乙烯裂解炉的几种节能措施

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乙烯裂解炉节能措施与运行管理

乙烯裂解炉节能措施与运行管理

乙烯裂解炉节能措施与运行管理摘要:乙烯裂解炉在使用的过程中,具有耗能较大的特点,乙烯的生产过程中,乙烯裂解炉的能耗是生产乙烯成本的主要组成部分,因此,控制乙烯裂解炉的能耗是降低乙烯生产成本的必要条件,乙烯裂解炉减低能耗的措施主要分为对乙烯裂解的条件进行改进、控制乙烯裂解炉的运行时间、加强设施设备的日常保养和维护,在使用时间上尽量延长,让乙烯裂解炉的运行质量有所提高,从而对乙烯的生产效率和质量得到进一步提高,促进乙烯回收,达到提高企业生产经济效益的目的,起到节约能耗的作用。

关键词:乙烯裂解炉;节能措施;运行管理一、乙烯裂解炉节能的主要措施1.一般情况下,乙烯的回收率是影响乙烯裂解炉耗能的主要因素,在乙烯回收率提高的情况下,乙烯裂解炉的能耗就会随着下降,在乙烯生产操作过程中,乙烯裂解炉的能耗控制措施主要以提高乙烯的回收效率为主。

要想提高乙烯的回收效率,就要从改善裂解炉的加工工艺技术入手,在乙烯的生产过程中,不同的乙烯裂解原料对应的裂解炉的型号是不同的,因此,在考虑技术优化的同时,应该首先考虑不同型号的裂解炉对应得裂解原料以及相关的技术参数。

根据相应的参数确定乙烯回收率和运转相应的的技术参数,根据原有的技术参数适当的制定乙烯裂解的规格和回收率,根据工作重点的实际情况制定乙烯裂解回收工艺的技术改进计划,根据目前的发展情况,积极引进先进的科学技术,将计算机科学技术等先进的技术运用到乙烯裂解装置的工艺中。

2.在乙烯裂解原料和裂解设备上加以改进。

乙烯裂解原料以及裂解设备都会对乙烯的回收率造成影响,进而影响到乙烯裂解炉的能耗。

因此,在乙烯的裂解原料上进行严格把关,可以对乙烯的回收水平有提高作用,从而降低乙烯裂解炉的能耗。

在乙烯裂解原料方面进行质量控制,实现原料资源的合理分配,有助于优化乙烯裂解原料的整体质量,在优质裂解原料的基础上,进行裂解工艺的优化,有助于降低乙烯裂解设备的能耗。

在乙烯裂解炉的选择方面,应该选择质量较好的乙烯裂解炉,在质量较好的前提下,这设备的技术参数较好的前提下,就会使乙烯回收效率提高,设备的能耗也会降低。

乙烯装置裂解炉节能降耗措施分析

乙烯装置裂解炉节能降耗措施分析

乙烯装置裂解炉节能降耗措施分析摘要:为了实现乙烯裂解炉的节能降耗,不仅需要科学合理地选择和优化裂解原料,完善燃烧控制方案,还需要提高裂解炉的热效率,在裂解炉中应用节能新技术,本文对乙烯装置裂解炉节能降耗措施进行分析,以供参考。

关键词:乙烯装置裂解炉;节能降耗;优化方案引言乙烯生产单元是化工生产的主要能源,乙烯裂解炉是乙烯装置的核心,强化乙烯裂解炉研究,优化结构设计,满足节能降耗的技术要求。

需要石油化工企业乙烯裂解工艺研究只有在能耗降低的情况下才能提高生产效率。

1乙烯裂解炉概述乙烯裂解生产厂运行状态直接影响乙烯生产工艺能耗,优化乙烯裂解炉结构,降低热耗,保证石脑油等原料的裂解效率,提高裂解炉对流室裂解原料回收,月然后输入搅拌槽,由于乙烯切削炉排出温度高,输送热大,切削炉能量损失大,在均匀分布的炉管中造成热裂纹。

