乙烯裂解炉工作流程

1、管式炉裂解guanshiluliejie管式炉裂解pyrolysisintubularfurnace石油烃通过管式裂解炉进行高温裂解反应以制取乙烯的过程。它是现代大型乙烯生产装置普遍采用的一种烃类裂解方法。管式炉裂解生产乙烯的工艺已有60多年的历史。管式裂解炉是其核心设备。为了满足烃类裂解反应的高温、短停留时间和低烃分压的要求，以及提高加热炉的热强度和热效率，炉子和裂解炉管的结构经历了不断的改进。新型的管式裂解炉的热强度可达290375MJ/(mh),热效率已可达92%93%,停留时间可低于0.1s，管式炉出口温度可到900C,从而提高了乙烯的产率。工艺流程可分为裂解和急冷-分馏两部分(图1管

2、式炉裂解工艺流程H0LLK稀释蒸汽高压蒸汽原料水2裂解柴油裂解气至压缩、分离装逬燃料H0LLKH0LLK图1管式炉裂解工艺流程1裂解炉对流室2製解炉辐射室3息冷锅炉裂解裂解原料经预热后，与过热蒸汽（或称稀释蒸汽）按一定比例（视原料不同而异）混合，经管式炉对流段加热到500600C后进入辐射室，在辐射炉管中加热至780900C，发生裂解。为防止高温裂解产物发生二次反应，由辐射段出来的裂解产物进入急冷锅炉，以迅速降低其温度并由换热产生高压蒸汽，回收热量。急冷-分馏裂解产物经急冷锅炉冷却后温度降为350600C,需进一步冷却，并分离出各个产品馏分。来自急冷锅炉的高温裂解产物在急冷器与喷入的急冷油直接

3、接触，使温度降至200220C左右，再进入精馏系统，并分别得到裂解焦油、裂解柴油、裂解汽油及裂解气等产物。裂解气则经压缩机加压后进入气体分离装置。裂解原料和产品分布最初，美国管式炉裂解原料是用天然气、油田伴生气和炼厂气中回收的轻质烃，其中主要含有乙烷、丙烷、丁烷及碳五馏分。50年代，西欧和日本的石油化工兴起，由于缺乏石油及天然气资源，因而采用石脑油作裂解原料。60年代后，又相继开发以轻柴油、重柴油和减压瓦斯油为原料的裂解技术，扩大了裂解原料来源。对于不同的原料，裂解工艺参数不同、在适宜条件下的裂解产品分布也各异（见表不同原料管式炉裂解产品分布（质量）。不同原料管式炉裂解产品分布（质fit箔组成

4、乙烷丙烷正丁烷石脑油煤油轻柴油减压柴油3.551.291.000.80.630-650*47甲烷4*2024.7021.8015.311,4010.67.90乙焕0.250.330,400.750.370,350.20乙烯48.2034.535.8029,823.2024.019,50乙烷40,004*405.103.753.403,252.83甲基乙烘，丙二烯0.020,340.551300,851.000.38丙烯1.1113.9616.4014.113.814.4511.30丙烷0.1710-000.150.250+450.450.36丁二烯1.072.653.404.854.404.7

5、05.50其他G馅分0.481.056,704*454.104.604.97Gig分0.271.811.652.303.003.305,00GG芳婭0.542.684-1513.911.959*657A6非芳婭0J40.441.202.001*901*802.00CP200lCtg分一2.S04.852.402.00燃料油0-851*703.8013.5017,6029.15一般的规律是，随着原料相对密度的增加，乙烯产率下降；使用柴油原料时，则馏分越重，裂解技术越趋于复杂，裂解炉管中结焦加剧，从而缩短操作周期。温度愈高，停留时间愈短，烃分压愈低,则乙烯的产率愈高(图2温度和停留时间对柴油裂解中

6、乙烯和丙烯收率的影UL丄I、L_4600700800900出口溫度(C)K么温度和停因时间对烫姑裂解中乙烯和丙汨收率曲影响响)。发展趋势管式炉裂解的发展除不断改进工艺技术以提高乙烯收率和延长操作周期外，改进的另一个重要方面是提高热效率，已取得的进展是把裂解炉同燃气轮机相结合，即把燃气轮机作功后的低压高温燃烧气作为加热炉的热源，以提高总体能量利用率。乙烯裂解炉乙烯裂解炉的构造：乙烯裂解炉分为对流段和辐射段。一般地说,对流段作用是回收烟气余热,用来预热并汽化原料油,并将原料油和稀释蒸汽过热至物料的横跨温度,剩余的热量用来过热超高压蒸汽和预热锅炉给水。在原料预热汽化过程中,注入稀释蒸汽,以降低原料油

