乙烯裂解炉.
乙烯裂解炉工作流程
管式炉裂解guanshilu liejie管式炉裂解pyrolysis in tubular furnace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290～375MJ/（m h），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900℃，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[管式炉裂解工艺流程]①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500～600℃后进入辐射室，在辐射炉管中加热至780～900℃，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。
②急冷-分馏裂解产物经急冷锅炉冷却后温度降为350～600℃，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接触，使温度降至200～220℃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％）]）。
乙烯裂解炉 燃料
乙烯裂解炉燃料
【原创实用版】
目录
1.乙烯裂解炉的概述
2.乙烯裂解炉的燃料类型
3.乙烯裂解炉的运行原理
4.乙烯裂解炉的应用领域
5.乙烯裂解炉的发展前景
正文
乙烯裂解炉是一种用于生产乙烯的设备，它采用燃料进行加热，使原料油在高温条件下发生裂解反应，生成乙烯和其他副产品。
乙烯裂解炉的燃料类型主要有天然气、燃料油和煤炭等。
在乙烯裂解炉的运行过程中，燃料在燃烧室内燃烧产生高温烟气，这些烟气经过对流段和辐射段的加热，使原料油预热并汽化。
在对流段中，烟气通过换热炉管与原料油进行热交换，将原料油和稀释蒸汽过热至物料的横跨温度。
剩余的热量则用于过热超高压蒸汽和预热锅炉给水。
稀释蒸汽的注入可以降低原料油的汽化温度，防止原料油在汽化过程中焦化。
乙烯裂解炉广泛应用于石油化工、化学纤维、塑料制品等行业。
它为这些行业提供了重要的原料，促进了相关产业的发展。
随着我国经济的持续增长和对乙烯需求的不断增加，乙烯裂解炉的发展前景十分广阔。
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乙烯裂解炉施工工艺流程
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乙烯裂解炉设计手册
乙烯裂解炉设计手册乙烯是一种重要的工业化学品，在许多行业中都有广泛的应用。
乙烯的生产通常是通过乙烷的裂解得到的，而乙烷的裂解过程则需要使用乙烯裂解炉。
乙烯裂解炉的设计对生产乙烯具有重要意义，下面将就乙烯裂解炉的设计进行详细的介绍，希望可以对相关从业人员有所帮助。
一、乙烯裂解炉的基本原理乙烯裂解炉是用来对乙烷进行高温裂解，生成乙烯的设备。
乙烷可以通过加热至800-900摄氏度的高温下，结合适当的催化剂进行裂解，生成乙烯和氢气的混合物。
这个过程是一个放热反应，因此需要消耗大量的热量，并且需要大量的催化剂来促进反应的进行。
乙烯裂解炉一般包括加热炉、反应炉、降温炉和分离装置。
加热炉用来提供裂解反应所需的高温，反应炉用来进行乙烷裂解反应，降温炉用来降低反应产物的温度，分离装置用来分离乙烯和氢气的混合物。
二、乙烯裂解炉的设计要点1. 反应炉的选择乙烷裂解反应一般需要高温和催化剂的作用，因此反应炉的选材需要能够耐高温且不易受腐蚀。
