷水和稀释水蒸气系统在油洗塔6中脱除重组分后的裂解气，由塔顶采出进入水洗塔7，塔顶和中段用急冷水喷淋，使裂解气冷却，其中一部分稀释水蒸气和裂解气冷凝下来，冷凝下来的油水混合

21、物由塔釜引至油水分离器10，分离出来的水一部分供工艺加热用，冷却后的水再经急冷水冷却器冷却后，分别作为水洗塔7的塔顶和中段回流，此部分的水称为急冷循环水，另一部分相当于稀释水蒸气的水量，工艺水由泵p3经过滤器9送入气堤塔8，将工艺水中的轻烃气堤后回水洗塔7，保证塔釜水中含油少于10-4。此工艺水进入蒸汽发生器汽包11 (先经急冷水预热器和排污水预热器预热)。再分别由中压蒸汽加热器和急冷油加热器加热，气化产生稀释水蒸气，经汽液分离后再送入裂解炉5。这种稀释水蒸气循环使用，既节约了新鲜的锅炉给水，又减少了污水的排放量，裂解气经过离心式压缩机一、二、三段压缩，压力达到1.0mpa，送入碱洗塔，脱去h

22、2s、co2等酸性气体。碱洗后的裂解气经过压缩机的四、五段压缩，压力达到3.7mpa，经冷却至288k，去干燥用3a分子筛脱水，使裂解气的露点、温度达203k左右。1.3.2压缩部分与分离部分裂解气经离心式压缩机进入一段吸入罐，经冷却循环泵冷却后进入二段吸入罐，段与段之间设置冷却器，不仅可以节省能量，降低压缩功消耗，而且可以在段与段间分离出相当量的水分和重质烃，从而减少后续干燥及低温分离的负担。经冷却后进入三段吸入罐，冷却后的重烃去脱丁烷塔，从三段出来的轻烃达到一定的压力，再送入碱洗塔18，脱去h2s，co2等酸性气体，碱洗后的裂解气经压缩机的四、五段压缩，经循环冷却器冷却后去干燥器19用分子

23、筛脱水，干燥后的裂解气经过一系列冷却，在冷箱20中分出富氢和三股馏分，富氢经过甲烷化，作为加氢用氢气，三股馏分进入脱甲烷塔21的不同塔板，轻馏分温度低，进入上层塔板，重馏分的温度高，进入下层塔板，脱甲烷塔塔顶脱去甲烷馏分。塔釜液是c2以上馏分，进入脱乙烷塔22，塔顶分出c2馏分，塔釜液为c3以上馏分。由脱乙烷塔塔顶来的c2馏分经过换热升温，进行气相加氢脱乙炔，在绿油塔24用乙烯塔来的侧线馏分洗去绿油，然后送去乙烯塔25。在乙烯塔的上部第八块塔板侧线引出纯度99.9的乙烯产品。塔釜液为乙烷馏分，送回裂解炉作裂解原料，塔顶脱出甲烷，氢用作燃料返回裂解炉。1.4裂解部分工艺流程简述1.4.1裂解部分

24、的工艺流程包括原料供给和预热、对流段、辐射段、高温裂解气的急冷和热量回收等几部分。 图1-1管式裂解的流程示意图1.4.2裂解原料预热和稀释蒸汽注入裂解原料主要在对流段预热，为减少燃料消耗，也常常在进入对流段之前利用低位能热源进行预热。裂解原料预热到一定程度后，需在裂解原料中注人稀释蒸汽。稀释蒸汽注入的方式大致分为原料进入对流段之前注入，原料在对流段中预热到一定温度后注入和二次注入(原料先注入部分稀释蒸汽，在对流段中预热至一定程度后，再次注入经对流段预热后的稀释蒸汽)等。1.4.3辐射段烃和稀释蒸汽混合物在对流段预热至物料横跨温度(指裂解原料和稀释蒸汽混合物在对流段预热的出口温度，也是辐射段的

25、人口温度)后进入辐射盘管，辐射盘管在辐射段内用高温燃烧气体加热，使裂解原料在管内进行裂解。1.4.4对流段管式裂解炉的对流段用于回收烟气热量，回收的烟气热量主要用于预热裂解原料和稀释蒸汽，使裂解原料汽化并过热至裂解反应起始温度后，进入辐射段加热进行裂解。此外，根据热量平衡也可在对流段进行锅炉给水的预热、助燃空气的预热和超高压蒸汽的过热。1.4.5高温裂解气的急冷和热量回收从裂解炉出来的高温裂解气体，通过急冷锅炉迅速降低温度而终止化学反应，并用来回收高温热量以发生高压蒸汽。因此，急冷锅炉运行的好坏，直接影响乙烯装置的蒸汽平衡。另外，由于急冷锅炉的运行周期和裂解炉的运行周期是互为牵制的，所以应延长