7、的汽化温度,防止原料油在汽化过程中焦化。裂解炉对流段每一组盘管主要由换热炉管(光管或翅片管)通过回弯头组焊而成,端管板和中间管板支持起炉管,有些盘管的进出口通过集箱汇集到一起。每一组盘管的四周再组对上炉墙,则构成一个模块。乙烯裂解炉要根据工艺特点定制的目前我们国内的乙烯装置工艺包多是买国外的先进工艺技术专利，裂解炉根据工艺设计由设计方指定的几个厂家进行投标产生裂解炉是乙烯装置的能耗大户，其能耗占装置总能耗的50%-60%。降低裂解炉的能耗是降低乙烯生产成本的重要途径之一。随着能源价格的不断上涨，国内外相关部门均加强了裂解炉节能措施的研究。裂解炉的能耗在很大程度上取决于裂解炉系统本身的设计和操作

8、水平，近年来，裂解炉技术向高温、短停留时间、大型化和长运转周期方向发展。通过改善裂解选择性、提高裂解炉热效率、改善高温裂解气热量回收、延长运转周期和实施新型节能技术等措施，可使裂解炉能耗显著下降。乙烯裂解炉的节能措施：1.改善裂解选择性对相同的裂解原料而言，在相同工艺设计的装置中，乙烯收率提高1%，则乙烯生产能耗大约相应降低1%。因此，改善裂解选择性，提高乙烯收率是决定乙烯装置能耗的最基本因素。通过裂解选择性的改善，不仅达到节能的效果，而且相应减少裂解原料消耗，在降低生产成本方面起到十分明显的作用。采用新型裂解炉。新型裂解炉均采用高温-短停留时间与低烃分压的设计。20世纪70年代，大多数裂解炉

9、的停留时间在0.4s左右，相应石脑油裂解温度控制在800-810C,轻柴油裂解温度控制在780-790C。近年来，新型裂解炉的停留时间缩短到0。2s左右，并且出现低于0.1s的毫秒裂解技术，相应石脑油裂解温度提高到840C以上，毫秒炉达890C；轻柴油裂解温度提高到820C以上，毫秒炉达870C。由于停留时间大幅度缩短，毫秒炉裂解产品的乙烯收率大幅度提高。对丁烷和馏分油而言，与0.3-0.4S停留时间的裂解过程相比，毫秒炉裂解过程可使乙烯收率提高10%-15%。（2）选择优质的裂解原料。在相同工艺技术水平的前提下，乙烯收率主要取决于裂解原料的性质，不同裂解原料，其综合能耗相差较大。裂解原料的选

10、择在很大程度上决定乙烯生产的能耗水平。通过适当调整裂解原料配置结构，优化炼油加工方案，增加优质乙烯原料如正构烷烃含量高的石脑油等供应，改善原料结构和整体品质，在提高乙烯收率的同时，达到节能降耗的目标。（3）优化工艺操作条件。通过优化裂解炉工艺操作条件，不仅能使原料消耗大幅度降低，也能够使乙烯生产能耗明显下降。不同的裂解原料对应于不同的炉型具有不同的最佳工艺操作条件。对于一定性质的裂解原料与特定的炉型来说，在满足目标运转周期和产品收率的前提下都有其最适宜的裂解温度、进料量与汽烃比。如果裂解原料性质与原设计差别不大，裂解炉最优化的工艺操作条件可以参照设计值。反之，则需要利用SPYRO软件或裂解试验装置对原料重新评价，以确定最佳的工艺操作条件。2延长裂解炉运行周期（1）优化原料结构与工艺条件。裂解原料组成与性质是影响裂解炉运行周期的重要因素。一般含氢量高、低芳烃含量的原料具有良好的裂解性能，是裂解炉长周期运行的必要条件。对不饱和烃含量较高的原料进行加氢处理，是提高油品质量的有效途径。当裂解原料一定时，工艺条件是影响裂解炉运行周期的主要因素。低烃分压、短停留时间和低裂解温度有利于延长裂解炉运行周期。但考虑到烯烃收率与蒸汽消耗，需要对裂解深度与汽烃比控制加以优化。（2）采用在线烧焦。裂解炉在线烧焦是在炉管蒸汽-空气烧焦结束后，继续对废热锅炉实施烧焦。与传统的烧焦方式相比，在线