乙烯蒸汽裂解炉结焦抑制技术进展

本文详细地综述了近年来国内外乙烯裂解过程中结焦抑制技术的进展,并介绍了炉管表面涂层技术、最新结焦抑制剂和新型炉管的应用。     

乙烯裂解炉结焦抑制技术进展

综述了近年来国内外乙烯裂解过程中结焦抑制技术研究及工业应用进展;介绍了添加结焦抑制剂、炉管涂覆技术研究、新材料炉管的工业应用;对中国乙烯装置开发结焦抑制技术提出了建议。     

乙烯裂解炉结焦抑制技术进展

在乙烯装置中，裂解炉结焦是制约装置运行的重要因素。在查阅大量文献基础上，系统地总结了国内外在抑制结焦技术方面的成果和进展，对我国开发结焦抑制技术、提高乙烯装置竞争能力，提出了建议。     

优化裂解炉操作提高乙烯产量

介绍了2002年10月中国石化齐鲁股份有限公司烯烃厂乙烯装置在裂解炉方面的优化措施。实践证明保持裂解炉在较高的负荷下稳定长周期运行是提高装置产能的最佳选择。     

乙烯裂解炉技术的进展

介绍了裂解炉技术的现状及发展趋势,重点从裂解炉炉管、急冷锅炉、燃烧器及抑制结焦技术等几个方面介绍了乙烯裂解炉技术的进展。     

乙烯裂解炉燃烧器技术进展

综述了乙烯裂解炉燃烧器技术开发的最新进展情况,介绍了燃烧器布置优化、底部燃烧器和侧壁燃烧器等新技术以及CFD模拟技术在燃烧器设计和操作等方面的应用情况,这些新技术的成功应用将降低裂解炉烟气中NOx的排放,提高燃烧器的效率和裂解炉的操作稳定性.     

乙烯裂解炉烧焦技术进展

简要分析了氧气流量和温度对裂解炉烧焦的影响情况,重点概述了裂解炉烧焦技术的发展状况,并针对烧焦工艺存在的问题,提出了未来发展思路及若干建议。     

乙烯裂解炉技术进展

裂解炉是乙烯装置的核心,裂解炉的改进对整个乙烯装置操作的经济性有直接的影响.综述了乙烯蒸汽裂解炉的大型化、炉型结构、炉管材料、抑制结焦技术、急冷锅炉、燃烧器的研究现状.介绍了乙烯裂解炉技术的最新发展状况,提出了我国乙烯裂解炉技术的发展方向.     

乙烯装置裂解炉节能降耗

介绍了齐鲁石化乙烯装置近年来在裂解炉节能降耗方面所做的工作及取得的进展,主要针对齐鲁石化乙烯装置近年来通过裂解炉技术改造、新技术应用和精细化管理等方面采取的措施,降低裂解炉能耗的工作进行阐述.     

SL-Ⅰ型裂解炉在燕化乙烯装置改扩建中的应用

介绍了中国石化北京燕山石油化工公司化工一厂乙烯装置SL-Ⅰ型裂解炉的工艺特点、设计、施工、开车及考核结果。作为以CBL技术为主的SL-Ⅰ型炉,其各项工艺指标均达到设计指标。     

乙烯裂解炉对流段的模拟计算及设计优化

对乙烯裂解炉对流段的设计进行了研究,建立了对流段计算模型。此模型具有设计型和核算型功能,能计算裂解炉对流段各段管排的热负荷、工艺物料和烟气侧的压力降以及管排的传热系数、管壁温度、翅尖温度等。以某S型炉和某G型炉的设计数据与模型计算数据进行对比,验证了该模型具有较高的准确性,满足工程设计的要求。最后使用此对流段设计模型,提出通过改变进料位置、选择注汽方式、调整管排布置等来优化裂解炉对流段设计的理念。     

Modelling of heat transfer and pyrolysis reactions in an industrial ethylene cracking furnace

The development of a relatively simple mechanistic model for an industrial ethylene cracking furnace is described, including the estimation of selected model parameters to improve model predictions. Energy balance equations are developed to account for radiative, conductive, and convective heat transfer in the radiant section, and for convection and conduction in the ultra‐selective heat exchanger (USX) and in the transfer line exchanger (TLE). Kinetic schemes by Ranjan et al. and Sundaram and Froment are used to model the cracking reactions. 1 , 2 The heat transfer model is combined with mass and momentum balances to model gas composition, pressure, and temperature changes as a function of position along the reactor tubes. Initial values and uncertainty ranges are assigned to 44 model parameters based on information in the literature and our industrial sponsor. A sensitivity‐based technique and a mean‐squared‐error (MSE) criterion are used to select the appropriate subset of 22 parameters for tuning. Parameters are estimated and model predictions are validated using industrial data. Model predictions provide a good match to data that were not used for estimation.     

