裂解炉施工课件
裂解炉施工工法(国家)
4、施工程序及技术要点
4.1施工工艺程序
裂解炉施工工艺流程见图1，施工工序流程见图2～图5。
总宽度
±5
7
墙板平直度
5/1000
表2框架结构组对几何尺寸允许偏差
序号
检查项目
项目代号
允许偏差(mm)
备注
1
立柱间距
D
3
2
框架总宽度
W
5
3
立柱高度
H
3
4
对角线差
L1-L2
5
5
立柱直线度
H/1000
5
6
横梁平行度
5
7
承重梁位置
3
4.2.3.3辐射段炉体框架结构安装
(1)用吊车将在组装平台上的每片框架结构和辐射段墙板缓慢吊起，依次将每片框架钢结构和辐射段侧墙板吊装就位(见图6)，拧紧地脚螺栓。然后，侧墙板的立柱用拖拉绳临时固定。
(2)横梁就位，把紧高强度螺栓，然后进行找正。找正合格后，将横梁节点进行点固焊。
(3)调整好相对侧墙板之间的距离，吊装端墙板就位，进行点固焊。
(4)对辐射段壳体和框架钢结构进行找正，安装几何尺寸允许偏差见表3。找正合格后，进行墙板密封焊接。
(5)安装辐射段炉底梁和炉底板。
(6)从下往上依次安装框架与炉体之间的横梁。然后，进行高强螺栓的紧固或焊接。
4.2施工技术要点及要求
4.2.1设备、材料的检验
裂解炉材料、配件及设备的检验，大部分按常规进行，检验中应重点进行炉管的验收、汽包和急冷锅炉及合金材料的检验。
乙烯装置裂解炉施工技术1
裂解炉炉衬结构复杂、施工面积大、耐火材料种类繁多、型 号复杂、施工技术要求高，特别是对流段串砖的施工与安装交叉 作业，工序要求严格，施工难度大。炉衬施工是炉子的关键工作 之一，炉衬的施工质量直接关系到炉子的生产效率和使用寿命。 ３．１裂解炉筑炉衬里主要施工程序
见图９
图７裂解炉钢结构现场安装程序
工程技术Ｉ Ｅ＆Ｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
■王德明 潘洪鑫中国石化集团公司南京工程公司设备工程分公司江苏南京２１００６０
摘要裂解炉是乙烯装置中的重要设备之一。其工艺复杂，施工难度大，通过在两套乙烯裂解炉施工经验总结的基础上， 重点阐述乙烯裂解炉主体钢结构的预制、安装技术，筑炉衬里，炉管组对焊接等成熟施工技术。
圉８
（５）裂解炉侧板、端板的焊接方法： 为避免裂解炉辐射段、对流段侧板及端板在焊接时产生变 形，焊接时先焊接型钢和立筋遮盖部分的焊缝与钢板之间的角 焊缝，最后焊接钢板对接焊缝。对接焊缝应采用分段退步施焊， 以减少焊接变形。侧板及端板对接焊缝焊接时一般先焊短焊缝， 再焊长焊缝，并适当留出伸缩量。钢板与立筋等的断续焊应按设 计要求划线后焊接，保证焊接长度及间隔均匀。
裂解炉主体占地广，施工周期长，受施工环境限制，现场不 利于吊装车辆长时间站位。为保证现场的吊装需要，节省机械
万方数据
，
费，经多方案优化，吊装机械选用Ｄ矗Ｑ１０００型塔吊。塔吊吊装能
力强、费用低，特别适合裂解炉吊装、施工。具体布置见图１。
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７
８
９
１０
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１．２
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圈１塔吊布置图
２．１．２塔吊基础 ＤＢＱｌ０００型塔吊为沿轨道自行走式塔吊，轨道铺设时其地
