乙烯裂解工藝設(shè)計(參考版)
2025-06-10 12:30本頁面
【正文】 因此，一般用一級急冷鍋爐將裂解氣冷卻至600～650℃左右再送入第二級急冷鍋爐冷卻至要求的溫度。這樣大大縮短了裂解氣在高溫區(qū)的停留時間減少了二次反應(yīng)，改善了裂解選擇性。采用兩級急冷鍋爐是為解決輻射管的短停留時間與裂解氣在急冷鍋爐入口處停留時間長的矛盾。同時，由于內(nèi)管在汽包筒內(nèi)呈螺旋形排列，所以能吸收相當(dāng)大的溫差應(yīng)力，這就能在裂解爐燒焦的同時進(jìn)行急冷鍋爐的燒焦。它是一個立式管殼式換熱器，由殼體、汽包螺旋狀冷卻管、雙套管和氣體進(jìn)出口通道所組成。因此，制造成本較高。薄管板結(jié)構(gòu)避免了厚管板在高溫高壓下容易造成管子和管板接合處損壞的問題，但制造難度較大。 Borsig型(薄管板型)急冷鍋爐Borsjg型急冷鍋爐的結(jié)構(gòu)與一般管式換熱器相似，由管板、殼體、換熱管、薄管板等組成。由于SHG型廢熱鍋爐屬于剛性結(jié)構(gòu)，不能承受過大的溫差應(yīng)力，因此，不能在停止供給鍋爐給水的情況下燒焦。它的特點是以橢圓型直排集流管代替管板，避免了高溫條件下使用厚管板和厚壁容器的問題。目前世界上采用的急冷鋪爐型式很多，主要有四種型式。分支變徑管是在人口段采用多根并聯(lián)小口徑爐管，出口段則采用大口徑爐管，沿管長流通截面大體保持不變。％。早期SRT型裂解爐多采用側(cè)壁無焰燒嘴燒燃料氣，為適應(yīng)裂解爐燒油的需要，目前多采用側(cè)壁燒嘴和底部燒嘴聯(lián)合的燒嘴布置方案。VI型爐開始，對流段還設(shè)置高壓蒸汽過熱，由此取消了高壓蒸汽過熱爐。對流段內(nèi)設(shè)置進(jìn)料、稀釋蒸汽和鍋爐給水的預(yù)熱。 魯姆斯公司的SRT型裂解爐(短停留時間裂解爐)為單排雙輻射立管式裂解爐，已從早期的SRTII型發(fā)展為近期的SRTVI型。裂解操作條件的改善，不僅大大降低了原料的消耗，也使乙烯生產(chǎn)能耗明顯下降。就裂解爐設(shè)計而言，通過采用高溫、短停留時間和低烴分壓來提高乙烯收率，經(jīng)過幾十年的不斷改進(jìn)，目前已達(dá)較高的水平。在相同工藝技術(shù)水平的前提下，乙烯收率主要取決于乙烯原料的性質(zhì)。對相同裂解原料而言，在相同工藝設(shè)計的裝置中，乙烯收率提高10％，則乙烯生產(chǎn)能耗相應(yīng)降低約10％。因此，裂解爐系統(tǒng)的節(jié)能尤為重要。 降低乙烯生產(chǎn)的能耗是提高乙烯競爭力的重要手段。采用三菱等在線清焦急冷鍋爐時，可以在裂解爐3個清焦周期以上進(jìn)行急冷鍋爐水力清焦或機(jī)械清焦。當(dāng)裂解爐采用蒸汽清焦或低空氣量的蒸汽—空氣清焦方法，而急冷鍋爐是采用Borsig型或SHG型等非在線清焦急冷鍋爐時，在裂解爐清焦期間急冷鍋爐爐管的焦垢清理效果甚微。急冷鍋爐爐管的焦垢，在裂解爐清焦時，可被部分清除。結(jié)焦過程使裂解爐和急冷鍋爐的管壁形成焦層，焦層的形成不僅影響傳熱效果，其熱阻還使?fàn)t管管壁的溫度不斷上升影響爐管壽命；焦層的形成也增加了爐管的阻力降，影響裂解反應(yīng)的正常進(jìn)行。