基于迁移学习的裂解炉产率建模

乙烯裂解炉通常以石油分馏产品为原料,并在高温条件下使长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃,从而获得乙烯、丙烯等烯烃及其他产品.建立这些主要产品的产率模型对裂解炉的先进控制、操作优化等任务在理论和实际上都具有重要意义.尽管在不同裂解原料、不同炉型的裂解炉状况下产品收率均存在差异,但由于裂解炉运行具有半连续性、周期性特征,裂解温度、停留时间及烃分压等因素对裂解产率的影响具有共性,因此为减小建模过程中典型样本采集等成本,有效利用历史数据提高建模精度,有效利用这些不同运行过程中存在的相似性,辅以迁移学习算法实现不同工况下裂解产率的快速建模.相比较以前的研究,此建模方法在少量新数据的情况下充分挖掘了历史数据中包含的信息.最后,以某乙烯厂为研究实例进行裂解产率建模,结果显示能够获得较好的产率预测精度,验证了该建模方法的有效性.     

基于甲烷收率在线测量技术的乙烯裂解炉闭环优化方法

由于缺乏裂解产物收率绝对量信息,现有的乙烯裂解炉优化策略需要依靠裂解反应模型对裂解产物分布进行预测并依此进行开环优化计算,其优化结果完全依赖于裂解反应机理模型的精度.本文通过改进乙烯裂解炉裂解气取样系统实现了甲烷质量收率这一关键参数指标的在线测量,并在此基础上进一步提出一种裂解炉闭环优化运行新方法.该方法针对乙烯和丙烯收率和(简称“双烯”收率)最大这一优化目标,根据甲烷收率和双烯/甲烷比(烯甲比)的在线测量数据迭代求解获得最优炉管出口温度(COT).该方法采用闭环迭代寻优的方式,能够有效克服灵敏度函数的非线性以及在线分析仪表本身的测量误差,具有良好的鲁棒性;另一方面,由于不需要借助任何裂解原料与裂解反应模型,从而大大减少了裂解炉优化系统实施的投资,因此具有很好的工业应用前景.     

空气预热器在乙烯裂解炉中的应用

以空气预热器在乙烯裂解炉中的应用为例,通过对使用前后裂解炉能耗变化进行对比,得出结论,空气预热器在乙烯裂解炉中的应用可以达到节能降耗的目的。     

裂解炉节能降耗措施及效果

裂解炉为乙烯装置的核心,是乙烯装置的能耗大户,其能耗占装置总能耗的5O%。国内乙烯装置裂解炉在运行过程中普遍存在排烟温度高、炉壁散热量大、热效率低;COT偏差大、运行周期短、设备重复检修频繁等问题,通过认真研究分析以上问题,采取了一些行之有效的办法,使得装置能耗大大降低。     

乙烯装置裂解技术进展及其国产化历程

简述了蒸汽裂解技术的发展过程、发展方向以及目前的现状。介绍了目前裂解技术在与辐射炉管相关技术、与节能环保相关技术、大型化、裂解炉改造、先进控制及优化等方面的主要进展,并介绍了哪些技术效果好、哪些技术仍然存在问题。简要回顾了中国石化北方炉（CBL）裂解技术的发展过程,以及工艺国产化、设备国产化、工程设计国产化以及大型化的情况。介绍了CBL裂解技术在裂解炉节能改造、天津与镇海1000 kt/a乙烯装置中的工业应用情况、150 CBL-Ⅶ型kt/a裂解炉的工业应用情况及200 kt/a裂解炉的开发情况。最后指出了蒸汽裂解技术取得突破进展所存在的瓶颈在于防止结焦,总结了CBL技术经历30年发展并最终进入国际市场的过程中每个阶段所解决的问题。介绍了CBL裂解技术特点,并指出了其与国外技术相比所占的优势。     

乙烯裂解炉空气预热器改造

为了减少燃料气消耗,采用乙烯装置急冷水的富余热量对裂解炉空气预热,并对兰州石化460 kt/a乙烯装置裂解炉进行了改造,在裂解炉底部空气入口安装空气预热器.通过对比空气预热器投用前后的相关数据得出,该装置燃料气单耗降低了3 kg/t,每年产生经济效益414万元.     

裂解炉对流段的模块化设计

通过对某乙烯装置12万t/a裂解炉对流段的模块化设计,从设计角度对模块化程度选择、模块规格的确定和模块化图纸的风格和特点等方面进行了简要的阐述.     

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。