气体裂解炉烧焦过程研究

在对裂解炉辐射段炉管烧焦过程进行分析的基础上,确立了模拟烧焦过程的数学模型;依据中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司实际工业装置的运行情况,对该公司KTI SMK型气体裂解炉辐射段炉管烧焦过程进行了模拟,并对裂解炉辐射段烧焦结束的判断标准、提高空气量对烧焦的影响等问题进行了分析。模拟结果表明,目前工业生产中普遍采用的以烧焦尾气中CO_x摩尔分数小于0.5%为判断烧焦结束的标准,存在烧焦不完全的问题,在实际应用中需要降低烧焦尾气中CO_x含量或延长烧焦时间,以达到完全烧焦的目的;在裂解炉辐射段炉管烧焦过程中,适当提高空气量有利于缩短烧焦时间。     

乙烯裂解炉自动烧焦控制系统开发及应用

以乙烯裂解炉自动烧焦为研究对象，应用顺序控制技术和先进过程控制技术开发了乙烯裂解炉自动烧焦系统，该系统可按照预设的步骤及控制参数完成裂解炉烧焦过程。该系统应用先进过程控制的模型预测技术，实现了炉管出口温度(COT)的稳定及卡上限控制，自动烧焦过程中的A/B炉膛COT温度比手动烧焦分别提高2.0℃和0.9℃,提升了烧焦效率；自动烧焦过程中的烧焦量平稳增加，有效避免了超温情况，降低了炉管损伤的风险，每次烧焦时间平均节约1.4 h。     

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。     

乙烯裂解炉的蒸汽-空气烧焦过程模拟

裂解炉炉管内壁的蒸汽—空气烧焦操作是一个反应温度和浓度沿空间变化的动态过程。此过程可以用一组非线性双曲型偏微分方程描述。为了便于求解及积分的收敛，采用迎风差分格式计算。在烧焦过程模拟中，根据裂解炉炉管高温成焦的特点，采用了沿炉管不变的烧焦反应动力学参数和反应热，模拟计算20h内裂解炉炉管不同时刻的焦层厚度、气固相温度、氧气和水蒸气分压沿炉管的变化，计算结果与工业测量结果相符合，为开发先进的裂解炉在线烧焦技术提供了更加可靠的基础。     

小乙烯裂解炉辐射段炉管国产化改造

介绍了针对乙烯裂解炉辐射段炉管备件价格昂贵、定货周期长、长期依赖进口、严重制约高负荷稳定生产以及以小型乙烯裂解炉辐射段炉管为例进行国产化改造的情况.对小型乙烯裂解炉辐射段炉管国产化方案设计、选材、制作、安装及其运行评价的整个过程进行了详细的论述.     

乙烯裂解炉辐射段炉管破裂原因探讨

乙烯裂解炉辐射段炉管(以下简称裂解炉管)是制约乙烯装置长周期安全运行的主要因素之一。某乙烯企业裂解炉运行后烧焦过程中发生了炉管破裂故障。通过炉管常量元素检验、痕量杂质元素检测、碳含量检测、光学及电子金相组织观察、扫描电镜微区成分分析等综合分析认为:裂解炉管由于渗碳引起材质变差,导致破裂失效。提出了裂解炉管渗碳失效的防护措施:合理布置燃烧器,确保热量均匀分布;严格避免炉管升温或降温速度太快;保证裂解炉定期清焦质量。     

乙烯裂解炉辐射段制造和检验

乙烯裂解炉是乙烯装置的核心设备,辐射段是裂解炉的重要组成部分。本文重点介绍辐射段的制造和检验过程,如炉管材质、炉管的离心浇铸、机械加工、炉管焊接、组排等,为辐射段制造提供借鉴和经验。     

独山子石化公司F-107裂解炉改造

独山子1#乙烯装置F-107裂解炉在运行中存在炉管热应力状态差,使用中变形严重、炉管多次断裂,设计满负荷下运行周期短等问题,通过采用新裂解炉专利技术对辐射段炉管和对流段进行改造,延长了裂解炉运行周期、降低了排烟温度、提高了热效率和目的产品收率。     

专利信息

新型排布单程炉管乙烯裂解炉,两程辐射段炉管的乙烯裂解炉,一种两程辐射炉管的裂解炉,一种辐射段炉管采用“U”形结构排布的裂解炉,乙烯装置急冷油减粘剂。     

延迟焦化加热炉烧焦-水洗技术的应用

延迟焦化加热炉将原料油迅速加热升温至焦化反应温度,运行一段时间后,辐射炉管易结焦,导致炉膛温度、炉管表面温度升高,炉管传热能力下降,装置处理量降低。以延迟焦化加热炉辐射段炉管为例,针对辐射段炉管结焦、清焦问题,首次采用蒸汽-非净化风烧焦辐射段炉管后,再用除盐水对辐射段炉管进行水洗除焦。结果表明,加热炉辐射段炉管经烧焦水洗后,完全清除了炉管内的结焦和盐垢,装置处理量提高了13.14%,炉管表面温度平均下降了28.17℃,燃料气单耗降低了9.67%,不但延长了加热炉的运行周期,而且提高了装置的经济效益。     