现场炉体配管全部采用手工氩弧焊打底，手工电弧焊盖面 的焊接工艺方法。炉管焊接前，按炉管材质、规格和焊接材料进 行焊接工艺评定试验。 ４．３．２焊工要求
有机化工生产技术--石油烃热裂解(ppt 75页)
一般当温度低于750℃时，生成乙烯的可能 性较小，或者说乙烯收率较低； 在750℃以上生成乙烯可能性增大，温度越 高，反应的可能性越大，乙烯的收率越高。 但当反应温度太高，特别是超过900℃时， 甚至达到1100℃时，对结焦和生碳反应极为
有 利，同时生成的乙烯又会经历乙炔中间阶段而 生成碳，这样原料的转化率虽有增加，产品的 收率却大大降低。
一、裂解温度 二、停留时间
三、裂解反应的 压力
一、裂解温度
从热力学分析，裂解是吸热反应，需要在高 温下才能进行。温度越高对生成乙烯、丙烯越有 利，但对烃类分解成碳和氢的副反应也越有利， 即二次反应反应在热力学上占优势； 从动力学角度分析，升高温度，石油烃裂解 生成乙烯的反应速度的提高大于烃分解为碳和氢 的反应速度，即提高反应温度，有利于提高一次 反应对二次反应的相对速率，有利于乙烯收率的 提高，所以一次反应在动力学上占优势。 因此应选择一个最适宜的裂解温度，发挥一 次反应在动力学上的优势，而克服二次反应在热 力学上的优势，既可提高转化率也可得到较高的 乙烯收率。
第二节 石油烃热裂解原料
一、裂解原料来源和 种类
一是天然气加工厂的轻烃， 如乙烷、丙烷、丁烷等;
二是炼油厂的加工产品， 如炼厂气、石脑油、柴油、 重油、渣油等，以及炼油厂 二次加工油，如焦化加氢油、 加氢裂化油等。
1、石油和天然气的供应状况 和价格
2.原料对能耗的影响 3、原料对装置投资的影 响 4、副产物的综合利用
熟悉石油烃热裂解 的生产步骤及相关
知识
根据化学反应规 律，能够判断原 料的优劣
能够分析如何选 择工艺条件
能力目标
能够画出石油烃热 裂解的工艺原理流
程图
石油烃
包括天然气、炼厂气、石脑油、 柴油、重油等，它们都是由烃 类化合物组成
乙烯裂解装置工艺流程详细介绍ppt
产品分离与处理
压缩和冷凝
将裂解气压缩并冷凝成液态，以便分离出各种产品。
产品分离
将液态混合物分离成各个组分，包括乙烯、丙烯、轻烃、燃料 油等。
产品精制
通过精馏等工艺，提纯各组分产品，以满足市场和用户需求。
燃料气系统与火炬系统
燃料气系统
将燃料气进行压缩、干燥和净化处理，作为燃料供应装置使用。
火炬系统
出。
裂解装置的应用
乙烯裂解装置是石化工业中的重要 生产设备之一，主要用于生产高附 加值的石化产品，如聚乙烯、环氧 乙烷、乙二醇等。
VS
此外，乙烯裂解装置也可以用于生 产燃料油和燃料气等产品。
02
乙烯裂解装置的工艺流程
原料预处理
原料选择
选择低硫、低氮、低重烃的轻质原油，以保证装置运行稳定和产品品质。
本文将详细介绍乙烯裂解装置的工 艺流程和技术特点。
裂解装置简介
裂解装置通常由进料、预热、裂解、冷却、 产品分离和排放等系统组成。
进料系统的作用是将原料送入装置中，预热 系统的作用是将原料预热到一定温度，裂解 系统的作用是在高温高压下将原料转化为乙 烯等产品，冷却系统的作用是将裂解产物迅 速冷却以防止二次反应，产品分离系统的作 用是将乙烯等产品分离出来并进行精制，排 放系统的作用是将裂解产生的废气和废液排
情况。
严格遵守工艺参数
02
操作过程中需严格遵守工艺参数，如温度、压力、流量等，以
确保装置正常运行。