常见的选材包括铬镍合金和不锈钢。
反应炉的结构设计也需要考虑到对流热传导和传热面积的最大化，以提高反应效率。
2. 加热炉与降温炉的设计加热炉需要能够提供稳定的高温，并且对能源的利用率要求较高。
通常采用高温燃烧器或电加热的方式来提供炉内的高温。
降温炉需要能够迅速降低反应产物的温度，并且对热能的回收要求也较高。
3. 催化剂的使用选择合适的催化剂对乙烷裂解反应的效率有很大的影响。
催化剂的选择需要考虑其对乙烷的裂解活性、稳定性和再生性等方面的性能。
4. 安全设计乙烷裂解炉涉及高温、高压等危险因素，因此安全设计是非常重要的。
包括防爆设计、泄漏报警和紧急处置系统在内的安全设施必须齐全。
5. 运行控制系统乙烯裂解炉的运行需要有严格的温度、压力、流量等参数的控制，因此需要配备先进的自动化控制系统和安全监测系统，以确保设备的安全稳定运行。
三、乙烯裂解炉的维护与管理1. 定期检查和维护乙烯裂解炉的各个部件需要定期进行检查和维护，以确保设备的运行正常和安全。
乙烯装置裂解炉运行分析
乙烯装置裂解炉运行分析乙烯是一种重要的有机化工产品，它被广泛用于制造塑料、橡胶、合成纤维等。
乙烯的生产过程中，乙烯裂解炉是至关重要的设备，它的运行状态直接影响乙烯的产量和质量。
对乙烯装置裂解炉的运行进行分析和优化，对于提高乙烯生产效率和降低生产成本具有重要意义。
一、乙烯裂解炉的主要设备乙烯装置裂解炉是乙烯生产装置的核心设备之一，它主要由炉体、加热系统、控制系统和冷却系统等组成。
炉体是乙烯裂解的主要场所，是乙烯原料在高温条件下裂解成乙烯和其他副产物的地方；加热系统主要是通过燃烧燃料使炉体达到所需的裂解温度，保证裂解反应正常进行；控制系统主要是对炉体的温度、压力等参数进行监控和调节，确保乙烯裂解反应稳定进行；冷却系统主要是对裂解产物进行冷却，使其在炉外得到稳定的产物。
二、乙烯裂解炉的运行分析1. 温度控制乙烯裂解反应需要在高温条件下进行，一般温度在700-1000摄氏度之间。
控制裂解炉的温度是非常重要的。
过高或过低的温度都会影响乙烯的产量和质量。
在裂解炉的运行中，需要通过控制燃料的供给量和空气的流量等手段来调节炉体的温度，确保温度处于适宜的范围内。
2. 热平衡乙烯裂解炉是一个高温高压的反应器，在长时间运行过程中，容易造成热应力和热膨胀等问题。
需要通过设计合理的炉体结构和加热系统，保证炉体的热平衡，避免因温差过大而造成炉体变形和破裂等情况。
3. 压力控制乙烯裂解炉在高压条件下运行，通常压力在5-10MPa之间。
在裂解反应中，需要对炉体的压力进行实时监测和控制，确保安全稳定的运行。
也需要考虑炉体内部反应物料的流动和分布情况，避免因压力过大而影响反应的进行。
4. 冷却系统乙烯裂解产物需要经过冷却系统进行降温处理，以得到稳定的乙烯产物。
对冷却系统的运行状态也需要进行分析和优化，确保裂解产物的质量和产量。
5. 安全控制乙烯裂解炉是一个高危设备，在运行过程中需要考虑安全问题。
需要对炉体的各个部位进行定期的检查和维护，确保设备的安全可靠。
乙烯裂解炉 原理
乙烯裂解炉原理
乙烯裂解的主要原理是烃类分子的热解。
在高温下，烃类分子中的化学键开始断裂，这样长链烃可以分解为较短的碳链分子。
乙烯是其中的一个产物，因为它是最简单的烯烃，并且具有较高的工业价值。
首先，通过预热，将石油原料或天然气加热至适当的温度。
这个过程通常使用高温燃烧室或其他加热设备来实现。
预热的目的是增加烃类分子的动能，使得它们更容易分解。
接下来，经过预热的原料被送入裂解炉，进一步加热至裂解温度。
