USC-176U型裂解炉蒸汽空气烧焦工艺的研究与优化

抚顺乙烯采用SW的USC-176U型裂解炉,在烧焦操作中经常出现炉管堵塞现象。根据实际经验,优化裂解炉烧焦过程中空气用量、烧焦温度和蒸汽用量,缩短烧焦时间,降低装置能耗物耗。     

基于自适应谱方法的裂解炉烧焦模型化简策略

炉管烧焦是乙烯裂解炉的重要操作，准确的烧焦模型是优化控制烧焦过程、提高烧焦效率的重要前提。常见的烧焦过程机理模型为偏微分方程的形式，具有无穷维、时空耦合的特点，计算复杂度高，难以满足实时优化和控制对轻量级模型的需求。为此提出一种基于自适应谱方法的乙烯裂解炉烧焦过程轻量级模型化策略。首先，针对炉管生焦与烧焦过程焦层变化特点，将炉管自适应划分为有焦段和无焦段。其次，使用Legendre多项式作为空间基函数分别对有焦段和无焦段分布参数近似降维，建立烧焦过程控制输入与炉管内焦层厚度分布、温度分布的时间维系数的集中参数模型，避免因直接使用谱方法近似拟合带局部特征的分布参数系统而产生较大误差的问题。     

SC-1型裂解炉空气-蒸汽烧焦方法研究与改进

兰州石化460kt／a乙烯装置采用的SC-1型管式裂解炉在空气一蒸汽清焦过程中容易发生炉管堵塞,导致裂解炉停车检修。介绍了该裂解炉的烧焦过程,对其发生掉焦的原因进行了分析并提出空气烧焦方法的改进措施。自2008年实施改进烧焦方法后,再未发生过掉焦导致的停车检修事故。     

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.     

乙烷裂解炉安全烧焦及条件优化

采用耦合炉膛和炉管传热的计算方法,模拟KTI—SMK型裂解炉的烧焦过程。首先对恒定炉管入口烧焦气流量和温度模式的烧焦程序进行安全烧焦条件的计算,并用复形调优法计算出优化的烧焦条件为水蒸气流量1861kg／h,空气流量597kg／h,炉管人口温度626℃,烧焦时间8．2h。随后验证了该操作条件,得到管壁最高温度为1047℃,管内残炭量和烧焦时间分别低于目前装置烧焦程序模拟结果。     

模拟乙烷裂解炉管中流体返混对烧焦过程的影响

针对裂解炉管弯头处流体运动状态变化的特点,采用柱塞流反应器(PFR)与串联全混流反应器(CSTR)组合的反应器模型,耦合计算了炉膛传热和辐射段炉管内的烧焦过程.将烧焦时焦炭表面氧分压、烧焦速率、炉管出口气体温度和碳氧化物含量、焦炭层厚度等影响的模拟结果与无返混的PFR模型的模拟结果进行了比较.结果表明:两种模型模拟的炉管出口气体温度和碳氧化物含量均与生产实际基本相合,但有返混的模型能更准确地描述烧焦结束时残碳在管内的分布特点.     

裂解炉对流段炉管结焦的原因及其对策

ＳＲＴ－Ⅳ（ＨＳ）型裂解炉辐射段炉管和对流段原料／稀释蒸汽混后炉管的结焦，可以通过空气／稀释蒸汽的烧焦来清除，而对流段原料／稀释蒸汽混合前原料在预热管中结焦的现象时有发生，却没有较理想的解决办法。中原乙烯首次尝试把对流段热管割开，从而准确地观察到原料／稀释蒸汽混合前预热管的结焦情况。本文的目的在于描述裂解炉对流段炉管的结焦情况及处理措施，以供各乙烯生产厂参考。     

GK-Ⅵ型裂解炉烧焦工艺的优化

通过对影响裂解炉炉管烧焦反应主要因素的分析,结合裂解炉运行、烧焦现状,对裂解炉烧焦工艺进行了优化,缩短了烧焦时间,降低了裂解炉物耗能耗。     

"80U"型裂解炉炉管结焦堵塞采取的措施

叙述了中国石油大庆石化公司化工一厂新区乙烯装置3台"80U"型裂解炉,由于各种原因经常发生单根炉管结焦、焦块堵塞炉管的情况,致使受限的炉管烧焦时管内焦层不能烧掉,不得不停炉更换炉管。采用单根炉管烧焦技术后,在整台裂解炉烧焦的同时,受限的炉管也能彻底烧焦合格。     

裂解炉蒸汽-空气烧焦过程计算及优化

通过对裂解炉烧焦过程的计算和分析,获得如下结果：当前裂解炉烧焦程序存在较大的改进空间,焦自身反应产生的热量带来的系统温升很小,不会产生局部过热。可通过及时提高烧焦温度、增加空气流量和降低稀释蒸汽流量来提高烧焦效率,烧焦时间可从原来的24h降低到15h。     

用SPYRO软件优化实现乙烯装置效益最大化

SPYRO软件可用来优化乙烯装置裂解炉原料,也可优化裂解炉运行参数。以效益最大化为原则进行优化,要先建立价格体系,将乙烯、丙烯、丁二烯等产品模拟至市场价格,中间产品通过建立数学模型进行计算。价格体系建立后,对裂解炉炉管出口温度、稀释蒸汽比进行优化,以得到最佳操作点。     