操作人员资质
03
操作人员需具备相应的资质和经验，了解装置的操作规程和应
急处理措施。
安全风险与防范措施
高温高压风险
乙烯裂解装置运行过程中存在高温高压状态，可能引发烫伤、机械伤害等问题。应采取相 应的防护措施，如佩戴高温手套、穿防静电工作服等。
裂解炉主体施工方案(对流模块预制与安装)
对流模块预制及安装改造后的新裂解炉EN-BA102对流段采用模块结构，模块共分7组，每组模块由2块侧板、1-2组管速/管板、2个弯头箱、衬里及隔板等组成：每组模块长123645mm，宽1770mm、最大一组模块的高度为1740mm，重量为13150kg,，模块1的安装底标高为+18335mm，模块7的顶标高为+28650mm。
对流段模块与模块之间，模块与过渡段、模块与弯头箱、模块与集烟罩、弯头箱与弯头箱之间均采用法兰式螺栓连接，模块结构住的连接采用高强螺栓连接，衬里施工与模块钢结构施工同步进行，并在衬里具有足够强度后可进行模块的组对。
对流炉管由茂名石化公司机械厂制造，按设计要求分成7组模块连同管板一起供货。
1、裂解炉对流模块结构具体工作量如下：钢板17832k g(其中炉板10458k g，不包括不锈钢板) 型钢9770k g其中模块 1 13150 k g模块28268 k g模块311284 k g模块47933 k g模块57745 k g模块66635 k g模块79236 k g烟罩2380 k g模块及烟罩重量仅为工业炉专业的重量，不包括钢结构专业的型钢重量，合计为66814 kg。
2、对流模块施工基本工序EN-BA-102对流模块炉墙采用分片预制、分块然后分段组成箱体状模块的方法，每个模块的制作基本工序如下：3、材料验收及号料要求参见已编制的钢结构及基础施工方案4、对流模块预制1)在对流模块预制前应先制作预制胎具（附图1）2)对流模块钢结构侧面组成两大片预制，预制前必须实地测量相应的横跨段的结构尺寸，并与施工图上对流模块1钢结构的立柱纵向、横向距离进行校核，在实测尺寸的基础上适当留有余量（20毫米），根据横跨段立柱实际尺寸将对流模块立柱固定在胎具上并用卡板、销子定位；模块立柱下料时应留出焊接收缩量3毫米和切割余量。
3)上部模块下料时均应以与其相邻的下模块的尺寸为依据，其焊接收缩余量应以第一组模块的收缩余量为依据进行适当调整。
裂解炉JHA06
DUSHANZI MANAGEMENT DEPARTMENT土方开挖及回填作业JHA分析装置负责人（或监理）要求：进行JHA分析，并制定相应的削减措施。
对所有作业人员进行安全交底。
土方开挖及回填作业步骤JHA交底交底人：日期：作业人员能力要求：（技术）作业人员劳保着装符合要求，挖掘机操作作业人员必须持证上岗。
（安全）经过项目入场教育培训并熟知地管施工安全交底及工作危害分析内容，了解削减措施及应急程序。
（其他）所需工具、设备和材料挖掘机、铁锹作业要求：1、严格遵守持证上岗制度。
2、挖掘机操作人员必须持证上岗。
3、土方开挖施工区域必须设置围栏及警戒线，派专人进行监护。
存在隐患安全措施落实人确认人监理确认备注塌方作业之前召开班前会，负责人将注意事项告知所有作业人员。
为防止坑体坍塌，使坑体周围由外侧向内侧倾斜至安全角度或用木方、护板或其它支撑系统进行支撑。
禁止人员进入没有支撑或没有筑成适当斜坡的坑体。
每个挖掘体应尽可能设置至少两个出入通道。
每隔10米左右应设置一个应急疏散通道。