26、急冷锅炉的运行周期，以提高乙烯产量。裂解炉辐射盘管出口的高温裂解气达800以上，为抑制二次反应的发生，需将辐射盘管出口的高温裂解气快速冷却。急冷的方法有两种，一是用急冷泊(或急冷水)直接喷淋冷却，另一种方式是用换热器进行冷却。用换热器冷却时，可回收高温裂解气的热量而副产出高位能的高压蒸汽。该换热器被称为急冷换热器(常以tle或tlx表示)，急冷换热器与汽包构成的发生蒸汽的系统称为急冷锅炉(或废热锅炉)。在管式炉裂解轻烃、石脑油和柴油时，都采用废热锅炉冷却裂解气并副产高压蒸汽。经废热锅炉冷却后的裂解气温度尚在400以上，此时可再由急冷油直接喷淋冷却。为防止急冷换热器结焦，废热锅炉出口温度要高于裂

27、解气的露点，裂解原料愈重，废热锅炉终期出口温度愈高。因此，根据裂解原料的情况，废热锅炉可采用一级急冷、二级急冷、三级急冷等不同方式。1.5裂解炉1.5.1管式裂解炉的构成裂解炉是烃类裂解的主要设备。管式裂解炉从外型看，可分为方箱式炉、立式炉、门式炉、梯台式炉等；按炉管布置方式看，有横管式和竖管式；按燃烧方式可分为直焰式、无焰辐射式和附墙火焰式3按烧嘴位置看，有底部燃烧、侧壁燃烧、顶部燃烧和底部侧壁联合燃烧等。裂解炉主要由对流段和辐射段两部分组成。裂解原料和稀释蒸汽先进入对流段炉管内被加热升温，然后进入辐射段炉管内发生裂解反应，生成的裂解气从炉管出来，离开炉子立刻急冷。燃料在烧嘴燃烧后生成高温燃

28、料气，先经辐射段，然后再经对流段，烟道气从烟囱排空。辐射段传热量约占全炉热负荷的7080，是全炉的核心部分，裂解反应也主要在辐射段炉管内进行。对流段则为利用烟道气余热而设，对流段充分利用热量对提高炉子的热效率有很大作用。由于竖管裂解炉与横管裂解炉比，有如下优点：热辐射均匀，热强度大；炉管吊架隐蔽在炉顶耐火材料深处，因此，不致因吊架材质而限制炉膛温度的提高；由于炉管自由悬挂，可随温度变化而自由胀缩，因此传热的极限仅取决于炉管本身材质耐温性能；简单的辐射炉膛内可放下任意程数的炉管，而不受炉子支持高度的限制等。因此近代的管式裂解炉都是竖管式。1.5.2辐射管如前所述，烃类裂解在高温、短停留时间、低烃

29、分压的条件下进行，有利于烯烃的生产。因此，在考虑裂解炉辐射管结构时，都从管径、路数和管长等方面来满足裂解反应的需要。在反应初期，从压力降来看，由于反应转化率尚低，管内流体体积增大不多，以致线速度增大不多，由于管径小而引起的压力降不严重；从热强度来看，由于原料升温，转化率增长快，需要大量吸热，故要求热强度大，管径小可使比表面积增大，可满足热强度的要求；从结焦趋势看，由于转化率尚低，二次反应尚不能发生，不致结焦，允许管径小一些。在反应后期，从压力降来看，由于此时转化率较高，管内流体体积增大较多，以致线速度增大较多，管径小而引起压力降严重，故采用较大管径为宜；从热强度来看，由于转化率已较高，对热强度

30、要求不高，管径大一些，对传热的影响不显著；从结焦趋势看，由于转化率较高，二次反应开始进行，结焦可能性较大，用较大管径可延长操作周期。综上所述，反应初期时宜采用较小管径，反应后期时宜采用较大管径。为了缩短停留时间，采用缩短管长的办法。如鲁姆斯公司的srt-iii型炉发展到srt-iii型炉，管长由73米缩至51米，相应的停留时间由0607秒降低到030.45秒。毫秒炉管长仅12米，停留时间达01秒以下。缩短管长同时降低了炉管中物料的压降，由于烃分压下降，使裂解选择性提高。但缩短管长也带来传热面不足的问题，为此一方面缩小管径以增加比表面，另一方面寻求耐更高温度的炉管材质4，增加炉管表面的热强度。为

