裂解炉技术改造与节能（二）

对裂解炉技术改造的目的、方向、方案制定及部分改造实例作了介绍，为裂解炉技术改造方案的选定提供了借鉴。同时，文中阐述了裂解炉节能操作的重要性，介绍了裂解炉节能的原理、途径及发展，为裂解炉的设计及操作提供了可供参考的意见。     

武汉国产化裂解炉设计简介

武汉800 kt/a乙烯装置是国内首套全面采用国产化技术与装备的乙烯装置,其中8台裂解炉全部采用中国石化CBL技术进行设计。简要介绍了裂解炉炉区及裂解炉的设计:包括裂解炉的整体方案、辐射段及对流段方案、裂解炉供热方案、急冷系统及裂解炉关键单元设备的设计。最后介绍了裂解炉的运行情况及考核结果。     

扭曲片管强化传热技术在裂解炉中的应用

对扭曲片管强化传热技术在裂解炉上的应用进行了模拟和试验。结果表明，扭曲片管影响下游的距离为50～60倍直径。扭曲片管应用于裂解炉时，炉管压降增加20％～30％，管壁温度下降至少20℃．处理量增加7％，且对裂解炉的正常操作无不利影响。     

表面状况对HK40裂解炉管结焦性能的影响研究

对两个批次的HK40裂解炉管进行研究发现,二者在裂解实验中结焦量差别明显。通过EDS、SEM对两个批次的裂解炉管分析发现,二者基体元素组成相似,但裂解炉管内表面的表面形态和元素组成相差很大,氧化铬晶须的存在是使裂解炉管结焦量减少的主要原因。采用EDS对裂解炉管出口焦炭粉末分析表明,裂解过程中结焦量大的HK40裂解炉管结焦焦体中存在大量Fe、Ni等组分。     

裂解炉技术改造与节能（一）

对裂解炉技术改造的目的、方向、方案及部分实例作了介绍,为裂解炉技术改造方案的选定提供了借鉴。同时,阐述了裂解炉节能操作的重要性,介绍了裂解炉节能的原理、途径及发展,为裂解炉的设计及操作提供了可供参考的意见。     

裂解炉轻烃适应性改造措施及应用

某公司裂解炉原设计原料单一,运行周期偏短,经过多年运行,辐射炉管表面渗碳严重,已达到使用寿命。通过对该裂解炉辐射管结构进行改造,降低炉管热强度,减少结焦,并在对流段增设模块,增加换热面积,降低排烟温度,达到既能裂解石脑油又能裂解轻烃原料,延长裂解炉运行周期,提高热效率的目的。     

乙烯裂解炉耦合模拟中湍流模型的影响分析

配备底部烧嘴和侧壁烧嘴的乙烯裂解炉应用越来越广泛，不同燃烧模式影响着炉膛内湍流流动状态，考虑到裂解炉中湍流流动与燃气喷料、燃烧和传热有较强的非线性耦合作用，为此探究不同湍流模型在裂解炉/反应器耦合模拟中的影响对于裂解炉的精确设计和优化至关重要。针对不同湍流模型对某十万吨工业乙烯裂解炉进行了耦合模拟，利用CFD数值模拟对采用标准k-ε模型、RNG k-ε和Realizable k-ε模型所建立的湍流流动模型进行评估。将三种湍流模型的模拟结果与工业数据进行比较，重点分析了裂解炉内的速度、温度、湍流能力等参数的分布情况，表明Realizable k-ε模型在火焰稳定性、反应效率等方面优于其他两种模型，且基于Realizable k-ε湍流方程的反应管模型在热通量、炉管外壁温度分布计算结果更接近实际工况。     

乙烯装置SRT-Ⅲ型裂解炉节能改造分析

对国内某乙烯装置老区SRT-Ⅲ型裂解炉改造方案进行了简要比较，对改造（BA-103、104、107、108）和扩容（BA-105、105、110）的内容和工程完成情况进行了介绍，对改造后裂解炉在收率、热效率、备用率等方面的改善进行了分析。     

辽化乙烯装置GK-Ⅲ型裂解炉改造

F108炉是辽阳石化公司在1987年建造的GK-Ⅲ型管式裂解炉，公称设计能力为年产乙烯250kt。为适应裂解乙烷的需要，对辐射炉管进行改造。同时，最初设计时F108炉对流段无超高压蒸汽过热段（HPSSH），其产生的饱和蒸汽送到蒸汽过热炉进行过热。随着装置内其它裂解炉相继改造及重建，均相应地增加了超高压蒸汽过热段，原先的蒸汽过热炉将准备拆除。因此，需要对F108裂解炉的对流段进行改造，在其对流段增加超高压蒸汽过热段。通过一系列的改造满足了F108裂解乙烷的需要。     

裂解炉辐射炉管使用状态评估和剩余寿命预测

裂解炉辐射炉管的设计寿命一般达10万小时,但决定其使用寿命的因素很多,实际的炉管更换周期与设计寿命可能存在较大差距。在使用过程中,很难对裂解炉炉管的剩余寿命进行准确的评估。为能准确掌握使用中裂解炉炉管的状态,采用化学成分分析和常温、高温力学性能试验等多种分析手段及Larson—Miller参数法进行使用状态评估和剩余寿命预测,从而达到合理操作处于寿命末期的辐射炉管、科学安排炉管更换时间的目的。     