禁止将废弃物或其它材料堆放在坑边附近，废弃物可能会落入坑体内造成意外伤害，额外的负荷将使坑体边缘更容易倒塌。
雨天禁止从事土方挖掘作业，雨后作业前必须采取防塌方措施。
支撑未做好前禁止人员进入坑内作业。
机械伤害挖掘机办理准入证。
配备挖掘指挥人员，并全过程对挖掘作业进行监督。
配备倒车指挥人员。
挖掘深度超过0.5米的挖掘作业必须至少提前24小时申办《挖掘作业许可证》。
进入深度超过1.3米的挖掘体应按规定办理《进入有限空间作业许可证》，落实进入有限空间作业的有关措施严格遵守独山子石化公司挖掘作业管理规定。
将工人和正在移动的设备如挖掘机隔离。
无法隔离时应采取其它安全措施防止人员被设备伤害。
设备操作人员必须有资质人员、设备掉入坑体内现场所有的开挖区域必须设置明显的警告标志，必要时设置夜间警告灯。
挖掘的基坑、管沟及其它挖掘体必须设置硬围护（通常用脚手杆作两道护栏,上杆离地1.0-1.2米,中杆离地0.5-0.6米），防止人员及物体掉入挖掘体内。
管式裂解炉及其工艺流程介绍
管式裂解炉及其工艺流程介绍管式裂解炉及其工艺流程管式裂解炉是用于烃类裂解制乙烯及其联产品的一种生产设备，为目前世界上大型石油化工厂所普遍采用。
组成管式裂解炉是在炉管内进行烃类裂解反应的设备。
主要由辐射室(炉膛)、对流室、烟囱和供给热源的喷嘴组成。
燃料油从喷嘴喷到炉膛内燃烧，生成的烟气流经对流室后从烟囱排出。
辐射室、对流室内均装有炉管，原料油在炉管内加热到所需温度进行裂解反应生成裂解气(烯烃)，裂解气经急冷后进入分离装置。
炉管选用合金钢浇铸管。
由于温度和流速对炉管内裂解反应产品有重大的影响，因而要求严格控制炉管长度方向的温度分布及产品在炉管内的停留时间，对炉型选择、喷嘴及炉管的布置都有特别的要求。
发展早期的管式裂解炉是沿用石油炼制工业的加热炉的结构采用横置裂解炉管的方箱炉。
反应管放置在靠墙内壁处，采用长火焰烧嘴加热，炉管表面热强度低，约为85～125MJ/(mh)。
20世纪50年代，裂解炉结构有较大改进，炉管位置由墙壁处移至辐射室中央，并采用短焰侧壁烧嘴加热，提高了炉管表面热强度和受热均匀性。
热强度可达210MJ/(mh)。
至60年代，反应管开始由横置式改为直立吊装式，这是管式炉的一次重大技术改进。
它采用单排管双面辐射加热，进一步把炉管表面热强度提高到约250MJ/(mh)，并采用多排短焰侧壁烧嘴，以提高反应的径向和轴向温度分布的均匀性。
美国鲁姆斯公司短停留时间裂解炉（简称SRT炉）是初期立管式裂解炉的典型装置。
现在世界上大型乙烯装置多采用立式裂解反应管。
种类早年使用裂解管水平布置的方箱式炉，由于热强度低，裂解管受热弯曲，耐热吊装件安装不易，维修预留地大等原因，已被淘汰。
由于裂解管布置方式和烧嘴安装位置及燃烧方式的不同，管式炉的炉型有多种。
管式裂解炉种类较多，按炉型分为方箱炉、立式炉、梯台炉等；按炉管布置方式分为横管式和竖管式裂解炉；按燃烧方式分为直焰式和无焰辐射式裂解炉等。
近年各国竞相发展垂直管双面辐射管式裂解炉，炉型各具特色，其中美国炉姆斯公司开发的短停留时间裂解炉采用的国家较多。
3.3管式裂解炉及裂解工艺过程
反应管材料
过去，一般采用主 要成分为含镍20％、 铬25％的HK-40合 金钢作为裂解反应 管材料 。 70年代以后又改用 含镍35％、铬25％ 的HP-40合金钢， 用离心浇铸法制成， 内部经机械加工平 整以减少反应过程 的结焦。
裂解炉炉型
