管式裂解爐及其工藝流程介紹

1、管式裂解爐及其工藝流程管式裂解爐是用于燒類裂解制乙烯及其聯(lián)產(chǎn)品的一種生產(chǎn)設(shè)備，為目前世界上大型石油化工廠所普遍采用。組成管式裂解爐是在爐管內(nèi)進(jìn)行脛?lì)惲呀夥磻?yīng)的設(shè)備。主要由輻射室(爐膛卜對(duì)流室、 煙囪和供給熱源的噴嘴組成。燃料油從噴嘴噴到爐膛內(nèi)燃燒，生成的煙氣流經(jīng)對(duì)流室后從煙囪排出。輻射室、對(duì)流室內(nèi)均裝有爐管，原 料油 在爐管內(nèi)加熱到所需溫度進(jìn)行裂解反應(yīng)生成裂解氣(烯脛)，裂解氣經(jīng)急冷后進(jìn)入分離裝置。爐管選用合金鋼澆鑄管。由于溫度和流速對(duì)爐管內(nèi)裂 解反 應(yīng)產(chǎn)品有重大的影響，因而要求嚴(yán)格控制爐管長(zhǎng)度方向的溫度分布及產(chǎn)品在爐管內(nèi)的停留時(shí)間，對(duì)爐型選擇、噴嘴及爐管的布置都有特別的要求。發(fā)展早期的管式裂

2、解爐是沿用石油煉制工業(yè)的加熱爐的結(jié)構(gòu)采用橫置裂解爐管的方箱爐。反應(yīng)管放置在靠墻內(nèi)壁處，采用長(zhǎng)火焰燒嘴加熱，爐管表 面熱強(qiáng) 度低，約為85? 125MJ/(mh)。20世紀(jì)50年代，裂解爐結(jié)構(gòu)有較大 改進(jìn)，爐管 位置由墻壁處移至輻射室中央，并采用短焰?zhèn)缺跓旒訜?，提高了爐管表面熱強(qiáng)度和受熱均勻性。熱強(qiáng)度可達(dá) 210MJ/(mh)。至60年代，反應(yīng)管開(kāi)始由橫置式 改為直立吊裝式，這是管式爐的一次重大技術(shù)改進(jìn)。它采用單排管雙面輻射加熱，進(jìn)一步把爐管表面熱強(qiáng)度提高到約 250MJ/(mh),并采用多排短焰?zhèn)缺跓?，?提高反應(yīng)的徑向和軸向溫度分布的均勻性。美國(guó)魯姆斯公司短停留時(shí)間裂解爐(簡(jiǎn)稱SRT爐)

3、是初期立(簡(jiǎn)稱管式裂解爐的典型裝置?，F(xiàn)在世界上大型乙烯裝置多采用立式裂解反應(yīng)管種類早年使用裂解管水平布置的方箱式爐，由于熱強(qiáng)度低，裂解管受熱彎 曲， 耐熱吊裝件安裝不易，維修預(yù)留地大等原因，已被淘汰。由于裂解管布置方式和燒嘴安裝位置及燃燒方式的不同，管式爐的爐型有多種。管式 裂解爐種類較 多，按爐型分為方箱爐、立式爐、梯臺(tái)爐等；按爐管布置方式分為橫管式和豎管式裂解爐；按燃燒方式分為直焰式和無(wú)焰輻射式裂解爐等。近年各國(guó)競(jìng)相發(fā)展垂直管雙面輻射管式裂解爐，爐型各具特色，其中美國(guó)爐姆斯公司開(kāi)發(fā)的短停留時(shí)間裂解爐采用的國(guó)家較多。反應(yīng)管材料過(guò)去，一般采用主要成分為含銀 20 %鋁25湖HK-40合金鋼作為

4、裂 解 反應(yīng)管材料，可耐1050 C高溫。由于工藝要求進(jìn)一步提高爐管表面熱強(qiáng)度，至70年代以后又改用含銀 35 %鋁25 %勺HP-40合金鋼，可耐1100 C高溫。 反應(yīng)管管徑為27in （1in等于2.54cm ），用離心澆鑄法制成，內(nèi) 部經(jīng)機(jī)械加 工平整以減少反應(yīng)過(guò)程的結(jié)焦。爐型目前國(guó)際上應(yīng)用較廣的管式裂解爐有短停留時(shí)間爐、超選擇性爐、林 德-西拉斯?fàn)t、超短停留時(shí)間爐。1、短停留時(shí)間爐是魯姆斯公司在60和70年代開(kāi)發(fā)的爐型（SRT）,有三種：即SRT-、SRT- 1及SRT-型，其中SRT-又可分為高選擇性 （HS）和高生產(chǎn)能力（HC）兩種。 SRT-型由等徑管組成；SRT-及SRT-則