裂解炉通常是一个垂直的圆柱体，内部包含催化剂床或热交换表面，用于提高裂解反应的效率。
燃烧或电加热通常用于提供所需的热量。
在裂解的过程中，烃类分子通过断裂碳-碳键来分解，产生乙烯等不饱和烃类分子。
具体反应机制涉及到自由基和碳离子的生成、传输和重新结合。
裂解温度、压力、催化剂种类和浓度等因素都会影响反应的选择性和产率。
最后，裂解产物通过冷却系统冷却和分离。
这个过程涉及到不同物质之间的热交换，即利用热能的差异来实现分离乙烯等目标产品和废气。
总之，乙烯裂解炉通过高温高压下的烃类热解反应，将长链烃分子裂解为乙烯等短链烃类。
这个过程是复杂而多变的，需要对反应原理和工艺参数进行仔细的控制，以提高乙烯的产率和质量。
乙烯裂解炉原理
乙烯裂解炉原理
乙烯（C2H4）是一种非常重要的石化产品，广泛应用于塑料、化纤、橡胶和化学工业中。
乙烯的主要生产方法之一是通过乙烷（C2H6）的裂解制得，乙烯裂解炉是用于这一过程的主要设备。
乙烯裂解炉的燃烧室用于产生所需的高温。
燃烧室通常由燃烧器、燃料喷嘴和燃烧空气供应系统组成。
燃烧室中的燃烧器将燃料和空气混合并点燃，产生高温的燃烧气体。
这些燃烧气体通过燃料喷嘴喷入炉体，提供所需的热量。
乙烯裂解炉中的催化剂在裂解过程中起到关键作用。
催化剂通常是金属或氧化物，用于促进乙烷的分解反应。
催化剂可以提高反应的速率和选择性，从而提高乙烯的产率和质量。
催化剂通常通过填充在炉体中的管束或罐体中使用，以提供更大的表面积和更好的接触效果。
乙烯裂解炉系统包括供气系统、冷却系统、分离系统等。
供气系统用于向炉体中供应乙烷和其他辅助气体，确保反应器内的气氛是适合裂解反应的。
冷却系统用于冷却和收集裂解产物，以供进一步处理和回收利用。
分离系统用于将乙烯和其他产物与未反应的乙烷和副产物分离，以获得高纯度的乙烯。
总之，乙烯裂解炉通过高温和催化剂的协同作用，将乙烷分解为乙烯和其他副产品。
这一过程是乙烯生产中的重要环节，对于满足全球乙烯需求起着关键作用。
随着石化工业的快速发展，乙烯裂解炉的技术和设备也在不断创新和改进，以提高生产效率和产品质量。
乙烯裂解炉管的结焦机理及其防护措施
乙烯裂解炉管的结焦机理及其防护措施乙烯是一种广泛应用的重要化学品，而乙烯裂解炉则是乙烯生产过程中的关键设备。
乙烯裂解炉管在运行过程中容易出现结焦问题，这不仅会影响生产效率，还有可能造成安全事故。
了解乙烯裂解炉管的结焦机理以及采取有效的防护措施至关重要。
一、结焦机理乙烯裂解炉管的结焦机理主要涉及反应物质的分解和生成物质的沉积两个方面。
1. 反应物质的分解在乙烯裂解炉管内，高温条件下乙烯经过裂解反应生成乙烯分子和碳原子。
乙烯分子能够在高温下继续裂解生成碳分子和氢气，而碳原子则可能在管壁上发生沉积。
2. 生成物质的沉积在乙烯裂解炉管运行过程中，生成的碳分子和其他杂质在高温条件下会沉积在管壁上，逐渐形成结焦物。
这些结焦物的堆积和堆积将导致炉管内径变小，热交换效果降低，甚至形成严重的结焦堵塞。
二、防护措施为了防止乙烯裂解炉管的结焦问题，可以采取以下几种有效的防护措施。
1. 优化工艺条件通过优化乙烯裂解炉的工艺条件，可以降低乙烯的裂解程度，减少生成碳原子的数量，从而减少结焦物的生成。
可以通过添加适量的稀释剂或者改变反应温度和压力等条件来减轻结焦问题。
2. 加强管道清洁定期对乙烯裂解炉管进行清洗和除垢是预防结焦问题的重要手段。
通过清洗可以有效去除管道内的结焦物和沉淀物，恢复管道的正常工作状态。
3. 采用耐高温材料在乙烯裂解炉管的设计和安装过程中，应该选用高温耐腐蚀的材料，以减少结焦物的粘附和积累。