▪ 目前国际上应用较广的管式裂解炉有： ▪ 短停留时间炉（SRT型炉） ▪ 超选择性炉（USC型炉） ▪ Linde-Selas炉（LSCC） ▪ 超短停留时间炉。（USRT炉）
简介
• 早期的管式裂解炉是沿用石油炼制工业的加热 炉的结构采用横置裂解炉管的方箱炉。反应管 放置在靠墙内壁处，采用长火焰烧嘴加热，炉 管表面热强度低。
• 20世纪50年代，炉管位置由墙壁处移至辐射室 中央，并采用短焰侧壁烧嘴加热，提高了炉管 表面热强度和受热均匀性。
• 20世纪60年代，反应管开始由横置式改为直立 吊装式。采用单排管双面辐射加热和多排短焰 侧壁烧嘴，提高了反应的径向和轴向温度分布 的均匀性。
3.3.3.2 SRT型裂解炉的优化及改进措施
热裂解的工艺方法改进的目标
提高设备生产能力 获得最大的乙烯产率 付出最少的能量
提高反应温度 缩短停留时间 降低烃分压
▪ 不同辐射盘管裂解工艺性能 ▪ 不同SRT炉型的裂解产品收率 ▪ 变径管分析 ▪ 不变径与变径反应管的比较
3.3.1.3 其它管式裂解炉
3.3.1 管式裂解炉
60年代初期 SRT-Ⅰ型炉
双辐射立管 实现了高温、短停留时间
60年代中期 SRT-Ⅱ型炉
分叉变径炉管 降低烃分压
70年代中期 SRT-Ⅲ型炉
材质 炉内管排增加 提高热强度 提高生产能力
80年代
SRT-Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ型炉
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●加热矫正 适用于变形量大、刚性较大的钢构件。加热方 式：可在专用加热炉内加热至呈暗红色，加热温 度≯800℃，加热长度≮1.2m；亦可用呈中性的 氧乙炔焰加热（注意防止过氧造成构件氧化或脱 碳），加热长度应＜0.5m；加热部位为构件受拉 一侧。当构件上有角板、缀条、隔板等附件妨碍 矫正时，应先拆除，矫正后再恢复。必要时采用 加热法与冷态法配合矫正，效果更佳。主要分为 以下三种方法：
●辐射段临时加固 （采用剪刀撑加固）
三、对流段 ●临时平台使用（活动式）
护栏
作业平台 斜支撑
对流段模块
●扭矩扳手准备
●衬里前检查（锚固钉焊缝、开口方位、需 焊接的螺母等）
●墙板衬里养护、保护（容易产生裂纹） ●合模前检查（膨胀缝、管板支撑架位置等）
●合模时，两层管束管板间用硬木方垫实
●合拢前中间管板边缘按照图纸要求包好陶 瓷纤维毯，外面再包上一层0.2mm薄铁皮， 防止合拢过程中陶瓷纤维毯脱落
独山子裂解炉全景
谢
谢!
五、工艺、焊接 ●预留化学清洗口（设计预留口一般过小） ●转油线预留吹扫口（确保辐射炉管管内清洁度） ●减温减压器预留口（注意其结构是否易造成杂物堵塞，如是，则应预 留焊口待化学清洗后并清理后再焊接）
●燃料线、物料线清洁度问题（做得不好会造成辐射管污染、烧嘴堵塞）
●高压管道及特殊规格垫片备料问题（尤其要关注汽包人孔垫片） ●高镍铬合金钢焊接问题（易产生裂纹）
●立柱标高基准线、中心基准线标注（注意 标高基准线从上往下找）
●焊接变形控制 ○立柱对焊： 先焊接翼板（对称焊接），完成后才进行腹板的焊接 ； 采用较小的热输入，避免工件局部加热集中，控制层间温 度； 局部超标处再经过火焰矫正 。 ○梁柱焊接 ： 变形的产生主要是因为横梁位置并不是在立柱的中心，而是 布置在柱子的同一边，这就造成焊接过程中立柱局部加热 集中，焊接过后整条立柱成拱状。为减小焊接变形，采用 刚性固定法，将立柱点焊在组对平台上再行焊接。焊接完 毕后用火焰加热焊接部位，释放焊接应力，然后再割开临 时焊点，可以有效减小了焊接变形量。