31、了增大炉管的处理能力，又能合理地使管径和质量流速不超过允许范围，就要增加管子的路数和组数。炉管的组数、路数和程数定义如下：1.5.3裂解炉的规模和配置70年代单台裂解炉的乙烯生产能力为36万吨年。随着技术进步，目前单台裂解炉的乙烯生产能力已达10万吨年以上。裂解炉的台数应根据装置生产能力、原料种类和工艺技术来选定。考虑到裂解炉的清焦周期和日常维修，原则上应设一台备用裂解炉。 在馏分油裂解时，一般需将副产乙烷循环回裂解炉进行裂解。早期均单独设置乙烷炉，虽然可灵活地控制乙烷转化率，但乙烷炉烧焦期间，乙烷将被故人燃料气系统。近期新设计的乙烯工厂，大多不再单独设置乙烷裂解炉，而采用乙烷和馏分油共裂解的

32、方案。1.5.4裂解炉和急冷锅炉的清焦烃类裂解过程中除生成各种烃类产物外，同时有少量炭生成，这种炭是数百个碳原子稠合形成的，其中碳含量在95以上，还有少量的氢。通常把这种炭称为焦，焦结聚于管壁的过程称为结焦。结焦过程使裂解炉和急冷锅炉的管壁形成焦层，焦层的形成不仅影响传热效果，其热阻还使炉管管壁的温度不断上升影响炉管寿命；焦层的形成也增加了炉管的阻力降，影响裂解反应的正常进行。因此，必须对裂解炉和急冷锅炉定期进行清焦。急冷锅炉炉管的焦垢，在裂解炉清焦时，可被部分清除。其清焦的程度取决于急冷锅炉的结构和裂解炉的清焦方法。当裂解炉采用蒸汽清焦或低空气量的蒸汽空气清焦方法，而急冷锅炉是采用borsi

33、g型或shg型等非在线清焦急冷锅炉时，在裂解炉清焦期间急冷锅炉炉管的焦垢清理效果甚微。此时，一般须在裂解炉12次清焦周期内对急冷锅炉进行水力清焦或机械清焦。采用三菱等在线清焦急冷锅炉时，可以在裂解炉3个清焦周期以上进行急冷锅炉水力清焦或机械清焦。目前，多采用大空气量的空气烧焦法，除改善了裂解炉辐射管的清焦效果外，急冷锅炉焦垢也可同时在线清焦，这样，可将急冷锅炉的水力清焦或机械清焦的周期延长到半年以上。 1.5.5裂解炉系统的节能降低乙烯生产的能耗是提高乙烯竞争力的重要手段。乙烯生产能量的80消耗于裂解炉的燃料。因此，裂解炉系统的节能尤为重要。下面介绍几种节能措施。1.5.5.1提高裂解选择性对

34、相同裂解原料而言，在相同工艺设计的装置中，乙烯收率提高10，则乙烯生产能耗相应降低约10。因此，改善裂解选择性，提高乙烯收率是决定乙烯能耗最基本的因素。在相同工艺技术水平的前提下，乙烯收率主要取决于乙烯原料的性质。因此，裂解原料的选择，在很大程度上决定乙烯生产的能耗。就裂解炉设计而言，通过采用高温、短停留时间和低烃分压来提高乙烯收率，经过几十年的不断改进，目前已达较高的水平。近年设计的裂解炉，相同裂解原料的乙烯收率比70年代提高了1520。裂解操作条件的改善，不仅大大降低了原料的消耗，也使乙烯生产能耗明显下降。1.5.5.2裂解炉的热效率在相同工艺条件下，裂解炉热效率由8687提高至9394，生产1吨乙烯的燃料消耗可降低10左右。 1.6管式裂解炉炉型和急冷锅炉1.6.1鲁姆斯公司的srt型裂解炉 1.6.1.1炉型鲁姆斯公司的srt型裂解炉(短停留时间裂解炉)为单排双辐射立管式裂解炉，已从早期的srt-ii型发展为近期的srt-vi型。srt型裂解炉的对流段设置在辐射室上部的一侧，对流段顶部设置烟道和引风机。对流段内设置进料、稀释蒸汽和锅炉给水的预热。从srt。vi型炉开始，对流段还设置高压蒸汽过热，由此取消了高压蒸汽过热炉。在对流段预热原料和稀释蒸汽过程中，一般采用一次注入蒸汽的方式，当裂解重质原料时，也采用二次注汽。早期srt型裂解炉多采用侧壁无焰烧嘴烧燃料气，为