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。     

结焦抑制技术的工业应用

介绍了乙烯裂解炉金属催化结焦、自由基结焦和非催化缩合结焦3种结焦机理以及国内外采用的添加结焦抑制剂、炉管涂覆及改变炉管表面的机械构件等结焦抑制技术。综述了国内外结焦抑制技术的工业应用情况。     

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.     

SiO2/S涂层和硫磷抑制剂的抑制结焦性能研究

采用常压化学气相沉积法（APCVD）在退役25Cr35Ni乙烯裂解炉管内表面制备了SiO2/S涂层,分别研究了表面涂层与裂解原料中添加结焦抑制剂的抗结焦性能;并对表面涂层与结焦抑制剂的联合抑制性能进行了研究。利用扫描电子显微镜（SEM）、能量色散谱仪（EDS）和Raman光谱对SiO2/S涂层形貌、成分和结构进行了分析,对焦层形貌进行了表征。结果表明,SiO2/S涂层粒子结合紧密,粒径大小约为6 ~10 μm,涂层厚度约为7 μm;涂层由Si-O-Si三节环结构和非晶态的Si-O-S结构构成;炉管内表面经过涂层处理后,结焦抑制率为65.07%;裂解反应原料中加入抑制剂的质量分数为200 μg/g时,结焦抑制率为69.20%,两种方法的抗结焦性能相当;表面涂层与结焦抑制剂联合使用时,抑制剂最佳质量分数约为50 μg/g,联合抑制率为98.50%。     

在脉冲微反装置上轻柴油裂解结焦过程的研究——Ⅰ.装置性能考核及表面效应考察

本文报道了作者开发的一套用于研究烃类裂解结焦过程以及探索结焦抑制剂的脉冲微型反应装置。该装置的特点是设备简单、操作参数变更容易、原料用量少、操作周期短,特别适用于大范围探索结焦抑制剂。在这套装置上研究了三种不同表面处理方法的表面效应和对轻柴油裂解结焦过程及产物分布的影响。通过表面效应的研究为工业裂解装置提供了抑制内表面结焦的对策。     

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。     

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。     

SiO2/S涂层抑制结焦性能的中试对比研究

为了抑制乙烯裂解炉管结焦,对SiO2/S涂层的抑制结焦性能进行了中试试验,并与未涂层炉管和加入结焦抑制剂炉管的结焦结果进行了对比。利用SEM和EDS表征了炉管出口部位结焦层的形貌及成分。结果表明,与未涂层炉管相比,SiO2/S涂层的结焦抑制率为39%,而结焦抑制剂的结焦抑制率为41%,两种工艺条件的抑制结焦效果相当。未涂层、涂层和加入结焦抑制剂的炉管出口结焦层均发生了片状剥落,剥落焦层主要由碳元素组成,且无丝状催化焦存在。涂层和加入结焦抑制剂的炉管剥落焦层厚度约为30 m,而未涂层炉管剥落焦层厚度约为50 m。焦层剥落后的未涂层炉管和加入结焦抑制剂炉管表面为粒状焦,而涂层炉管表面为松散的粉末状焦。     

蜡下油在燕化SRT—Ⅳ—HC型炉上的工业裂解试验

详细分析了蜡下油在燕化ＳＲＴ－Ⅳ－ＨＣ型裂解炉上的工业裂解试验中各裂解条件下对流段原料预热情况、引风机负荷情况、辐射段炉管及ＴＬＥ结焦情况、工业裂解深度、急冷油粘度变化情况，并根据分析结果提出了蜡下油工业裂解的优化工艺条件     

轻烃中烯烃含量对裂解炉结焦影响研究

轻烃是蒸汽裂解制乙烯的原料之一。某些轻烃原料中会混杂烯烃,烯烃含量过高,会造成炉管结焦加剧,发生炉管堵塞。利用蒸汽裂解中试评价装置,研究不同烯烃含量轻烃原料的裂解结焦情况,推荐适当的烯烃控制指标。     

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。     

管式裂解炉辐射区裂解管结焦模型进展

介绍了管式裂解炉辐射区裂解管结焦模型研究的各种方法,阐述了管式裂解炉辐射区裂解管的结焦机理和结焦数学模型及其重要意义,并对管式裂解炉辐射区裂解管结焦模型的现状和发展进行了综述。     

乙烯装置气体原料裂解炉炉管异常分析

针对某乙烯装置乙烷裂解炉运行周期大幅缩短的问题,从生产工艺方面进行分析,发现上游富乙烷气原料将焦粉、胺液等杂质带入了裂解炉炉管。由于携带重组分,炉出口温度热电偶处易形成结焦,造成温度指示不准。对炉管进行机械分析发现,炉管表面金属分布异常。性能测试显示,炉管剩余使用寿命仅两年,从经济效益的角度分析,采用更新炉管的方案更好。炉管更新后裂解炉运行正常。     

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。     

乙烯裂解炉及急冷锅炉结焦抑制技术研究进展

在阐述乙烯裂解炉辐射段炉管及急冷锅炉结焦和渗碳机理的基础上,综述了目前工业上已使用或正在研究的结焦抑制方法,阐述了近年来国内外在该领域所取得的最新研究成果,重点介绍了改善炉管材质、使用结焦抑制剂、采用强化传热炉管及开发新型急冷锅炉等结焦抑制方法,并对今后结焦抑制技术的开发提出了建议。     

延迟焦化加热炉长周期运行的设计考虑

总结了影响延迟焦化装置加热炉长周期运行的主要因素和对策。（１）盐和固体杂质含量及特性因数等原料性质;（２）加热炉进料和燃烧系统的工艺联锁控制及缓和结焦的工艺措施（如注缓和结焦馏分,在线清焦）;（３）加热炉工艺和结构设计特点及应注意的问题,如多点注汽（或注水）,炉管管径和管间距,火嘴和炉管布置及对流段与辐射段的热分配。     

Coke formation in pyrolysis furnaces in the petrochemical industry

In the petrochemical industry, an industrial pyrolysis furnace is a complicated piece of equipment that functions as both a reactor and high-pressure steam generator. During service, hard deposits of carbon (coke) build up on the inner wall of the tube, reducing heat transfer and restricting the flow of the hydrocarbon feedstocks. In this paper, an overview of coke formation, the impact of coke formation, and the methods by which coke formation can be prevented, as well as methods that can be successful in decoking of pyrolysis furnaces, is presented.