运行周期短,维护成本高,导致乙烯裂解生产工艺成本高,造成石化生产损失。

因此,有必要降低乙烯切削炉的能耗,提高乙烯切削液的生产效率。

2裂解炉COT优化控制2.1风门一致性调整根据裂解炉的供气量,合理设置所有空门的开度,确保裂解炉所有空门均匀开,消火栓处于最佳燃烧状态。

同时,在燃料全烧的基础上,降低剩馀的空气系数,将剩馀的空气系数控制在10%左右,进一步提高裂解炉的热效率。

2.2两侧端墙燃烧器喷枪扩孔改造改性裂解炉燃烧器膨胀孔通过增加低温燃烧器燃料气体循环面积减小COT偏差。

从2017年10月起,炉壁附近的裂解炉末端的燃烧器膨胀孔发生变化,开口从2.4毫米增加到5毫米。

变换后各组的COT偏差显着减小,各炉最东边和最西边两组COT均由转化前810°c上升到835°c,接近各炉的COT基准值。

通过上述措施解决了裂解炉两侧的COT偏差较低、液相COT偏差较大等问题,单报价偏差最大下降到约70~30℃左右,裂解炉稳定,平均运行周期稳定。

3乙烯装置裂解炉节能降耗具体措施分析3.1合理选择裂解原料裂解原料的性质与质量能够直接决定乙烯成品的质量,同时裂解原料的性质与质量对乙烯装置裂解炉的能源消耗也有着非常直接的影响,因此对裂解原料的合理选择对于乙烯生产环节的成本控制以及裂解炉的能源控制具有非常重要的价值和作用。

裂解炉运行及操作变动过程中的节能措施

裂解炉运行及操作变动过程中的节能措施

裂解炉运行及操作变动过程中的节能措施摘要:乙烯装置裂解炉在生产运行时的节能措施主要从燃料气、蒸汽两方面着手。

本文主要分析了裂解炉运行及操作变动过程中的节能措施,以提高乙烯装置裂解炉的生产效益。

关键词:裂解炉;辐射段;节能;原料前言燃料气(FG)在炉膛燃烧产生一千度左右的高温,以辐射传热的方式将热量传递给炉管,炉管中的原料在高温下吸热发生裂解反应。

FG在燃烧时要求火焰都是竖直方向,并且火焰有足够的力度,不能发飘(火焰发飘时,方向不定,四处飘散,对炉墙,炉管产生局部的火焰冲击,使局部温度过高,造成设备的损坏)炉膛内应该有一定的过剩空气,保证火焰燃烧状态,防止原料负荷变大时,不能充分燃烧,导致烟囱冒黑烟。

1裂解炉运行时能耗问题分析通常在裂解炉的顶部设置引风机,利用引风机产生的动力,将炉膛底部的火焰向上抽为竖直方向,同时将炉膛的烟气向上抽,经辐射段,横跨段,对流段送至顶部的烟囱,排出大气。

炉膛大量的热量经辐射段,从下到上对整体较长的炉管起到辐射传热的效果,经横跨段时,将原料加热至裂解反应起始温度,经对流段时,烟气的热量传递给原料、DS、SS、BFW,最后由烟囱排出大气。

(裂解炉的这种结构设计有效地利用了燃料气燃烧产生的热量)排出大气的烟气温度过高时,说明炉膛产生的热烟气量过多了,FG浪费,不节能;(排烟温度过低时烟气中的酸性气体在露点下产生酸,对管线设备造成腐蚀。

)所以FG用量,在满足辐射段,对流段热负荷的前提下,用量越低越节能。

2裂解炉运行及操作变动过程中的节能措施裂解炉的底部一般设有空气预热器,利用急冷系统中急冷水的余热将外界环境中进入裂解炉辐射段底部的空气加热到60-70度,热空气可以减少环境空气对炉膛底部FG燃烧产生热量的损耗,同时炉膛达到同一温度下,所用FG的量也相对减少(相对于未经加热的环境空气);所以空气预热器也是裂解炉FG节能方面的一个重要措施。

裂解炉顶部的引风机,现在多采用变频风机;它一般通过挡板及变频来调整炉膛的负压;在炉膛热负荷不是很大时,用挡板开度大小控制负压;当炉膛热负荷较大时,挡板已开至最大后,抽力仍不够时,用变频器控制负压,风机的转速越高所需电流越大,对裂解炉提供的向上抽力越大。

乙烯装置裂解炉节能降耗措施25

乙烯装置裂解炉节能降耗措施25

乙烯装置裂解炉节能降耗措施摘要:通过蒸汽裂解碳氢化合物生产低碳烯烃是乙烯生产过程中的一个重要组成部分,该技术主要包括裂解炉、急冷、压缩、分离等不同的工艺。

在此基础上,本文分析了乙烯装置裂解炉的节能降耗,以提高乙烯装置的效率。

关键词:乙烯装置;裂解炉;热效率;节能减排1.前言乙烯装置裂解炉为20世纪80年代中期的技术,至今已运行30年,耐火材料老化严重,散热损失大,能耗高,加工能力小,乙烯收率低,各项技术、经济指标与国内外先进水平有较大差距。