烴類裂解過程中除生成各種烴類產(chǎn)物外，同時有少量炭生成，這種炭是數(shù)百個碳原子稠合形成的，其中碳含量在95％以上，還有少量的氫。早期均單獨設(shè)置乙烷爐，雖然可靈活地控制乙烷轉(zhuǎn)化率，但乙烷爐燒焦期間，乙烷將被故人燃料氣系統(tǒng)?？紤]到裂解爐的清焦周期和日常維修，原則上應(yīng)設(shè)一臺備用裂解爐。隨著技術(shù)進(jìn)步，目前單臺裂解爐的乙烯生產(chǎn)能力已達(dá)10萬噸／年以上。為了增大爐管的處理能力，又能合理地使管徑和質(zhì)量流速不超過允許范圍，就要增加管子的路數(shù)和組數(shù)?？s短管長同時降低了爐管中物料的壓降，由于烴分壓下降，使裂解選擇性提高。如魯姆斯公司的SRTIII型爐發(fā)展到SRTIII型爐，管長由73米縮至51米，相應(yīng)的停留時間由0．6～0．7秒降低到0．3～。綜上所述，反應(yīng)初期時宜采用較小管徑，反應(yīng)后期時宜采用較大管徑。比表面積增大，可滿足熱強(qiáng)度的要求；從結(jié)焦趨勢看，由于轉(zhuǎn)化率尚低，二次反應(yīng)尚不能發(fā)生，不致結(jié)焦，允許管徑小一些。因此，在考慮裂解爐輻射管結(jié)構(gòu)時，都從管徑、路數(shù)和管長等方面來滿足裂解反應(yīng)的需要。因此近代的管式裂解爐都是豎管式。對流段則為利用煙道氣余熱而設(shè)，對流段充分利用熱量對提高爐子的熱效率有很大作用。燃料在燒嘴燃燒后生成高溫燃料氣，先經(jīng)輻射段，然后再經(jīng)對流段，煙道氣從煙囪排空。裂解爐主要由對流段和輻射段兩部分組成。裂解爐是烴類裂解的主要設(shè)備。為防止急冷換熱器結(jié)焦，廢熱鍋爐出口溫度要高于裂解氣的露點，裂解原料愈重，廢熱鍋爐終期出口溫度愈高。在管式爐裂解輕烴、石腦油和柴油時，都采用廢熱鍋爐冷卻裂解氣并副產(chǎn)高壓蒸汽。用換熱器冷卻時，可回收高溫裂解氣的熱量而副產(chǎn)出高位能的高壓蒸汽。裂解爐輻射盤管出口的高溫裂解氣達(dá)800℃以上，為抑制二次反應(yīng)的發(fā)生，需將輻射盤管出口的高溫裂解氣快速冷卻。因此，急冷鍋爐運行的好壞，直接影響乙烯裝置的蒸汽平衡。此外，根據(jù)熱量平衡也可在對流段進(jìn)行鍋爐給水的預(yù)熱、助燃空氣的預(yù)熱和超高壓蒸汽的過熱。烴和稀釋蒸汽混合物在對流段預(yù)熱至物料橫跨溫度(指裂解原料和稀釋蒸汽混合物在對流段預(yù)熱的出口溫度，也是輻射段的人口溫度)后進(jìn)入輻射盤管，輻射盤管在輻射段內(nèi)用高溫燃燒氣體加熱，使裂解原料在管內(nèi)進(jìn)行裂解。裂解原料預(yù)熱到一定程度后，需在裂解原料中注人稀釋蒸汽。包括原料供給和預(yù)熱、對流段、輻射段、高溫裂解氣的急冷和熱量回收等幾部分。﹪的乙烯產(chǎn)品。塔釜液是C2以上餾分，進(jìn)入脫乙烷塔22，塔頂分出C2餾分，塔釜液為C3以
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