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。     

抑制乙烯装置裂解炉炉管结焦的措施

介绍了烃类在裂解炉中裂解的结焦机理及影响结焦的因素,综述了近年来国内外乙烯裂解过程中抑制裂解炉管结焦的措施。以结焦机理为依据,缓解和抑制炉管结焦的措施和技术主要有乙烯原料及工艺条件优化、向乙烯原料或稀释蒸汽中添加结焦抑制剂、炉管表面预处理、新材料炉管和炉管强化传热等技术。在裂解系统中添加结焦抑制剂的方法不受高温限制,也不改变现有工艺,容易在工业装置上实施,是较为有效的方法之一;对炉管表面进行涂覆处理的技术在国外研究较多,该技术不需要专门维护,处理后炉管寿命长,随着能承受1 100 ℃以上温度涂层技术的推出,该技术越来越具有竞争力。     

ExxonMobil蒸汽裂解制烯烃技术专利分析

基于对ExxonMobil公司原油蒸汽裂解制烯烃技术的专利文献检索与分析,通过专利态势、专利技术路线和技术功效研究,分析归纳ExxonMobil公司全球专利保护特点及专利技术特色。20世纪70年代,ExxonMobil公司开始在原油蒸汽裂解领域实现技术突破,申请了大量专利。从20世纪90年代起,其主要针对蒸汽裂解与加氢处理的集成工艺进行了大量研究。同时,其致力于通过蒸汽裂解工艺优化和设备改进,用以解决炉管结焦、裂解炉运转过程除焦和提高烯烃收率方面的问题。     

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。     

气制油合成基钻井液流变性能影响评价

优选出多产丁二烯的裂解原料和裂解工艺条件,可最大限度地适应波动的市场。通过考察裂解原料(4种轻烃、炼厂资源)、裂解条件对丁二烯收率的影响,优选出C6～C8环烷烃质量分数高的原料,在低裂解温度、高水油比条件下,丁二烯的收率高。同时还提出,为获得最大的经济效益,优选原料多产丁二烯要综合考虑双烯收率、烯烃市场价格以及结焦等问题。     

用胜利减压柴油缓和加氢裂化的尾油作蒸汽裂解原料的研究

用中、小型加氢装置进行了胜利减压柴油(VGO)缓和加氢裂化(MHC)试验,<350℃产品进行规格分析,>350℃尾油(即MHC-VGO)在模拟工业管式裂解炉上进行蒸汽裂解,考察了不同转化率MHC-VGO 的裂解性能,测定其产物分布,并对其结焦趋势做了对流段炉管结焦模拟试验.主要结果是:经MHC 的胜利VGO,可生产一部分石脑油和轻柴油,其尾油是优质的裂解原料,乙烯产率比胜利VGO 直接裂解提高5～8%,三烯增加10%左右,高于胜利石脑油、轻柴油的裂解产率.MHC-VGO 结焦趋势低于胜利轻柴油,解决了VGO 直接裂解乙烯产率低和炉管结焦影响正常运转周期的困难。     

裂解炉炉管损坏原因分析及对策

裂解炉炉管损坏主要是由炉管渗碳造成的；产生渗碳的原因与炉管的壁温，裂解温度，原料组分，炉管结焦有关；为此提出了控制投料量和裂解深度，原料中注硫和彻底清焦等措施，以保证乙烯有较高的收率和炉管有较长的寿命。     

乙烯裂解炉管抑制结焦在线涂层的制备研究

在蒸汽裂解小试装置上,采用常压化学气相沉积法在裂解炉管内表面在线制备了SiO_2和Al_2O_3抗结焦涂层;采用SEM和EDS对涂层的形貌及元素组成进行了表征,以石脑油为裂解原料进行了裂解及结焦评价实验。实验结果表明,所制备的SiO_2涂层均匀、致密,厚度约为5μm,SiO_2质量分数达95%以上,具有优异的抗结焦性能及较长的使用寿命,在120min的短周期评价实验中,与空白炉管3个周期结焦量的平均值相比,第一周期结焦量减少90%以上,第五周期结焦量仍能减少80%以上;沉积Al_2O_3涂层后,与空白炉管4个周期结焦量的平均值相比,第一周期结焦量减少约60%,第二和第二三周期的结焦量则基本恢复到空白值,抑制结焦的效果欠佳。在线制备的SiO_2和Al_2O_3涂层对主要裂解产品收率的影响不明显。     

直馏柴油预处理及其蒸汽裂解性能优化研究

针对柴油需求量下降、柴油产品出厂困难的现状,结合炼化一体化装置优势,利用加氢精制、单段加氢裂化(SSOT)和吸附脱芳烃3种工艺进行柴油预处理,并利用评价试验装置完成3种预处理产品的裂解性能评价,同时考察产品的结焦性能。结果表明：与直馏柴油相比,经SSOT和吸附脱芳烃工艺预处理后的柴油产品的裂解性能明显提升,可作为蒸汽裂解原料;与SSOT工艺相比,吸附脱芳烃工艺具有更高的芳烃脱除率,所得低芳烃含量馏分(低芳馏分)裂解时的目标烯烃收率明显提升,结焦量明显降低。利用试验装置进行吸附脱芳烃所得低芳馏分裂解的裂解炉出口温度(COT)优化,并开展结焦性能优化试验的结果显示,以吸附脱芳烃所得低芳馏分作为蒸汽裂解原料时,推荐的COT为830℃,推荐的硫化物加入量(w)为200～300μg/g。     

国内简讯

北化院烃类蒸汽裂解结焦抑制剂通过鉴定中石化集团公司北京化工研究院开发的Ｃｉ８５３、Ｃｉ９５４、Ｃｉ８４２结焦抑制剂今年３月通过了由中石化集团公司组织的鉴定。这三种结焦抑制剂在模拟试验中具有良好的抑制结焦性能,可以使炉管结焦减少三分之一以上,急冷锅炉结...     

