乙烯裂解爐工作流程

2021-04-05 04:19:27 字數 2759 閱讀 2977

①裂解裂解原料經預熱後,與過熱蒸汽(或稱稀釋蒸汽)按一定比例(視原料不同而異)混合,經管式爐對流段加熱到500~600℃後進入輻射室,在輻射爐管中加熱至780~900℃,發生裂解。為防止高溫裂解產物發生二次反應,由輻射段出來的裂解產物進入急冷鍋爐,以迅速降低其溫度並由換熱產生高壓蒸汽,**熱量。

②急冷-分餾裂解產物經急冷鍋爐冷卻後溫度降為350~600℃,需進一步冷卻,並分離出各個產品餾分。來自急冷鍋爐的高溫裂解產物在急冷器與噴入的急冷油直接接觸,使溫度降至200~220℃左右,再進入精餾系統,並分別得到裂解焦油、裂解柴油、裂解汽油及裂解氣等產物。裂解氣則經壓縮機加壓後進入氣體分離裝置。

裂解原料和產品分布最初,美國管式爐裂解原料是用天然氣、油田伴生氣和煉廠氣中**的輕質烴,其中主要含有乙烷、丙烷、丁烷及碳五餾分。50年代,西歐和日本的石油化工興起,由於缺乏石油及天然氣資源,因而採用石腦油作裂解原料。60年代後,又相繼開發以輕柴油、重柴油和減壓瓦斯油為原料的裂解技術,擴大了裂解原料**。

對於不同的原料,裂解工藝引數不同、在適宜條件下的裂解產品分布也各異(見表[不同原料管式爐裂解產品分布(質量%)])。一般的規律是,隨著原料相對密度的增加,乙烯產率下降;使用柴油原料時,則餾分越重,裂解技術越趨於複雜,裂解爐管中結焦加劇,從而縮短操作週期。溫度愈高,停留時間愈短,烴分壓愈低,則乙烯的產率愈高(圖2[溫度和停留時間對柴油裂解中乙烯和丙烯收率的影響])。

發展趨勢管式爐裂解的發展除不斷改進工藝技術以提高乙烯收率和延長操作週期外,改進的另乙個重要方面是提高熱效率,已取得的進展是把裂解爐同燃氣輪機相結合,即把燃氣輪機作功後的低壓高溫燃燒氣作為加熱爐的熱源,以提高總體能量利用率。

乙烯裂解爐的構造:

乙烯裂解爐分為對流段和輻射段。一般地說,對流段作用是**煙氣餘熱,用來預熱並汽化原料油,並將原料油和稀釋蒸汽過熱至物料的橫跨溫度,剩餘的熱量用來過熱超高壓蒸汽和預熱鍋爐給水。在原料預熱汽化過程中,注入稀釋蒸汽,以降低原料油的汽化溫度,防止原料油在汽化過程中焦化。

裂解爐對流段每一組盤管主要由換熱爐管(光管或翅片管)通過回彎頭組焊而成,端管板和中間管板支援起爐管,有些盤管的進出口通過集箱匯集到一起。每一組盤管的四周再組對上爐牆,則構成乙個模組。

乙烯裂解爐要根據工藝特點定製的.目前我們國內的乙烯裝置工藝包多是買國外的先進工藝技術專利,裂解爐根據工藝設計由設計方指定的幾個廠家進行投標產生.

