乙烯裂解炉改造及效果分析

某石化公司乙烯裂解炉是乙烯装置的核心装备,裂解炉在生产运行过程中存在排烟温度高和热效率低的问题,文中从换热管腐蚀和积炭、辐射段衬里变薄和辐射段炉管管径较细三方面进行了原因分析。根据分析结果,对裂解炉进行了整体改造,从燃烧器、对流段、辐射段、文丘里流量分配器和炉管内壁表面保护层五方面进行了改造处理,改造后裂解炉的能耗降低了21 kgeo/t乙烯,排烟温度降低了43℃,热效率提升了10.18个百分点,装置的运行周期和处理量都有较大幅度提升,保证了裂解炉在一个较高水平长时间运行。

乙烯裂解炉管抑制结焦涂层技术的研究进展

乙烯裂解炉管的结焦速率决定了乙烯裂解炉的运行周期,抑制炉管结焦是乙烯生产中的研究重点。介绍了炉管内表面结焦对乙烯生产的不良影响及结焦形成的机理;重点分析了炉管内表面涂层技术(在线涂层技术和离线涂层技术)的研究现状,并对在线涂层技术与离线涂层技术的优缺点进行了分析和比较;展望了炉管内表面涂层技术的发展前景及今后研究的重点。

硅铬复合氧化物抗结焦涂层的制备及其性能

采用化学气相沉积法在裂解小试装置的裂解炉管内制备了硅铬复合氧化物抗结焦涂层。通过裂解结焦实验、元素分析和SEM方法对硅铬复合氧化物涂层在裂解炉管内的分布规律、抑制结焦能力和抗高温冲击能力以及涂层对烯烃收率的影响进行了研究。在裂解炉管内沉积硅铬复合氧化物涂层时,炉管入口沉积的涂层中含有较多的氧化铬,中间段的涂层主要为硅铬复合氧化物,而出口的涂层含氧化硅较多。所制备的涂层前期结焦抑制率可达90%,在第14次评价周期后,结焦抑制率仍保持在80%以上。硅铬复合氧化物涂层能耐受1 000℃的热冲击,具有较好的牢固度,并对乙烯、丙烯和丁二烯收率的影响不明显。

硅基复合氧化物抗结焦涂层的组分选择

采用化学气相沉积法在裂解炉管内表面沉积纯硅、硅铬、硅铝或硅铈的氧化物涂层,对涂层进行了SEM和EDS表征,并对其抗结焦性能进行了评价。实验结果表明,纯硅气相沉积得到球状颗粒氧化硅涂层,并含有大量C元素杂质;硅铈气相共沉积得到含有较少C元素的球状颗粒氧化硅涂层;硅铬气相共沉积可以减少涂层中的C元素,得到均匀致密的氧化硅涂层;硅铝气相共沉积后裂解炉管表面只有部分覆盖氧化硅涂层。硅铬氧化物涂层在6周期的石脑油水蒸汽热裂解评价中,结焦抑制率保持在80%以上。

γ-射线透射技术在炉管测焦方面的应用

In this paper,the basic principle of γ -ray transmission technique is introduced. Through the study of single tube coking experiments,the possibility of the application of γ -ray transmission technique in furnace tubes is also discussed. The effects of cracking temperature,retention period and steam dilution ratio on coking rate are investigated .Comparing to the results by means of coupon weighing weight, γ -ray transmission technique is feasible for coking measurement. The results are consistent with other reported data in literature.

乙烯裂解炉的结焦及其抑制技术

介绍了乙烯裂解炉的结焦机理(金属催化结焦、自由基结焦和焦油聚合结焦)、影响结焦的主要因素(原料性质和裂解深度、稀释蒸汽、停留时间和裂解温度)和抑制炉管结焦的主要技术(裂解原料的优质化、炉管表面处理和添加抑制剂),着重综述了近几年国内外炉管表面处理技术的研制情况和添加抑制剂技术的进展及其工业应用情况,提出炉管表面处理技术的工业应用有待发展和突破,结焦抑制剂的发展方向是复合的多功能抑制剂。

乙烯裂解炉管抗结焦氧化物的研究

采用速热分解法制备了多种氧化物,并考察了氧化物催化焦炭和水蒸气发生气化反应的能力。采用热重分析仪、红外分析仪和湿式流量计,得到了反应过程中试样的质量变化和反应的焦炭量,筛选出具有良好的催化焦炭和水蒸气发生气化反应的氧化物BaCe_(0.8)Y_(0.2)O_3,并对其进行了XRD和XPS表征。多次循环实验结果表明,BaCe_(0.8)Y_(0.2)O_3具有良好的稳定性,且多次反应后BaCe_(0.8)Y_(0.2)O_3的晶型和元素价态变化不大。在以乙烷为原料的压片结焦评价实验中,BaCe_(0.8)Y_(0.2)O_3氧化物压片只有少量结焦,抗结焦性能较好。

