乙烯工业发展趋势

乙烯工业发展趋势母志为19113115一、裂解炉及炉管变化二、结焦抑制技术三、燃烧器一、裂解炉的大型化在乙烯装置上应用大型裂解炉可有效降低设备投资，减少设备数量，从而减少操作和设计维护费用及工作量(可减少投资14～18％)Ill。目前中国石化(SINOPEC)和鲁姆斯公司(LUMMUS)合作的100kt／a裂解炉(SL—I、SL—II型)已在国内多家乙烯装置上应用。国外的林德(LINDE)、斯通一韦伯斯特(S&w)、LUMMUS和荷兰国际动力学技术公司(KTI)等公司都可设计100kt／a以上的大型裂解炉，有的甚至可以达到280kt／a，在技术上也各有特点。二、炉型炉管1、炉型早期的管式炉为箱式炉，反应管结构为单面辐射水平布置，不但受热不均匀，而且由于支架金属的耐热程度较低，限制了裂解向高温、短停留时间、低烃分压方向发展，但石脑油裂解温度低于800℃，停留时间长达1S以上，炉管长达100多米，因而裂解选择性低，乙烯收率只有20％自20世纪60年代末期开始，立管式裂解炉逐渐取代了老式水平管箱式炉，使裂解技术取得突破性进展。第一代立管式裂解炉为管径大、比表面小的等径多程不分枝炉管构型，虽然其技术水平较箱式炉有了很大进步，但石脑油裂解停留时间仍在0．5s左右，裂解温度为800~820℃，其技术指标仍不高，对原料的适应性也较差在70年代许多公司又先后推出了多种4-6程的分枝变径和变径不分枝炉管构型，使停留时间缩短至0.4s以下，裂解温度提高到820～840℃，原料的适应性也得到改善。进入80年代后，各专利商又推出了裂解温度达850～870℃，停留时间达0.15-0.25s的二程分枝变径或变径不分枝高选择性炉型和停留时间约0．1s、裂解温度达900℃的单程小直径管毫秒炉，使裂解选择性大大提高，乙烯收率达30~33％，原料消耗大幅度下降。2、炉管炉管材料的极限温度已由20世纪70年代的1070℃提高到1150℃。美国M．W．Kellogg公司在毫秒炉辐射段采用内螺旋翅片管及美国Lummus公司在SRT／VF型炉的辐射段第一程炉管内也用了内螺旋梅花管北京化工研究院和中国科学院金属所也研究了无源扰流翅片管，并在辽化化工一厂CBL2型炉上进行了以石脑油和加氢尾油为原料的工艺实验，取得了良好的效果。日本久保田(Kubota)公司研究的MERT炉管(混合单元辐射炉管)，此种炉管的出发点是提高传热效果，以延长炉管寿命，节能，降低结焦能力和提高收率。二、结焦抑制技术1．炉管构件形式，如国外的MERT炉管、梅花形炉管、国内由沈阳金属研究所和北京化工研究院研制的扭曲片管等，其原理都是提高炉管的传热强度和传热效率，降低管壁温度。2．采用炉管涂覆技术，它主要是采用气相沉积和等离子体增强化学气相沉积法，在炉管内表面覆盖一层膜，减少炉管金属材质对结焦的催化作用，减少炉管结焦。如：加拿大WestainSEP公司的Coatlloy涂层炉管；美国Alon表面技术公司开发的AlcroPlox涂层炉管，日本Daidosteel公司的等离子粉末焊接的镜面状涂膜炉管等均已在乙烯装置上应用；国内应用较多的是采用DMDS做钝化剂来抑制炉管结焦。3．注入结焦抑制剂，这类技术应用最多。作用机理是使炉管表面钝化，抑制管壁金属的催化效应；改变自由基反应历程，抑制均相反应结焦；催化水蒸气与焦层间进行气化反应，减少结焦量；改变焦垢的物理形态，使之松散，易于清除。结焦抑制剂按化合物分类，主要有含硫化合物、含磷化合物、含硼化合物、稀土化合物、碱金属及碱土金属盐类、有机聚硅氧烷类化合物等。三、燃烧器

燃烧器作为裂解炉的主要部件之一，提供了裂解炉所需的热量。燃料通过燃烧器燃烧，其热量通过炉管传递给被加热的物料；物料吸收足够热量后，发生裂解反应，生成乙烯、丙烯、丁二烯等产品。燃烧器的排布、结构性能等因素直接影响到炉子能否正常运行，能否满足工艺要求，达到设计要求的产品、生产能力。燃烧器依据在辐射室的安装位置，分为底部燃烧器、侧壁燃烧器；侧壁燃烧器供热比例由6：4逐渐向4：6或更低的比例转化。有的S&W裂解炉、KBR裂解炉甚至100％采用底部燃烧器近年来，世界各大公司都在大力开发大容量燃烧器，目的是减少燃烧器的数目，便于与空气预热器或燃气轮机联用，以及与大型裂解炉相配套，同时降低NOx的生成量。为了降低裂解炉的NOx生成量，必须改善燃烧工艺技术，降低局部燃烧温度。目前世界上此类燃烧器有多级燃料及多级空气型。结语经过多年的开发和研究，乙烯裂解工艺已相当成熟。现有的乙烯装置也通过各种先进