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。     

乙烯管式裂解炉的数值模拟

对USC型乙烯管式裂解炉进行了系统的数值模拟,得到了裂解炉内详细的速度、温度及组份浓度分布情况,揭示了裂解炉内流动、传热、传质和反应等过程的基本特点. 裂解炉炉膛和反应管分别进行计算,通过管外壁温度相连接,直至吻合. 计算结果表明,炉膛内流动、组份浓度和烟气温度分布是相当不均匀的,使反应管管壁温度和热通量分布不均匀;模拟计算还得到了反应管长度方向上的温度、速度、压力和组份浓度的变化规律;在反应管径向上存在着明显的速度和温度分布,而组份浓度变化程度不如速度和温度明显.     

乙烯裂解炉反应与传热耦合的智能混合建模与模拟

乙烯裂解炉辐射段的过程模拟,一般由管内反应过程模型与管外传热模型两部分组成,具有非线性、强耦合的特点。其中管外传热模型涉及变量参数众多、求解过程耗时长。针对这一问题,提出了一种智能混合建模方法,在构建基于区域法的管外传热计算模型的基础上,利用该模型产生的数据,设计构造了针对管外传热计算的神经网络模型。利用该模型与管内反应过程模型相耦合,实现对乙烯裂解炉辐射段的智能混合建模与模拟。结合工业实际算例,验证了基于机器学习和机理模型的智能混合建模的可行性,裂解产物预测精度良好,且混合模型可以大大缩短计算时间,更加符合工业计算的要求。     

乙烯裂解炉反应与传热耦合的智能混合建模与模拟

乙烯裂解炉辐射段的过程模拟,一般由管内反应过程模型与管外传热模型两部分组成,具有非线性、强耦合的特点。其中管外传热模型涉及变量参数众多、求解过程耗时长。针对这一问题,提出了一种智能混合建模方法,在构建基于区域法的管外传热计算模型的基础上,利用该模型产生的数据,设计构造了针对管外传热计算的神经网络模型。利用该模型与管内反应过程模型相耦合,实现对乙烯裂解炉辐射段的智能混合建模与模拟。结合工业实际算例,验证了基于机器学习和机理模型的智能混合建模的可行性,裂解产物预测精度良好,且混合模型可以大大缩短计算时间,更加符合工业计算的要求。     

乙烯装置裂解炉的烧焦过程模拟

裂解炉炉管内壁的烧焦过程是个炉管温度、压力、浓度和焦炭厚度随时间,沿空间变化的动态过程。基于蒸汽-空气法烧焦机理分析,假定沿炉管烧焦反应动力学参数和反应热不变,建立了蒸汽-空气烧焦过程机理模型。针对中石化镇海炼化分公司乙烯装置裂解炉BA104的实际烧焦参数结合有限元求解进行了流程模拟。流程模拟结果与实际过程的对比证实了所建立的工业裂解炉蒸汽-空气烧焦过程模型的可行性和有效性,为实现烧焦过程的闭环优化控制奠定了基础。     

乙烯裂解炉计算机模拟优化软件开发裂解反应动力学模型构建

裂解炉作为乙烯装置的核心反应装置,对其动力学进行模拟优化计算是保证乙烯裂解装置运行安全、稳定的重要手段.裂解反应动力学模型的构建主要围绕乙烯裂解炉计算机模拟优化来展开研发.文章为了验证模拟乙烯裂解炉平台的性能,选用了参数回归、组态建模、原料预处理以及周期生产模拟等方法,主要目的是为了通过其在工业中的应用及研发过程来引起...     

乙烯裂解炉中温度的分布

Abstract A good understanding of the detailed temperature distribution in the furnace plays an important role in the implementation of operation optimization and design improvement of ethylene pyrolyzer. Numerical simulation of the turbulent flow, combustion and heat transfer was carried out to investigate the temperature distribution in industrial furnace. Inhomogeneities of the flue-gas temperature distribution were observed in X, Y, and Z direction of the furnace from the simulated results. Along the height of the furnace, the average flue-gas temperature increased initially and decreased afterward, and reached its peak at the height of 5m. The reactor tube skin temperature varied not only along the height of the furnace, but also around the circumference of the tube. The heat flux profiles from the furnace towards the reactor tubes followed the shape of the average flue-gas temperature profile. The heat flux of the inlet tubes was constantly higher than that of the outlet tubes at the same height in the furnace.     

乙烯裂解炉石脑油裂解反应的数值模拟

以 SL-Ⅱ型乙烯裂解炉反应管为对象,结合烯烃厂裂解工艺参数,对管内石脑油裂解反应过程进行了模拟研究。裂解反应模型采用 Kumar 提出的分子反应模型,模拟得到了管内油气流速、温度、裂解产物的变化规律。结果表明,近壁层流层的存在使得管内油气径向速度、温度梯度较大,二维管内模型可以更全面地描述裂解反应过程。模拟得到的裂解产物收率与裂解炉的生产运行数据进行了比较,两者基本一致,验证了裂解反应模型的合理性。     

乙烯裂解炉炉管开裂分析

某厂乙烯裂解炉停车检修时,发现横跨段相关炉管开裂,对炉管缺陷部位进行宏观检查、成分分析、金相分析和扫描电镜断口分析,明确裂纹产生的原因,为该类设备的优化设计和稳定运行提供参考。     