乙烯裂解炉炉管的熔融腐蚀破坏

熔融腐蚀是乙烯裂解炉辐射段炉管在使用中常发生的一种破坏形式,文章通过宏观检验、光谱分析、扫描电镜及能谱、金相组织、原料含硫量调查、结焦、烧焦工艺分析,得出了某乙烯装置裂解炉炉管的熔融失效原因:炉管表面局部产生结焦、碱金属盐等形成低熔点共晶物、碱金属离子催化燃烧作用加之烧焦过程空气流量和温度控制的影响,使炉管表面形成过热点,局部温度超高,保护膜破坏发生熔蚀,同时渗碳、氧化、蠕变以及介质冲刷共同作用,造成炉管短期内局部腐蚀损坏泄漏。防止熔融腐蚀破坏的措施是控制裂解炉烧焦时炉管出口温度COT,加强添加结焦抑制剂,控制原料、稀释蒸汽等物料中碱金属离子含量以及对裂解炉烧焦加强巡检。

裂解炉管的预涂覆抑制结焦方法

采用小试裂解评价实验装置对内径为10 mm、长为850 mm的小试炉管进行在线预涂覆,然后以石脑油为裂解原料对预涂覆后炉管的抗结焦能力进行评价。实验结果表明,将有效组分为Si,Al,Si/Al,Si/Al/Ca的预涂覆试剂分别预涂覆后,SiO_2能明显在炉管内表面附着,而Al_2O_3不能单独在炉管内表面附着;当预涂覆Si/Al/Ca混合元素后,Si元素在表面元素的含量约为30%(w)、Al元素含量接近10%(w)、Ca元素含量接近5%(w)。在小试裂解结焦评价实验中,经过预涂覆后炉管的结焦量低于空白炉管,尤其是利用Si/Al/Ca混合元素预涂覆后,第1次裂解实验结焦量减少85%,第5次裂解实验结焦量仍能减少80%以上。炉管预涂覆对乙烯、丙烯和丁二烯收率的影响不明显。

新型乙烯裂解炉炉管材料及表面预处理技术研究进展

综述了乙烯裂解炉结焦的机理及影响因素,并综述了现有的乙烯裂解炉结焦抑制技术和装置,着重介绍了新型乙烯裂解炉炉管材料及炉管内表面预处理技术的国内外研究最新进展.

乙烯裂解炉COT的测温方法探讨

乙烯裂解炉炉管出口温度(COT)的测量准确性直接关系到乙烯的收率,针对裂解炉运行初期插入式COT套管出现的开裂等问题,特别是在气相裂解炉中表现出来的COT温度偏低、炉管容易结焦、裂解炉运行时间短的问题,通过流体动力学模拟及分析,找出了插入式COT套管头部结构存在的问题,改进套管头部形状,使用后取得了良好效果,同时探讨了不同结构的COT及其热电偶材质的优劣性。

SC-1型气相裂解炉运行中的问题及对策

针对中国石油兰州石化公司SC-1型气相裂解炉在运行过程中出现的炉管堵塞、投油过程中CO快速上升以及运行周期短等问题,从工艺等方面进行了分析,并提出相应对策。结果表明:气相裂解炉在70%低负荷运行时,将2个通道的稀释比从0.45分别提至0.50,0.55,保证原料流量和稀释蒸汽流量之和大于6 300 kg/h,横跨压力平均在334 kPa,提高14 kPa,解决了气相裂解炉炉管堵塞的问题;气相裂解炉投油期间,通过改变投油方式和缩短投油时间,裂解气中CO质量浓度上升至865 mg/L,较之前下降185 mg/L,持续时间从25 min缩短至10 min,降低了对碳二加氢反应器的影响;将结焦抑制剂二甲基二硫更换为NS-17 A 6乙烯抗焦活性剂后,裂解炉运行周期延长了10 d,炉管表面温度大幅下降,且保持一定的裂解深度。

乙烯裂解炉结焦抑制技术的进展

阐述了近年来国内外乙烯裂解过程中结焦抑制技术的研究及工业应用进展,介绍了最新结焦抑制剂和新型炉管的应用,对国内乙烯装置开发结焦抑制技术具有借鉴作用。

NS-17A型结焦抑制剂在气液相裂解炉中的工业应用

NS-17A型结焦抑制剂在兰州石化HS-Ⅱ气液相裂解炉上工业应用,期间HS-Ⅱ裂解炉运行周期由原来45天周期延长至62天,炉管表面温度上升平缓,最高至1051.9℃,低于炉管的烧焦极限值,裂解炉运行稳定。在试验期间,裂解气中乙烯和丙烯的收率有所增加,CO含量稳定,下游急冷器的炉管出口温度维持良好的运行区间。

乙烯裂解炉管结焦机理及其防护措施研究进展

介绍了乙烯裂解炉炉管催化结焦、自由基结焦和气相结焦的3种结焦机理以及近年来国内外结焦抑制技术的发展情况,并对如何改善裂解原料和炉管材料、优化裂解工艺和结构、使用结焦抑制剂以及表面涂层等技术进行了详细介绍。最后,对如何减少结焦情况和提高炉管使用寿命提出了相关建议,综合运用多种抑制结焦的措施能够有效地减少结焦量,如涂层技术与冶金技术相结合,涂层技术与优化裂解原料相结合等。这对于乙烯裂解炉管的现场生产操作具有一定的参考价值。