近年来,乙烯装置大规模实施了有针对性的裂解炉节能改造升级,改造主要包括:更换辐射段炉管、对流段炉管,风机、废热锅炉、汽包、底部烧嘴等更新或改造,配套的仪表电气等。

乙烯装置的能耗占化工装置总能耗的三分之一以上,是化工装置最大的能耗装置,裂解炉为乙烯装置的核心,是乙烯装置的主要能耗部分,降低裂解炉装置的能耗是降低乙烯装置能耗、提高乙烯装置效益的重要手段。

2.乙烯装置裂解炉节能降耗措施分析2.1优化烧焦控制方案裂解烧焦需要消耗大量的稀释蒸汽、工业风、天然气和其他能源的燃料,减少烧焦次数,优化裂解炉的烧焦方案,缩短裂解炉的烧焦时间,可以节约烧焦过程中装置的能耗[1]。

①控制合理的裂解深度和稀释比,以降低炉管结焦的程度。

过度的裂解深度会加速二次反应,目的产品收率下降且炉管结焦严重,裂解炉运行周期缩短增加裂解烧焦次数。

高稀释比虽然有利于目的产物的生成,但是过高的稀释比又会导致蒸汽消耗增多,应根据实际生产和原料性质,控制合理的稀释比;②合理安排烧焦计划,避免备用炉长时间处于高备状态,如无异常状况,可在烧焦周期开始的前一天对裂解炉进行升温,当天达到高备状态,缩短高备时间,降低消耗。

2.2提高裂解炉的热效率2.2.1降低烟气出口温度在其他条件相同的情况下,热解炉的热效率与烟气出口温度直接相关。

一般而言,降低烟气出口温度的主要措施是增加对流换热表面积,包括采用双炉膛增加对流段高度、增加对流管束翅片、缩短对流炉管与炉壁的距离。

乙烯装置裂解炉节能降耗措施

乙烯装置裂解炉节能降耗措施

乙烯装置裂解炉节能降耗措施摘要:本文对我国石油化工生产企业采用乙烯裂化装置乙炔裂解炉用于节能降耗的各种工艺优化设计方案及解决措施问题进行了深入分析,并总结提出了有效提高乙烯裂解炉的用热效率的各种优化设计方法,以及新型燃料节能工艺技术的推广应用,以及企业乙烯装置裂解炉新型节能工艺技术改造解决方案等,为乙烯裂解炉节能工艺设计优化和节能技术改造等工作提供重要参考。

关键词:乙烯;裂解炉;优化;原料;效率1选择优质裂解原料和原料优化1.1优化乙烯原料优化品质裂解炼油原料加工要从炼油生产中的源头环节抓起,优化裂解炼油原料加工技术方案,增加正常结构烷经芳烃含量高的液化石脑油的能源供应。

要从作为提供天然燃料工业用油的作为主体的转变到作为主要提供天然燃料工业用油和其他化工原料相互的结合,选择化工原油分储品种时主要应当充分考虑天然石脑油的高回收率和原油品质,并要尽量不能做到相同两种品质的化工原油同时分储、分散运输、分炼。

1.2选择优质的裂解原料在相同原料工艺技术利用水平的相同前提下,乙烯的回收率主要直接取决于工艺裂解过程原料的化学性质,不同工艺裂解过程原料,其乙烯综合利用能耗水平相差较大。

通过适当改革调整优质裂解油脂原料炼油配置技术结构,优化裂解炼油原料加工技术方案,增加优质裂解乙烯油的原料炼油供应,改善裂解原料供应结构和提高整体炼油品质,在满足提高优质乙烯油回收率的需要同时,达到炼油节能降耗的主要目标。

2优化烧焦控制方案2.1减少裂解炉烧焦次数长时间在末期加热状态下材料运行对提高烯经裂解收率、燃料能源消耗、材料使用寿命等不利,长或短时间在末期加热状态下材料运行,炉管及急冷炉使锅炉内的焦垢更加质密,不容易被火烧掉,有的几乎就是烧掉去不掉,裂解炉在材料运行管理过程中,过高的烯经裂解燃烧深度不但可能会直接导致主要材料产品及其他副产品和烯经收率明显下降,而且还可能会直接导致其在裂解炉炉壁内管结焦垢的速度大大加快,缩短了在裂解炉的材料运行寿命周期,增加了在裂解炉内燃烧焦垢的次数。