○三角形加热法：用于厚度较大，刚性较大的构件 的弯曲变形矫正。三角形的底边应放在被矫正 构件钢板的边缘处，顶端朝向构件内方。必要 时使用多个加热火炬加热，效果更佳。（异型 烤枪） ●墙板平直度调整： 超标部位可采用以下方法处理：在鼓起的地方 以梅花状布置烤点，烤点间距以50mm左右为 宜，用火焰加热烤点，墙板发红后用水急冷， 然后转至下一烤点，逐个重复，通过冷收缩的 方式，将鼓起的部位拉直，确保整体平直度。
○点状加热法：用于发生波浪状变形的薄板。 根据结构特点和变形情况，加热一个或多 个点位。较厚的板加热点直径稍大，较薄 的板加热点直径应较小，通常加热点直径 ≮15mm。变形量大时，各加热点之间距 离应较近，在50～100mm之间。
○线状加热法：用于变形较大或刚性较大的 构件。加热前先测量弯曲变形量和最高部 位。然后用呈中性的氧乙炔焰，在最高部 位作线状加热，并沿直线方向移动，同时 作横向摆动。其横向收缩量大于纵向收缩 量，且横向收缩量随加热宽度增大而增大， 实际操作中应控制好横向摆动的幅度。
裂解炉 施工课件
一、裂解炉施工动画
二、辐射段钢结构安装 ● 柱脚板焊接(待就位后焊接，否则造成就 位困难）
● 柱脚板Z向拉伸试验问题（超过40mm的 板须做该试验，提前策划，国内可供选择 的试验机构不多） ● 灌浆料进场时间（注意有效期，避免失效 浪费） ● 门形脚手架准备（作用很大，提前策划购 买）
○钢结构组片组框： 合理预留焊接收缩余量。 ○壁板焊接： 采用二氧化碳气体保护焊 ； 焊工尽可能均布并对称施焊，并遵循先焊短 焊缝，后焊长焊缝的原则，长焊缝采用分 段退焊法 。 ●变形处理
●冷态矫正 适用于变形量不大、刚性较小的钢构件，采用 千斤顶或丝杠对构件的变形部分进行分段顶压， 其顶升力P（牛顿）按下式计算： P=48EJf/L3 E—被矫正构件材料的弹性模量，N/cm2 J—被矫正构件材料的断面惯性矩，cm4 f—被矫正构件在矫正处的弯曲度，cm L—被矫正构件在矫正处两支点距离，cm
●焊材色标牌（焊工人手一张） ●探伤同步 ●超高压管道表面着色/磁粉（尤其关注国内制造的 大口径不锈钢管，工艺尚未过关） ●上升下降管组对（从汽包端开始组对） 六、其它细节 ●玻璃水位计试压（试压后再安装） ●弹簧支吊架限位销拆除时间（低温烘炉时） ●热紧 ●焊接工艺评定材料准备
●水压、化学清洗与衬里保护（耐火纤维毯千万不要进水） ●水压人孔密封（汽包人孔初紧，升压时加强观察） ●特殊材料余废料收集保存 ●汽包内件拆除问题（建议不拆） ●急冷换热器检查（外观尺寸、焊缝） ●汽包活动支座检查（检查接触面，能否滑动） ●供气系统设置（设置氧气、乙炔、氩气供气系统） ●试运阶段，超高压、高压蒸汽、锅炉给水管道限位支架、 滑动支架检查（工况不稳定，水击易造成支架脱位、焊缝 开裂）
●扩孔、密封垫、密封焊（模块间5%抽检( 了解制造工艺， 尽量抽固定口），现场焊口100%坡口着色 ●辐射炉管有无预留长度，如有，坡口机准 备 ●临时固定架拆除时间及防护 ●对口平齐、不得强力组对，临时吊挂 ●炉管试压吹扫问题，大空压机、储气罐
● 辐射管、对流段驻厂监造，现场吹扫 ●对流段跨接管预拉伸（注意图纸有无要求， 及时与设计沟通）