5、為前細(xì)后粗的變徑管，四股平行進(jìn)料以強(qiáng) 化前期加熱，縮短停留時(shí)間和后期降低燒分壓，從而提高選擇性，增加乙烯產(chǎn)率。由于三種反應(yīng)管采用了不同的管徑及排列方式，其工藝特性差異較大。2、超選擇性裂解爐簡(jiǎn)稱USC爐它是美國(guó)斯通-韋伯斯特公司在70年代開(kāi)發(fā)的一種爐型， 爐 子的基本結(jié)構(gòu)與SRT爐大體相同，但反應(yīng)管由多組 W型變徑管組成，每 組四 根管,前兩根材質(zhì)為 HK-40,后兩根為HP-40 ,全部離心澆鑄和內(nèi)部機(jī)械 加工 平整，管徑由小到大，一般為 50 83mm,長(zhǎng)為10 20m。按照生產(chǎn)能 力的要求， 每臺(tái)爐可裝16、24或32個(gè)管組，裂解產(chǎn)物離開(kāi)反應(yīng)管后迅速進(jìn) 入一種專用急 冷鍋爐（USX）,每

6、兩組反應(yīng)管配備一個(gè)急冷鍋爐。3、林德-西拉斯裂解爐簡(jiǎn)稱LSCC爐是林德公司和西拉斯公司在 70年代初合作研制而成的一 種 爐型。爐子的基本結(jié)構(gòu)與 SRT爐相似爐膛中央吊裝構(gòu)形特殊的反應(yīng)管（圖 4LSCC爐反應(yīng)管排列方式）,每組反應(yīng)管是由12根小口徑管（前8根組成4對(duì) 平列管，后4根組成兩對(duì)平列管）以及 4根中口徑管（由4根管組成兩對(duì)平 列 管）和一根大口徑管組成，管徑為 675cm ,管總長(zhǎng)4560m。裂解產(chǎn) 物離開(kāi) 反應(yīng)管后立即進(jìn)入急冷鍋爐驟冷。4、超短停留時(shí)間裂解爐 TOC o 1-5 h z 簡(jiǎn)稱USRT爐，或稱毫秒裂解爐。是美國(guó)凱洛格公司和日本出光石油化學(xué)公司在70年代末共同開(kāi)發(fā)成功的

7、新型管式裂解爐。爐子由十多根直徑約為2.54cm,長(zhǎng)約10m的單根直管并聯(lián)組成。反應(yīng)管吊在輻射室中央，由底部燒嘴進(jìn)行雙面輻射加熱。物料由下部進(jìn)入上部離開(kāi)并迅速進(jìn)入專用的USX型急冷鍋爐，每?jī)筛磻?yīng)管合用一個(gè) USX,多個(gè)USX合接一個(gè)二次急冷鍋爐。裂解過(guò)程停留時(shí)間可低于100ms，從而顯著提高了反應(yīng)的選擇性。同傳統(tǒng)的管式裂解爐相比，乙烯相對(duì)收率約可提高10%,甲烷和燃料油則有所減少。除了上述幾種主要爐型外，工業(yè)上曾得到應(yīng)用的還有日本三菱倒梯臺(tái)爐（采用橢圓形裂解反應(yīng)管）、法國(guó)石油研究院（IFP）的梯臺(tái)爐、美國(guó)福斯特-惠勒梯臺(tái)爐、多區(qū)爐等，但這些爐子現(xiàn)已很少為生產(chǎn)廠采用。管式爐裂解工藝流程管式爐裂

8、解工藝經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，目前不僅產(chǎn)品收率大為改善，而且對(duì)原料的適應(yīng)性越來(lái)越強(qiáng)，可用于輕燃至重柴油的各種裂解原料的裂解。管 式爐 裂解法具有操作穩(wěn)定、熱量回收完善、能耗低、原料適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，使得其至今在乙烯生產(chǎn)中保持著主導(dǎo)地位。管式爐裂解工藝的典型流程如下圖所示。BWF-鍋爐給水；QW-急冷水；QO-急冷油；FO-燃料油；CW-冷卻水；MS-中壓蒸汽；1-原料油泵；2-原料預(yù)熱器；3-裂解爐；4-急冷鍋爐；5-汽包;6-急冷器；7-汽油分儲(chǔ)塔；8-燃料油汽提塔；9-急冷油泵；10-燃料 油泵;11-水洗塔；12-油水分離器；13-急冷水泵；14-裂解汽油回流泵；15-工藝水泵；16-急冷水冷卻器；17-工藝水汽提塔；18-工藝水