乙烯装置裂解炉节能降耗措施

乙烯装置裂解炉节能降耗措施

乙烯装置裂解炉节能降耗措施作者:白云飞来源:《中国化工贸易·下旬刊》2019年第12期摘要:通过蒸汽裂解碳氢化合物生产低碳烯烃是乙烯生产过程中的一个重要组成部分,该技术主要包括裂解炉、急冷、压缩、分离等不同的工艺。

在此基础上,本文分析了乙烯装置裂解炉的节能降耗,以提高乙烯装置的效率。

关键词:乙烯装置;裂解炉;热效率;节能减排1 乙烯装置节能降耗意义乙烯装置的能耗占石化装置总能耗的三分之一以上,是化工装置最大的能耗装置,裂解炉为乙烯装置的核心,是乙烯装置的主要能耗部分,降低裂解炉装置的能耗是降低乙烯装置能耗、提高乙烯装置效益的重要手段。

2 乙烯装置裂解炉节能降耗措施分析2.1 优化烧焦控制方案裂解烧焦需要消耗大量的稀释蒸汽、工业风、天然气和其他能源的燃料,减少烧焦次数,优化裂解炉的烧焦方案,缩短裂解炉的烧焦时间,可以节约烧焦过程中装置的能耗。

①控制合理的裂解深度和稀释比,以降低炉管结焦的程度。

过度的裂解深度会加速二次反应,目的产品收率下降且炉管结焦严重,裂解炉运行周期缩短增加裂解烧焦次数。

高稀释比虽然有利于目的产物的生成,但是过高的稀释比又会导致蒸汽消耗增多,应根据实际生产和原料性质,控制合理的稀释比;②合理安排烧焦计划,避免备用炉长时间处于高备状态,如无异常状况,可在烧焦周期开始的前一天对裂解炉进行升温,当天达到高备状态,缩短高备时间,降低消耗。

2.2 提高裂解炉的热效率2.2.1 降低烟气出口温度在其他条件相同的情况下,热解炉的热效率与烟气出口温度直接相关。

一般而言,降低烟气出口温度的主要措施是增加对流换热表面积,包括采用双炉膛增加对流段高度、增加对流管束翅片、缩短对流炉管与炉壁的距离。

其次,定期清理对流段炉管表面积聚的灰尘。

再次,裂解炉采用双炉膛,共用一个对流段。

2.2.2 降低过剩空气系数为了保证燃料的完全燃烧,必须保持一定的过剩空气量。

但在相同的烟气温度下,烟气热损失较大,从而降低了裂解炉的热效率,而降低过剩空气系数是提高裂解炉热效率的措施之一。

乙烯装置裂解炉的节能措施及节能技术的应用

乙烯装置裂解炉的节能措施及节能技术的应用

乙烯装置裂解炉的节能措施及节能技术的应用摘要:能源作为世界各国发展过程当中最为重要的部分之一,对于国家的发展有着十分重要的影响。

就从目前的情况看来,当前我国经济发展的主要方向已经朝着节能减排的目标而不断前进,乙烯装置能够对烃类物质进行一系列的裂解、炉解等环节之后转变为烯烃类物质,不过在实际的乙烯装置运行过程当中会受到很多方面的影响,从而导致大量的能源被消耗。

为了能够对能源进行充分的应用且保持乙烯装置的正常运行,对该装置进行节能技术的应用也是十分必要的。

关键词:乙烯装置;裂解炉;节能;优化一、裂解炉裂解原料的选择和优化通过实际的调查发现,裂解炉当中乙烯的回收率很大程度上与裂解原料的性质有着直接的联系,裂解原料的费用主要来源于乙烯装置生产乙烯的成本。

在大多数情况下,裂解原料费用在整个生产乙烯成本当中占据着绝大部分,所以,为了能够达到节能降耗的目的,对裂解原料的合理选择和优化是十分重要的。

工作人员在对裂解原料进行选择和优化的时候,应该将炼油化工一体化模式的作用充分的发挥出来,在炼油回收率和质量充分考虑的基础上对原油的品种与品质进行科学的选择,根据不同性质与种类的原油进行分开的储存、运输以及分炼。