乙烯裂解炉及其管道设计

乙烯是最基本的化工原料之一,对我国经济发展起到重要的支撑作用。结合以往工程设计的实践经验,简要介绍了几种乙烯裂解炉的型式与特点,并就乙烯装置裂解炉的管道设计谈了自己的思路与方法,对裂解炉区重要管系的设计进行了分析和说明。     

考虑切料过程的乙烯裂解炉炉群调度建模与优化

乙烯裂解炉炉群通常由多台裂解炉并行运行,将烃类原料裂解成小分子烃类化合物。由于随着裂解炉连续运行不可避免地在炉管内壁产生结焦,结焦导致裂解炉运行效率下降,所以需要对裂解炉进行周期性的停炉清焦。对于不同价格参数的多种原料不同清焦费用的多台裂解炉来说,整个乙烯裂解炉炉群系统的循环调度应是求得最优解使得收益最大化。本文对此类裂解炉炉群循环调度问题提出了一个新的混合整数非线性（MINLP）模型,相比较以前的研究该模型能够得到更好的求解多原料多裂解炉的问题,同时解决了裂解过程中切料时机选择的问题。最后,以某乙烯厂为研究实例进行切料时机的优化,优化后裂解炉全周期的运行效益显著提高,为操作人员选择最佳切炉时机提供了理论依据,说明了此模型的有效性。     

裂解炉对流段新型清焦技术的应用及结焦分析

新疆独山子石化裂解装置现具有年产220kt乙烯能力,共7台裂解炉。为应对原料多样性,提高双烯收率,将汽油加氢单元的碳五馏出物并入石脑油作为原料进行裂解,出现大部分裂解炉运行和烧焦过程中进料量难以达到设计值或操作弹性大幅降低的现象。文中介绍了表现最严重的4号裂解炉进料困难的原因及相关解决措施。     

裂解炉排污系统节能减排的研究

辽阳石化分公司裂解装置共有7台裂解炉,正常生产运行时5台炉在线运行,2台炉备用。由于老化、冲刷腐蚀、管线减薄等原因,在线运行的裂解炉经常出现排污系统泄漏的情况。泄漏的大量蒸汽和水,不仅损失了大量热、浪费了大量的水资源,同时排污系统泄漏后还将影响裂解炉正常的生产运行以及高压汽包的正常排污。另外,泄漏的蒸汽和水将造成地面、操作平台湿滑,如果泄漏发生在冬季,还将结冰,对现场员工的人身安全构成威胁。因此,文中针对裂解炉高压汽包排污系统泄漏对装置的影响,研究解决排污系统泄漏问题的办法,最后分析解决这一问题对装置节能减排的贡献。     

裂解炉炉衬的国产化设计与施工

就裂解炉炉衬的国产化设计与施工中所遇问题进行了总结和介绍,为大型炉衬国产化提供、积累了数据和经验。     

对乙烯装置裂解炉存在的若干问题的看法及建议

对现有裂解炉设计和使用中存在的若干问题进行分析,提出一些需要关注的问题,有的在规范上有规定,而实践中未被重视,没有执行,应加以强调并执行的;有些是实践中出现的经验和教训,可供在设计和使用中借鉴。在对这些问题提出看法的同时还对优化炉子结构设计提出若干建议。     

锅炉管道三通的建模分析及评价

针对锅炉三通的焊缝及其影响区的应力分布情况,提出了采用ANSYS软件建模分析预测的新思路,建立了三通应力分布模型,并与实际三通焊缝的损坏开裂情况进行对比计算.结果表明,通过ANSYS软件建立的三通模型在沿焊接热影响范围的大应力区与实际统计的三通损坏开裂情况基本一致;并利用ANSYS的通用后处理时三通应力沿厚度方向进行映...     

新型膨胀节在催化裂化装置中的应用

催化裂化装置大型化后,管道与设备口径随之增大,带来管系热应力和管口载荷过大的问题.文章采用新型波纹管补偿器解决了使用自然补偿方法及传统膨胀节方案带来的局限性.结果表明：管系应力和管口荷载均在设计允许范围之内,新型膨胀节的设计应用是可行的.     

福建乙烯装置裂解炉优化运行概述

根据裂解炉开工后实际运行情况,从控制、原料、运行模式和管理等方面对裂解炉运行进行优化,实现了新建乙烯装置裂解炉安全、平稳和长周期运行。结果发现：通过不断调整测试和优化,裂解炉实现了100％自控率;依据原料性质,停止裂解重石脑油,将重石脑油全部改供给小重整装置做原料,同时将碳四与轻石脑油混和,提高了产率与原料利用率;采用“7＋l”裂解模式并进行在线烧焦大大降低了运行成本。     

Numerical Simulation of Transfer and Reaction Processes in Ethylene Furnaces

The complex transfer and reaction processes happened in ethylene furnaces were taken into consideration. A comprehensive mathematical model was developed with CFD technique based on the following knowledge: (1) basic transport equations of hydrodynamics, (2) k– turbulence model, (3) cracking reaction kinetic model developed by Wang, (4) presumed probability-density-function model for turbulent diffusion combustion, and (5) discrete ordinates method for radiative heat transfer. The simulation results showed detailed information about flow and temperature fields, heat flux distribution, and concentration distribution. They provided thorough understanding on the basic characteristics of hydrodynamic phenomena and reaction behaviour occurring in industrial ethylene furnaces. Parametric studies were carried out to investigate quantitatively the influence of burner staging, tube diameter and spacing on operation performance of ethylene furnaces. The comprehensive mathematical model and computational scheme presented here can be used as a tool for the design of ethylene furnaces.