乙烯装置裂解炉运行分析

对比了乙烯装置各台裂解炉在投用混合原料或单一原料时,在运行初期和末期,以及裂解加氢裂化尾油或石脑油时各周期的能耗(超高压蒸汽产汽量、燃料消耗量)和产品收率的变化。通过分析,对裂解炉优化运行提出了几点建议:一是避免裂解原料混合裂解;二是可相应延长石脑油或轻烃进料裂解炉运行时间;三是在切为加氢裂化尾油运行前,投用石脑油15~20 d。     

乙烯裂解炉炉管失效分析

针对服役2个月的乙烯裂解炉管开裂情况,从材料成分、微观组织、断口形貌以及温差应力等方面进行分析,得出失效原因——局部超温导致材料劣化引起开裂,并提出了解决措施。     

气相进料制乙烯的蒸汽裂解炉的模拟

目前,化学和石油工业中有许多工艺过程适宜采用计算机控制,而且至少有些乙烯生产过程已经应用在线控制和最优化控制。这种生产过程的特点是产值高,产量大。如今,乙烯厂仍是以生产乙烯为主,但是付产品的重要性却已增长到以致使“乙烯厂”的名称正在变得令人误解。因此,对热裂解各种产品的产率实行最优控制是很重要的。为了保证乙烯裂解炉得到最优控制,生产厂应有选择最优操作条件的一些方法。最初研究的目的是要作出裂解炉一整套通用模型,以寻找最优操作条件。但由于裂解炉在操作过程中的特性呈现严重的非线性,所以只有在严格规定操作范围时,才能以反应动力学原理编制出物料平衡和能量平衡关系     

乙烯裂解炉的计算机控制

一、概况扬子石化公司烯烃厂投料开车一年后,由外商派专家对乙烯装置计算机控制系统的部份回路进行了调试,其中裂解炉调试了3台、然后,根据这部份控制回路的运行情况及生产需要,由我们自己通过工艺、仪表、计     

耦合法模拟乙烷裂解炉烧焦过程

以KTI-SMK型乙烷裂解炉为研究对象,采用同时计算炉膛和炉管传热的耦合法模拟了空气和水蒸气的混合烧焦过程,分别以活塞流、缩壳模型以及区域法描述管内流体流动、气固非均相反应以及炉膛传热,计算出烧焦过程中管内气体温度分布、管壁温度分布、焦炭厚度分布、炉管出口碳氧化合物含量和炉管出口气体温度.其中,烧焦时间、炉管出口碳氧化合物含量和炉管出口气体温度的计算结果与生产数据基本相符.按目前的烧焦程序进行模拟,结果表明,烧焦结束时,管内依然残留5%的焦炭,管壁最高温度低于管材极限,说明现采用的烧焦工艺还可以进一步优化.     

SL-Ⅱ型工业乙烯裂解炉内燃烧传热与裂解反应的耦合模拟

采用计算流体力学(CFD)方法对SL-Ⅱ型工业乙烯裂解炉辐射段炉膛内的燃烧传热及管内石脑油裂解反应过程进行耦合模拟,建模及耦合求解在CFX中完成.计算时采用标准k-ε双方程湍流模型、旋涡耗散/有限化学速率(EDM/FRC)燃烧模型和离散传播(DT)辐射模型,其中介质辐射特性采用多灰气加权模型;石脑油裂解反应采用Kuma...     

乙烯裂解炉LMPH管失效分析

乙烯裂解炉是乙烯裂解工艺生产过程中的核心装置。乙烯裂解炉辐射段(LMPH)炉管长时间受到火焰辐射冲刷或高温烟气传热,易发生渗碳、硫化、氧化、变形等腐蚀损伤。对某石油化工企业的裂解炉装置的LMPH管失效原因进行了分析后可知,LMPH管失效是由高温和炉管渗碳两大因素的共同作用导致的,并针对其失效原因提出了相应的预防措施和建议。     

乙烯装置裂解炉运行情况分析

结合实际生产情况,从裂解炉改造情况、裂解炉总体运行情况、裂解炉辐射段炉管运行情况、裂解炉运行和维护等方面简要介绍了吉林石化公司700kt/a乙烯装置裂解炉的运行情况,通过裂解炉节能技术改造、原料适应性改造和日常生产存在问题进行原因分析,制定应对措施等,同时强化内部管理,探讨生产优化措施,实现乙烯裂解炉长周期高效运行,实现了乙烯装置质量效益最大化。     

乙烯裂解炉改造及效果分析

针对中国石化扬子石油化工有限公司2#乙烯装置BA-1101裂解炉投油量和运行周期达不到设计水平、热效率低等问题进行分析,采用中石化自主开发的CBL裂解炉技术对辐射段炉管进行改造,在对流段增加管排回收热量,改造后,BA-1101投油量和运行周期达到设计值,排烟温度大幅下降,热效率显著提高。     

乙烯装置裂解炉节能降耗措施分析

研究与实施乙烯装置裂解炉节能降耗是石油化工产业发展的必然结果。主要从裂解原料的选择与优化、烧焦控制方案的改良、热效率的提高、新型节能技术的应用以及裂解炉管理的加强等五个方面分析了乙烯装置裂解炉节能降耗措施。     

乙烯裂解炉管运行中产生变形因素分析

针对乙烯裂解炉管产生变形原因及其因素分析,同时提出解决炉管的变形措施。