另外,工作人员还要根据实际的情况来对裂解原料配置结构做出不断的调整和优化,这就要求相关工作人员需要具备较高的科研能力和生产能力,从而保证原料加工方案具有一定的可行性,并且还应该加大对质量较高乙烯原料的供应,这样才可以将裂解原料整体的品质进行有效的改善。

不过,在这个过程当中需要予以重视的就是工作人员要根据不同裂解原料在不同类型的裂解炉当中的反应来对裂解温度、汽烃、进料量等工艺参数进行严格的控制,在对裂解温度进行控制的时候也应该将其控制在较小且稳定的范围之内。

如果裂解原料自身的性质与原先的设计之间没有较大的冲突,工作人员则按照设计的参数进行后续的裂解原料工艺操作;如果需要对裂解效果、裂解温度等方面数据进行获取,工作人员可以对仿真工具进行科学的应用,在裂解流程模拟当中对相关数据进行获取。

题目:乙烯装置裂解炉节能降耗措施探究与实施

题目:乙烯装置裂解炉节能降耗措施探究与实施

题目:乙烯装置裂解炉节能降耗措施探究与实施摘要:乙烯装置在运转中,占其整体能耗最高的是裂解炉,通过对裂解炉的运行方式以及节能降耗措施进行探究,可以有效地减少乙烯装置的整体能耗,实现乙烯装置的节能化。

关键词:乙烯装置;裂解炉;节能降耗措施化工产品市场的竞争一直都比较激烈,探究有效的乙烯装置节能降耗措施有助于提升化工企业的整体竞争能力。

而由于裂解炉消耗的能源总量较多,对其节能方式进行探究能够有效降低乙烯装置的能耗。

本文则结合了裂解炉的实际运行开展了节能降耗措施的探究。

一、蒸汽能耗偏高原因分析(一)裂解炉产汽率低裂解炉的产汽率偏低是造成其整体能耗较高的重要原因之一。

首先,裂解炉所产生的高温裂解气需要通过急冷锅炉来快速降低其温度,确保后续反应的顺利进行。

而在这一过程中,高温裂解气会与急冷锅炉的内部发生一定接触,会造成其接触位置上很容易被焦炭等物质覆盖,从而会影响急冷锅炉的运行状态。

而这也会使得急冷锅炉对高温裂解气的冷却效果变差,造成裂解炉的最终产汽率会不断下降,从而导致裂解炉的能耗增大。

此外,在重质裂解炉当中,由于原料中的芳烃含量较高,也会造成急冷锅炉的传热管被这些物质覆盖,降低急冷锅炉的运行效率。

(二)稀释蒸汽发生器换热效率下降乙烯装置在正常运转过程中,会产生一定量的废气、废水、废渣,如果不能及时对其进行处理,会影响到乙烯装置的运行状态。

首先,裂解炉在运行过程中会产生一定量的烟道气与烧焦气,其中主要含有氮氧化物、一氧化碳以及硫化物等,而废气中也有可能含有一定量的油气。

其次,乙烯装置产生的废水主要是生产过程中的污水以及取样水,需要排入打破专用的收集池当中,而乙烯装置产生的废渣则包含焦炭、油泥等,需要经过较为复杂的处理。

在实际运转过程中,如果不能及时解决乙烯装置废弃物的排放问题,无疑会导致其运行效率下降,影响到蒸汽发生器的运转。

(三)蒸汽利用率较低蒸汽利用率偏低是当前造成乙烯装置能耗高的关键原因之一,而在对乙烯装置的运转过程进行分析时,我们也能够明确发现其抽凝比也偏低,这也影响了乙烯装置的运行效率。

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乙烯裂解炉的几种节能措施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。

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。

(1)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,大多数裂解炉的停留时间在0.4s左右,相应石脑油裂解温度控制在800-810℃,轻柴油裂解温度控制在780-790℃。

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840℃以上,毫秒炉达890℃;轻柴油裂解温度提高到820℃以上,毫秒炉达870℃。

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土艺操作条件。

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SPYR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,在线烧焦具有明显的优势。

一是裂解炉没有升降温过程,可以延长炉管的使用寿命,并可节省裂解炉升降温过程中燃料与稀释蒸汽的消耗;二是由于在线烧焦,裂解炉离线时间短,可以提高开工率,并可增加乙烯与超高压蒸汽的产量。