在选材方面，要尽量选择对结焦物具有抗粘附能力的耐磨材料，避免结焦物的堆积。
4. 实施定期检修定期对乙烯裂解炉管进行检修更换也是预防结焦的有效措施。
对炉管进行检修维护可以及时发现管道内的结焦问题，及时更换受损的管道，减轻结焦对设备的损害。
5. 运行监控采用先进的监控系统对乙烯裂解炉管运行状态进行实时监测，及时发现结焦问题并采取相应的措施。
这也可以预防结焦问题蔓延导致更严重的后果。
三、总结乙烯裂解炉管的结焦问题是有可能发生的，但通过合理的工艺设计和运行管理，结焦问题是可以避免的。
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一次反应：原料烃在裂解 过程中首先发生的原料烃 的裂解反应。 ●生成目的产物乙烯、丙 烯（促使其充分进行） 二次反应：一次反应产物 继续发生的后继反应。 ●乙烯、丙烯消失，生成 分子量较大的液体产物以 至结焦生炭（抑制其进行）
（2） 反应机理
烃类裂解的反应机理：自由基机理 1）链引发（活化能高）：断裂C—C键，产生一对自由基 2）链增长（活化能不大）：自由基夺氢反应，自由基分解反应 3）链终止（活化能一般较低）：两个自由基形成稳定分子的过程 自由基夺氢反应：H• + RH → H2 + R• R’• + RH → R’H + R•
种类：
1.乙烯裂解反应器供热方式
直接式供热：蓄热炉裂解、沙子炉裂解、流化床裂解
间接式供热：管式炉裂解 2.其中管式裂解炉分类： 从技术上：（1）双辐射室（2）单辐射室（3）毫秒炉 从炉型上：CBL裂解炉、SRT裂解炉、USC裂解炉、 KTIGK裂解炉、USRT裂解炉、pyrocrack裂解炉、 LSCC裂解炉
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
烧嘴是工业燃料炉上用的 燃烧装置的俗称。 通常指的是燃烧装置本体 部分，有燃料入口、空气 入口和喷出孔，起到分配 燃料和助燃空气并以一定 方式喷出后燃烧的作用
4.SRT裂解炉优化改进种类
1）炉型：烧嘴 侧壁无焰烧嘴 → 侧壁烧嘴与底部烧嘴联合 2）盘管结构： 炉管的排列、结构、管径、材质 多程 → 双程：减少结焦部位，延长操作周期 光管 → 带内翅片：降低管内热阻，延长清焦周期 等径 → 分支：增大比表面积，传热强度量增加 变径：缓解管内压力的增加 HK-40 → HP-40：提高热强度
2.实施第二次改造的必要性
1994 年该装置完成第一次45 ×104t/a 改造后, 在装置的技术先进性、 规模经济性上仍然存在不少问题。它们主要是: （1） 适应原料多样化的灵活性差 第一次改造中没有对只能使用轻柴油作乙烯原料的SRT -Ⅱ型裂解炉 进行改造。 （2）装置能耗高
第一次扩能改造未对20 世纪70 年代水平的高能耗设备及工艺作改造。
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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。
热裂解工艺总流程图
温度、停留时间及烃分压对乙烯收率的影响
450kt·a-1乙烯装置不同裂解原料的主要技术经济指标比较
管式炉裂解工艺过程为： 将原料与30%左右的稀释 蒸汽混合，在一定压力下 进入裂解炉的对流段，被 预热到580～600℃后，进 入辐射段，达820～840℃， 停留0.5ｓ左右；然后进入 废热锅炉，通过急冷使裂 解气迅速冷却下来，以抑 制二次反应，同时回收热 量。所得裂解气进入压缩 分离系统进行分离，而得 乙烯、丙烯等烯烃主产品。