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。     

管式裂解炉辐射室管外传热模型的研究进展

阐述了管式裂解炉辐射室管外传热模型在管式工业裂解炉设计中的重要意义,对管式裂解炉管外传热模型的发展历程和现状进行了综述,对目前应用的管式裂解炉辐射室管外传热模型进行了详细的介绍(如区域法、蒙特卡洛法、热通量法和流体力学计算法),总结了各类模型的优缺点,对各类模型的计算精度进行了比较,指出多维模型与流体力学计算法相结合用于工业裂解炉的设计,是管式裂解炉辐射室管外传热模型的重要发展方向。     

在线清焦技术的应用对焦化加热炉的影响

介绍了在线清焦技术在中国石油乌鲁木齐石化公司1.20Mt/a延迟焦化装置加热炉上应用后对加热炉产生的影响。在线清焦技术的应用有效延长了加热炉的运行时间,但是也对加热炉产生了不利影响,实践证明在线清焦操作会导致加热炉炉管表面热偶脱落、炉管表面氧化剥皮、炉管入口固定螺栓松动、炉管出口法兰螺栓疲劳等不良后果。同时针对在线清焦操作产生的不良影响,提出了一些建议。     

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。     

油田注汽锅炉爆管原因分析及预防措施

在简述了油田注汽锅炉的工作流程后,分析了注汽锅炉爆管的四种原因,即(1)蒸汽干度超过85%,造成锅炉辐射段内炉管过热而爆裂;(2)炉膛内火焰偏离中心线造成火焰扫擦辐射段内炉管,炉管因局部过热而爆裂;(3)锅炉给水含氧过高造成炉管氧腐蚀而形成许多小孔;(4)锅炉给水硬度偏高造成给水预热器内管和对流段内管结垢而爆裂。在分析爆管原因的基础上提出了相应的预防措施。     

扭曲片在SRT—IV型裂解炉上的工业运行

对SRT—IV型乙烯裂解炉进行扭曲片管工业运行试验。扭曲片将炉管内物料的流动形态从柱塞流改变为旋转流，从而减薄了近管壁处的层流底层，强化了炉管与物料间的传热，降低了管壁温度，延缓了辐射段炉管内焦的生成。试验结果表明，在乙烯收率没有降低的情况下，增加裂解炉的处理量，大幅度延长了裂解炉的运转周期。     

在线清焦技术在1.20Mt/a焦化加热炉上的应用

介绍了在线清焦技术在中国石油乌鲁木齐石化公司1.20Mt/a延迟焦化装置加热炉上应用的具体操作过程、操作中所遇到的问题、解决方法以及应用效果。应用在线清焦技术后,炉管表面温度下降80℃以上,燃料气用量减少500m3/h(标准状态),有效延长了加热炉运行时间,为全装置达到三年一修提供了有力保障。影响清焦效果的主要因素有:升降温温差、升降温速率、清焦操作时间、炉管结焦厚度等。恒温时瓦斯用量变化、各炉管表面之间温差、炉管表面与分支出口温差都可作为在线清焦成功与否的判定依据。     

采用数值模拟研究不同供热形式对裂解炉运行的影响

利用计算流体力学Fluent软件,选择标准k-ε湍流模型、有限速率/涡耗散燃烧模型和P1辐射模型等计算模型,对全部由底部燃烧器供热(简称全底烧供热)和由底部和侧壁燃烧器联合供热(简称联合供热)的工况进行三维数值模拟计算,得到了底部燃烧器喷口面、炉管位置中心面、横跨段出口面烟气温度分布以及炉管管壁温度分布和烟气组成分布的数据。模拟计算结果表明,全底烧供热时炉膛底部形成高温区,炉膛上部温度低;联合供热时在炉膛上方采用侧壁燃烧器补充热量,炉膛烟气温度场比全底烧供热更加适合于管内的烃类裂解反应,联合供热时炉管管壁温度分布优于全底烧供热;全底烧供热时横跨段出口面烟气温度平均值高于联合供热。     

延迟焦化装置在线清焦操作难点及对策分析

介绍中海炼化惠州炼油分公司延迟焦化加热炉在线清焦的原理、操作步骤及清焦效果,分析影响其操作过程的关键因素,并提出相应的应对措施。结果认为变温、变注水操作是决定在线清焦成败的最关键因素;初期慢速清焦有利于防止炉管堵塞,后期温度变化梯度可逐步提升,最高可达1 000℃/h的温度变化梯度;切换过程为在线清焦过程中的重要环节,快速切换以及控制好弯头箱保护蒸汽量有利于防止炉管震动和炉膛正压。这些关键参数的有效控制是保证在线清焦顺利进行的基础。