目前BASF在线烧焦程序已在国内外乙烯裂解炉上成功应用了多年,事实证明,采用在线烧焦可大大减少废热锅炉的机械清焦次数,有效地降低乙烯装置的能耗。

(3)采用结焦抑制剂。

在裂解原料或稀释蒸汽中加入结焦抑制剂,可以起到钝化炉管表面,延长炉管结焦周期的作用。

近年来,结焦抑制剂技术取得了较大进展。

据报道,Phillips公司开发的CCA-500结焦抑制剂可使炉管运转周期延长2-8倍。

扬子石化股份公司65万吨/年乙烯装置2台乙烷炉使用江阴天源化工结焦抑制剂N-360后,运行周期由原来45 d延长至120 d以上。

(4)采用新型炉管。

陶瓷炉管技术是在炉管内壁生成一种纳米结构的尖晶石表面,抑制焦的形成。

这种材料可在较高的裂解温度下操作且无催化作用的特点,因此不会形成催化结焦的结焦物。

Stone &Webster公司对陶瓷裂解炉管进行了试验测试,使用乙烷作裂解原料时,炉管不结焦,并且乙烷的转化率较高。

法国石油研究院(IFP)和加拿大Nova化学公司开发了高温陶瓷裂解炉管。

据称,采用这种炉管,乙烷裂解的转化率为90%,而普通裂解炉的转化率仅65%-70%,并且还可有效地控制裂解结焦的生成,使裂解炉的运行周期大幅延长。

3 提高裂解炉热效率(1)降低排烟温度。

在其他条件不变的前提下,裂解炉热效率与排烟温度直接相关。

1975年前裂解炉设计排烟温度为190-240℃,相应热效率为87%-90%。

20世纪70年代末期,裂解炉排烟温度降至120-140℃,相应热效率提高到92%-93%。

近年来,新设计的裂解炉进一步将排烟温度降至100-120℃,相应热效率提高到93%-94%。

但是,如果排烟温度低于烟气中酸性气体露点温度,将出现对流段炉管腐蚀的问题。

因此,在降低排烟温度的同时,必须考虑烟气中酸性气体露点温度,此温度取决于燃料中的硫含量。

为防止对流段发生腐蚀,需提高对流段炉管材质等级,或者需要对燃料的含硫量严格限制。

通常,降低排烟温度主要措施有改进对流段设计,包括增大传热面积、增加对流段管束、缩短对流段炉管与炉墙距离等;其次定期吹扫对流段炉管表面积灰;另外降低过剩空气系数也很重要。

(2)控制过剩空气系数。

为保证燃料完全燃烧,需保持一定的过剩空气。

过剩空气量与理论空气量之比称为过剩空气系数。

增大过剩空气可以保证燃料的完全燃烧,但在相同排烟温度下,排烟热损失加大,裂解炉热效率相应降低。

因此,在保证燃料完全燃烧的前提下,降低过剩空气系数也是提高裂解炉热效率的措施之一。

一般情况下,燃料气烧嘴的过剩空气系数为10%,油烧嘴的过剩空气系数为20%,油气联合烧嘴的过剩空气系数为15%,实际操作往往偏高。

通常,当过剩空气系数下降10%时,裂解炉热效率可相应提高2%。

为保证裂解炉在合适的过剩空气系数下运转,可采取如下措施。

(a)改进烧嘴性能。

采用新型烧嘴,可将燃料气过剩空气系数降至6%-8%,油烧嘴的过剩空气系数可降至12%-15%,并可大幅降低烟气中NOx含量。

(b)保证炉体的密闭性。

提高炉体的施工与检修质量,加强裂解炉维护与管理,保证炉体的密闭性,减少烧嘴的看火孔、侧壁窥视孔、炉顶保温与辐射段炉管进出的间隙以及对流段炉管出入与保温的缝隙等部位空气漏人,从而最大可能地提高热效率。