3.SRT裂解炉发展种类（Lummus公司） 1）SRT-Ⅰ型炉（60年代初期）：双辐射立管，实现了高温、短 停留时间。
2）SRT-Ⅱ型炉（60年代中期）：分叉变径炉管，降低烃分压。 3）SRT-Ⅲ型炉（70年代中期）：炉管材质改进，炉内管排增加， 提高热强度，提高生产能力。 4）SRT-Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ型炉（80年代）：多分支变径管，带内翅片2 程，停留时间缩短，降低管内热阻，延长清焦周期。
自由基分解反应：R• → R’• + 烯烃
（生成烯烃的反应）R• → H• + 烯烃
（3）管式裂解炉原理 1）对流传热 对流传热速率-牛顿冷却定律
2）辐射传热
普朗克定律 斯蒂芬-玻尔兹曼定律 基尔霍夫定律 3）间接供热原理
eC2 / T 1 T 4 4 Eb 0T C0 ( ) 100 T 4 T 4 E AC0 ( ) C ( ) 100 100
乙烯裂解炉
目录 CONTENT
01
第一章 概念& 原理
03 02
第二章 方法
第三章 设备
04
第四章 案例
1.概念
（1）乙烯：由两个双键连接的碳原子和四个氢原子组成 的化合物。
乙烯工业是石 油化工产业的 核心，乙烯产 量是衡量一个 国家石油化工 发展水平的重 要标志。
2014年全球乙烯产量区域分布： %
（2）乙烯裂解炉：是乙烯生产装置的核心设备。其主要作用 是把天然气、炼厂气、原油及石脑油等原料加工成裂解气，并 提供给其它乙烯装置，最终加工成乙烯、丙烯及各种副产品。
2. 原理
（1）生产方法 工业上获得低级烯烃的主要 方法是将烃类热裂解。 烃类热裂解：即在隔绝空气 条件下，将石油系烃类燃料 （天然气、炼厂气、轻油、 柴油、重油等）经高温作用， 使烃类分子发生碳链断裂或 脱氢反应，生成相对分子质 量较少的烯烃、烷烃等。热 裂解也可称为热解。
（3）装置规模的经济性下降
第一次改造后，经济上仍不具竞争力。
3.改造方案中裂解炉的研究
问题：老区SRT - Ⅱ型裂解炉是6 程分支变径炉管, 且炉管采用HK-40 （25Cr20Ni）铬镍合金钢。停留时间在0.45 ～ 0.47 s , 乙烯收率低 （28%~30%）, 原料灵活性差, 热效率低, 必须淘汰, 但拆旧更新,投资 大, 施工周期长。 首选方案：辐射段炉管更新, 对流段更新, 改造进料、烧嘴、废热锅炉 系统, 炉子基础框架结构加固以淘汰SRT -Ⅱ炉。 竞选公司：Lummus , KTI , Linde 和我国SEI 其中Linde 公司初步研究后认为用他们的技术, SRT -Ⅱ型炉改造能力 最大为4.3 ×104t/a , 达不到所要求的5 ×104t/a 以上的能力, 未入选。
①相同条件下:裂解原料为全沸程石脑油，乙烯最大产率为27%（以质量计）（单程）和36%（乙烷循环）。
燕山石化公司乙能改造历史
1976 年：燕山石化公司30 ×104 t/a 乙烯装置是我国第一套从国外成套 引进的大型乙烯装置, 采用美国Lummus 公司技术； 第一次扩能改造（1992 ～ 1994 年）：生产能力从30 ×104t/a 增加到 45 ×104t/a ； 第二次扩能改造（1999 ～ 2001 年）：生产能力从45×104 t/a 增加到 了66 ×104 t/a(运行结果表明可达71 ×104 t/a), 生产每吨乙烯的能耗(以 标准油计)下降了96.5 kg , 单位乙烯增量的投资比第一次改造节约了30 %。