裂解爐是乙烯裝置的能耗大戶,其能耗佔裝置總能耗的50%-60%。降低裂解爐的能耗是降低乙烯生產成本的重要途徑之一。隨著能源**的不斷**,國內外相關部門均加強了裂解爐節能措施的研究。

裂解爐的能耗在很大程度上取決於裂解爐系統本身的設計和操作水平,近年來,裂解爐技術向高溫、短停留時間、大型化和長運轉週期方向發展。通過改善裂解選擇性、提高裂解爐熱效率、改善高溫裂解氣熱量**、延長運轉週期和實施新型節能技術等措施,可使裂解爐能耗顯著下降。

乙烯裂解爐的節能措施:

1. 改善裂解選擇性

對相同的裂解原料而言,在相同工藝設計的裝置中,乙烯收率提高1%,則乙烯生產能耗大約相應降低1%。因此,改善裂解選擇性,提高乙烯收率是決定乙烯裝置能耗的最基本因素。通過裂解選擇性的改善,不僅達到節能的效果,而且相應減少裂解原料消耗,在降低生產成本方面起到十分明顯的作用。

(1)採用新型裂解爐。新型裂解爐均採用高溫-短停留時間與低烴分壓的設計。20世紀70年代,大多數裂解爐的停留時間在0.

4s左右,相應石腦油裂解溫度控制在800-810℃,輕柴油裂解溫度控制在780-790℃。近年來,新型裂解爐的停留時間縮短到0。2s左右,並且出現低於0.

1s的毫秒裂解技術,相應石腦油裂解溫度提高到840℃以上,毫秒爐達890℃;輕柴油裂解溫度提高到820℃以上,毫秒爐達870℃。由於停留時間大幅度縮短,毫秒爐裂解產品的乙烯收率大幅度提高。對丁烷和餾分油而言,與0.

3-0.4s停留時間的裂解過程相比,毫秒爐裂解過程可使乙烯收率提高10%-15%。

(2)選擇優質的裂解原料。在相同工藝技術水平的前提下,乙烯收率主要取決於裂解原料的性質,不同裂解原料,其綜合能耗相差較大。裂解原料的選擇在很大程度上決定乙烯生產的能耗水平。

通過適當調整裂解原料配置結構,優化煉油加工方案,增加優質乙烯原料如正構烷烴含量高的石腦油等**,改善原料結構和整體品質,在提高乙烯收率的同時,達到節能降耗的目標。

(3)優化工藝操作條件。通過優化裂解爐工藝操作條件,不僅能使原料消耗大幅度降低,也能夠使乙烯生產能耗明顯下降。不同的裂解原料對應於不同的爐型具有不同的最佳工藝操作條件。

對於一定性質的裂解原料與特定的爐型來說,在滿足目標運轉週期和產品收率的前提下,都有其最適宜的裂解溫度、進料量與汽烴比。如果裂解原料性質與原設計差別不大,裂解爐最優化的工藝操作條件可以參照設計值。反之,則需要利用spyro軟體或裂解試驗裝置對原料重新評價,以確定最佳的工藝操作條件。

2 延長裂解爐執行週期

(1)優化原料結構與工藝條件。

裂解原料組成與性質是影響裂解爐執行週期的重要因素。一般含氫量高、低芳烴含量的原料具有良好的裂解效能,是裂解爐長週期執行的必要條件。對不飽和烴含量較高的原料進行加氫處理,是提高油品質量的有效途徑。

當裂解原料一定時,工藝條件是影響裂解爐執行週期的主要因素。低烴分壓、短停留時間和低裂解溫度有利於延長裂解爐執行週期。但考慮到烯烴收率與蒸汽消耗,需要對裂解深度與汽烴比控制加以優化。

(2)採用**燒焦。裂解爐**燒焦是在爐管蒸汽-空氣燒焦結束後,繼續對廢熱鍋爐實施燒焦。與傳統的燒焦方式相比,**燒焦具有明顯的優勢。

一是裂解爐沒有公升降溫過程,可以延長爐管的使用壽命,並可節省裂解爐公升降溫過程中燃料與稀釋蒸汽的消耗;二是由於**燒焦,裂解爐離線時間短,可以提高開工率,並可增加乙烯與超高壓蒸汽的產量。目前basf**燒焦程式已在國內外乙烯裂解爐上成功應用了多年,事實證明,採用**燒焦可大大減少廢熱鍋爐的機械清焦次數,有效地降低乙烯裝置的能耗。

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