裂解/烧焦切换操作的双辐射段裂解炉的数值模拟

用Gambit软件对双辐射段裂解炉进行几何建模和网格划分,选择计算流体力学软件Fluent的标准k-ε湍流模型、有限速率/涡耗散燃烧模型和P1辐射模型,对裂解炉辐射段和对流段进行数值模拟计算。模拟计算结果表明,裂解辐射段的烟气温度高于烧焦辐射段;在炉管中心面处,裂解辐射段的压力略高于烧焦辐射段,烟气流动的线速度明显大于烧焦辐射段;两个辐射段的炉管管壁温度分布不一致。尽管裂解辐射段的横跨段出口面烟气平均温度高于烧焦辐射段,但高温烟气没有流入烧焦辐射段且流向对流段的烟气温度场随着对流段高度上升逐渐均匀,该计算结果说明了双辐射段裂解炉的裂解/烧焦切换操作是可行的,并可进一步优化双辐射段裂解炉的结构和操作。     

裂解炉在线快速烧焦技术的开发及工业应用

介绍了裂解炉在线快速烧焦技术的原理、方法及工业应用。应用结果表明:裂解炉辐射段炉管采用快速烧焦技术,烧焦时间可缩短50%以上,节能减排降耗效果显著,具有较好的经济和社会效益。     

优化操作 提高GK-Ⅵ型裂解炉的生产能力

介绍了中国石化齐鲁石化股份有限公司烯烃厂乙烯装置GK-Ⅵ型裂解炉工艺流程以及采用的先进技术.并从工艺的角度,详细阐述了通过改进流程、缩短裂解炉切换时间、合理分配燃料气负荷、平均分布炉管各组原料流量、提高裂解炉辐射段炉管出口温度、改进烧焦程序等方法,优化GK-Ⅵ型裂解炉的操作,从而延长其运行周期及有效运行时间,为乙烯装置节能降耗,提高乙烯收率和高负荷运行,创造了良好的基础.     

扬子石化公司烯烃厂乙烯裂解炉实施在线烧焦

南京扬子石化公司烯烃厂与华东理工大学合作 ,共同开发了 型裂解炉在线烧焦程序软件 ,通过降低稀释蒸汽量、加大空气量进行助燃 ,从而达到废热锅炉烧焦所需要的温度。目前 ,该厂已在所有的裂解炉上成功地实施了国内外领先的裂解炉在线烧焦先进技术 ,由此每年可创经济效益 2 0 0万元以上裂解炉在线烧焦技术的应用 ,可以提高裂解炉清焦的科学性 ,降低操作人员的劳动强度 ,提高整个乙烯装置的自动化水平和生产效率。该厂乙烯装置共有 10台裂解炉 ,以前除 1台 型裂解炉能够实行在线烧焦外 ,其余 8台 型裂解炉和 1台乙烷炉全部采用空气加稀释…     

裂解炉快速烧焦技术在茂名石化的工业应用

茂名石化2号乙烯装置设计年产乙烯640 kt,共有7台裂解炉,其中5台SL-Ⅱ型裂解炉,2台SL-Ⅰ-M型裂解炉。SL-Ⅱ型裂解炉采用24组5-1构型炉管,年产110 kt乙烯,原设计烧焦时间为42.5 h,裂解原料为石脑油或轻烃。茂名石化采用中国石化北京化工研究院的快速烧焦技术后,在确保裂解炉安全的前提下,烧焦时间缩短为18~24 h。由于裂解炉烧焦时间大幅缩短,增加了裂解炉在线生产时间,不但节能减排降耗效果显著,还可提高乙烯装置的裂解产品产量。     

基于工况识别的乙烯裂解炉烧焦过程COT随机分布系统建模

在乙烯裂解炉烧焦过程中,部分炉管出口温度(COT)容易过高发生"飞温",而部分过低致使COT分布不均衡.针对传统烧焦控制方法仅对COT平均值进行控制,不能很好地控制热场的问题,提出基于工况识别的随机分布系统建模方法,通过对烧焦过程COT升温快慢工况的识别,再对烧焦过程中COT分布的概率密度函数进行建模,为乙烯裂解炉烧焦...     

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。     

裂解炉结焦抑制及清焦技术

在管式蒸汽裂解法制乙烯的过程中,烃类在裂解炉炉管内裂解的同时,伴随着二次反应生成焦炭粘附在炉管内壁,使得传热效率逐步降低,炉管表面温度升高,对生产造成了严重影响。介绍了国内外近年来发展的结焦抑制技术,分析了清焦过程的机理,综述了清焦技术的进展以及先进控制在清焦中的应用。     

裂解炉炉管高温损伤问题的研究

1 裂解炉炉管的特点 大庆30万吨/年乙烯装置裂解炉,无论是轻烃炉还是石脑油炉,其主要特点都是操作压力低,烧焦频繁及使用温度高(管壁最高温度可达1100℃或更高)。裂解炉炉管内表面同介质之间存在着严重的高温氧化和渗