(c)确保烟气氧分析仪指示准确。

一般裂解炉都设置了烟气氧分析仪,用于自气氧含量。

但如果平时不注重维护,氧分析仪经常会出现指示不准的问题。

只有确保烟气氧分析仪指示准确的前提下,通过调整炉膛负压与烧嘴风门开度,才能够将过剩空气系数控制在合理的范围。

(3)加强绝热保温。

一般裂解炉设计中,炉墙外壁温度应控制在70℃以下。

在此情况下,根据环境温度和风力的不同,炉体热损失为总供热负荷的2.5%-4.0%。

近年来,为减少炉体热损失,对保温材料及保温设计进行了改进,如选用优质的保温材料,增加保温层厚度。

目前,炉壁除使用A12O3-SiO2-CaO三部分构成的硅铝系列高温耐火砖外,还开发了可塑性耐火材料衬里和陶纤衬里,可使炉体热损失大约下降25%。

另外,在辐射室炉墙内表面喷涂一层陶瓷衬里,可起到进一步提高辐射传热,降低炉外壁温度的效果。

4 改善高温裂解气热量回收当裂解炉全部以石脑油为裂解原料时,由对流段和废热锅炉回收余热产生的超高压蒸汽大致可以平衡乙烯装置所需动力和加热用蒸汽。

显然,改善裂解炉对流段和高温裂解气热量回收,对降低乙烯生产能耗有显著的影响。

(1)取消蒸汽过热炉。

20世纪70年代初期的乙烯装置设计,均设有蒸汽过热炉,集中过热各台裂解炉回收的超高压蒸汽。

此后,新装置的设计均取消了蒸汽过热炉,回收的超高压蒸汽在裂解炉对流段进行过热。

由此,不仅节省了蒸汽过热炉的投资,同时也降低了燃料的消耗量,并且充分利用了烟气的余热,使裂解炉热效率明显提高,有助于降低乙烯能耗。

(2)改进废热锅炉。

更换新型废热锅炉以降低废热锅炉出口温度相应可以增加高压蒸汽的副产量。

但是,废热锅炉出口温度受裂解气露点温度的限制。

不论废热锅炉初期出口温度如何,其出口温度随运转周期延长终将超过裂解气露点,然后再趋于平衡。

随着出口温度的上升,副产蒸汽量随之减少。

增大废热锅炉炉管直径可使废热锅炉初期出口温度降低,而不致影响废热锅炉清焦周期。

采用线性废热锅炉,可以在相对短的时间内快速冷却裂解气,缩短裂解气在废热锅炉内的停留时间,不仅可以改善裂解选择性,对热量回收也是很有利的。

(3)控制超高压蒸汽汽包排污量。

为保证超高压蒸汽汽包内水质,汽包设有连续排污与间断排污。

一般汽包排污量控制在锅炉给水进水量的2%-3%。

但超高压系统的阀门经过长时间冲刷后,如果得不到及时地维修与更换,内漏情况一般比较严重,易造成超高压蒸汽包排污量超标,一方面造成锅炉给水用量的浪费,另一方面造成产汽量下降,能耗增加。

因此,必须定期检查超高压系统的阀门内漏情况,内漏严重的阀门应予以更换。

另外,还可以通过合理控制排污阀开度,将汽包排污量控制在设计值附近。

5 实施新型节能技术(1)风机变频技术。

由于裂解炉为负压操作,通常在炉顶设1台风机抽风,并由烟道挡板控制炉膛负压,风机由电机驱动,电机功率随着裂解炉产能增大而增大。

一般6万吨/年裂解炉电机功率为132 kW,10万吨/年裂解炉电机功率为160kW。

由于这种大功率电机启动电流很大,很容易发生过载。

因此,一般需要采用6 kV高压电机。

目前国内外很多裂解装置采用变频电机替代普通电机,并取消了烟道挡板,由电机转速直接来控制炉膛负压。

变频电机不仅启动电流低,而且正常运转时比普通电机节电30%-40%,并且可以采用380V低压电机。

(2)燃烧空气预热技术。

利用乙烯装置废热源来预热燃烧空气可以减少燃料用量,减少的燃料用量大致相当于预热空气的热负荷。

因此,预热炉用空气是提高炉效率,降低乙烯能耗的有效措施之一。

空气预热最常用的方式是利用烟道气排烟余热进行空气预热,最近也有利用低压蒸汽、中压蒸汽凝液或急冷水等介质来预热空气。

目前国内很多乙烯装置如大庆、独山子、兰州等石化公司采用了中国航天十一所裂解炉燃烧空气预热专利技术,节能效果显著。

(3)炉管强化传热技术。

开发裂解炉管的强化传热技术具有重要的意义。

首先,可以使炉管的传热得到加强,从而提高传热效率,节省燃料消耗;其次,强化传热后裂解炉管内的动状态得到改善,从而使裂解过程目的产物的选择性有所提高;另外,由于传热改善,炉管的管壁温度有所降低,有利于延长裂解炉运转周期。

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