石脑油蒸汽热裂解过程中的结焦速率研究

在实验室蒸汽热裂解装置(BSPA)上,考察了石脑油进料质量流速、裂解温度、烃分压和运行时间等反应条件对石脑油热裂解过程中裂解炉管结焦速率的影响。结果表明,在石脑油进料速率为90 g/h,水油质量比为0.6,炉管进口压力为0.05 MPa的条件下运行6 h,随着裂解温度的升高,裂解炉管结焦速率逐渐增大;当裂解温度为850℃时,结焦速率与烃分压呈线性关系;随着裂解炉运行时间的延长,结焦速率下降。     

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。     

轻重烯烃混合生产合成润滑油的初步研究

一、前言曙光化工厂长期以来把蜡裂解得到的重烯烃返回到裂解炉再次裂解生产烯烃。重烯烃循环裂解,1.影响了目的烯烃的质量。2.使得裂解炉管易结焦。3.降低了原料蜡裂解的处理量,消耗了大量的燃料气。为了合理利用重烯烃,增加合成润滑油原料,提高生产经济效益,使曙光化工厂各系统的     

横跨温度对丁烷裂解的影响

采用自由基反应模型,针对中国石化开发的CBL-Ⅲ型裂解炉,以正丁烷、异丁烷及其混合物为原料,考察了横跨温度对丁烷裂解时关键组分的转化率、裂解产物中结焦前体的含量、裂解炉辐射段燃料气消耗及辐射段炉管最高管壁温度的影响。计算结果表明,无论原料中正丁烷与异丁烷的比例如何变化,横跨温度不高于665℃时丁烷转化率均不大于5%,此时造成横跨管结焦的前体炔烃和芳烃在产物中的含量均低于1×10-5(w),因而在长期运转时不会导致横跨管结焦;采用尽可能高的横跨温度对降低辐射段燃料气消耗和辐射段炉管最高管壁温度都有明显的益处。     

乙烯装置废热锅炉的传热和流体力学过程的分析

本文借助废热锅炉炉管结焦的物理模型,对焦垢热阻进行了分析,由工业数据的关联求出了轻柴油裂解的焦垢导热系数。并由阻力降分析得出,在回收高压蒸汽的前提下,轻柴油裂解的废热锅炉初期出口温度可以进一步降低,从而回收更多的高压蒸汽。     

轻烃及石脑油综合利用技术开发及工业应用

分析了汽油质量升级过程中高辛烷值组分烯烃和芳烃含量的降低对汽油辛烷值下降的影响，轻烃及页岩气作为蒸汽裂解原料带来的石脑油相对过剩及芳烃供给结构的变化，新能源及新能源车的国家发展战略对传统炼油行业的挑战；提出了轻烃及石脑油综合利用技术的开发思路，按照转型发展及分子炼油的理念，开发了轻烃脱氢、轻烃芳构化、C₅~C₆异构化及石脑油催化重整成套技术等系列技术，并实现了工业化。通过这些技术与传统技术的集成，可以灵活调整产品方案。     

轻柴油蒸汽裂解制烯烃反应管结焦模型的研究

本文通过试验,对轻柴油在蒸汽裂解制烯烃过程中的结焦性能,结焦速率,以及温度、汽烃比、质量流速等因素对结焦状况的影响进行了研究。提出了轻柴油裂解的结焦历程。用集总法处理轻柴油的生焦反应动力学,并与传质过程结合,建立了结焦数学模型。用该模型对工业裂解炉反应管的结焦状况进行了模拟计算。     

轻柴油蒸汽裂解制烯烃反应管结焦模型的研究

本文通过试验,对轻柴油在蒸汽裂解制烯烃过程中的结焦性能,结焦速率,以及温度、汽烃比、质量流速等因素对结焦状况的影响进行了研究.提出了轻柴油裂解的结焦历程,用集总法处理轻柴油的生焦反应动力学,并与传质过程结合,建立了结焦数学模型。用该模型对工业裂解炉反应管的结焦状况进行了模拟计算。     

新型蒸汽裂解炉管预处理技术

通过试验研究得到了一种性能优异的新型蒸汽裂解炉管预处理剂和预处理方法。在模拟裂解装置上，以石脑油为裂解原料，使用新型有机硫磷化合物预处理剂处理炉管后结焦速率降低46％以上；其最佳工艺条件是，预处理温度为正常的裂解反应温度，预处理时间2－4h，预处理剂的质量分数为400－500μg/g；使用该预处理剂对裂解炉管和裂解产物不会造成不良影响。     

TRC烯烃生产过程

TRC(Thermal Regenerative Cracking)过程,是用热固体与烃进料接触而产生烯烃,它比一般管式裂解优越。它的主要特点是对结焦不敏感,可以裂解重质原料、循环裂解不饱和的联产物,而且可以在较高的苛刻度及较低的蒸汽稀释比下操作。它还能使用低质量燃料油。因此,与管式裂解相比,该过程具有较大的操作灵活性,而且操作费用较低。