過程組織化工第三組

1、過程組織化工第三組第1頁，共22頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)38分，星期三學(xué)習(xí)提綱：A烴裂解工藝介紹B裂解設(shè)備介紹C設(shè)備安全問題簡介D裂解工藝中能源的綜合利用學(xué)習(xí)提綱：第2頁，共22頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)38分，星期三一、烴裂解工藝的介紹裂解工藝流程包括原料供給和預(yù)熱系統(tǒng)、裂解和高壓水蒸汽系統(tǒng)、急冷油和燃料油系統(tǒng)、急冷水和稀釋水蒸汽系統(tǒng)。第3頁，共22頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)38分，星期三輕柴油裂解工藝流程圖第4頁，共22頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)38分，星期三第5頁，共22頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)38分，星期三(一)裂解原料預(yù)熱和稀釋蒸汽注入 裂

2、解原料主要在對流段預(yù)熱，為減少燃料消耗，也常常在進(jìn)入對流段之前利用低位能熱源進(jìn)行預(yù)熱。裂解原料預(yù)熱到一定程度后，需在裂解原料中注人稀釋蒸汽。稀釋蒸汽注入的方式大致分為原料進(jìn)入對流段之前注入，原料在對流段中預(yù)熱到一定溫度后注入和二次注入(原料先注入部分稀釋蒸汽，在對流段中預(yù)熱至一定程度后，再次注入經(jīng)對流段預(yù)熱后的稀釋蒸汽)等。第6頁，共22頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)38分，星期三(二)對流段 管式裂解爐的對流段用于回收煙氣熱量，回收的煙氣熱量主要用于預(yù)熱裂解原料和稀釋蒸汽，使裂解原料汽化并過熱至裂解反應(yīng)起始溫度后，進(jìn)入輻射段加熱進(jìn)行裂解。此外，根據(jù)熱量平衡也可在對流段進(jìn)行鍋爐給水的預(yù)熱、

3、助燃空氣的預(yù)熱和超高壓蒸汽的過熱。 第7頁，共22頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)38分，星期三(三)輻射段 烴和稀釋蒸汽混合物在對流段預(yù)熱至物料橫跨溫度(指裂解原料和稀釋蒸汽混合物在對流段預(yù)熱的出口溫度，也是輻射段的人口溫度)后進(jìn)入輻射盤管，輻射盤管在輻射段內(nèi)用高溫燃燒氣體加熱，使裂解原料在管內(nèi)進(jìn)行裂解。(四)高溫裂解氣的急冷和熱量回收 裂解爐輻射盤管出口的高溫裂解氣達(dá)800以上，為抑制二次反應(yīng)的發(fā)生，需將輻射盤管出口的高溫裂解氣快速冷卻。第8頁，共22頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)38分，星期三二、裂解設(shè)備介紹裂解條件需要高溫、短停留時間，所以裂解反應(yīng)的設(shè)備，必須是一個能夠獲得相當(dāng)高

4、溫度的裂解爐，裂解原料在裂解管內(nèi)迅速升溫并在高溫下進(jìn)行裂解，產(chǎn)生裂解氣。管式爐裂解工藝是目前較成熟的生產(chǎn)乙烯工藝技術(shù)管式裂解爐型結(jié)構(gòu)簡單，操作容易，便于控制和能連續(xù)生產(chǎn)，乙烯、丙烯收率較高，動力消耗少，熱效率高，裂解氣和煙道氣的余熱大部分可以回收。第9頁，共22頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)38分，星期三（一）裂解過程對管式爐的要求1、適應(yīng)多種原料的靈活性 2、爐管熱強(qiáng)度高，爐子熱效率高3、爐膛溫度分布均勻 4、生產(chǎn)能力大5、運(yùn)轉(zhuǎn)周期長第10頁，共22頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)38分，星期三（二）管式爐結(jié)構(gòu)1.爐體由兩部分組成，即對流段和輻射段。對流段內(nèi)設(shè)有數(shù)組水平放置的換熱管用來

5、預(yù)熱原料、工藝稀釋水蒸汽、急冷鍋爐進(jìn)水和過熱的高壓蒸汽等；輻射段由耐火磚（里層）和隔熱磚（外層）砌成，在輻射段爐墻或底部的一定部位安裝有一定數(shù)量的燃燒器，所以輻射段又稱為燃燒室或爐膛，裂解爐管垂直放置在輻射室中央。第11頁，共22頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)38分，星期三2.爐管 爐管前一部分安置在對流段的稱為對流管，對流管內(nèi)物料被管外的高溫?zé)煹罋庖詫α鞣绞竭M(jìn)行加熱并氣化，達(dá)到裂解反應(yīng)溫度后進(jìn)入輻射管，故對流管又稱為預(yù)熱管。爐管后一部分安置在輻射段的稱為輻射管，通過燃料燃燒的高溫火焰、產(chǎn)生的煙道氣、爐墻輻射加熱將熱量經(jīng)輻射管管壁傳給物料，裂解反應(yīng)在該管內(nèi)進(jìn)行，故輻射管又稱為反應(yīng)管。第12

6、頁，共22頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)38分，星期三3.燃燒器 燃燒器又稱為燒嘴，它是管式爐的重要部件之一。管式爐所需的熱量是通過燃料在燃燒器中燃燒得到的。性能優(yōu)良的燒嘴不僅對爐子的熱效率、爐管熱強(qiáng)度和加熱均勻性起著十分重要的作用，而且使?fàn)t體外形尺寸縮小，結(jié)構(gòu)緊湊、燃料消耗低，煙氣中NOX等有害氣體含量低。燒嘴因其所安裝的位置不同分為底部燒嘴和側(cè)壁燒嘴。管式裂解爐的燒嘴設(shè)置方式可分為三種：一是全部由底部燒嘴供熱；二是全部由側(cè)壁燒嘴供熱；三是由底部和側(cè)壁燒嘴聯(lián)合供熱。按所用燃料不同，又分為氣體燃燒器、液體（油）燃燒器和氣油聯(lián)合燃燒器。第13頁，共22頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)38分

7、，星期三第14頁，共22頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)38分，星期三三、設(shè)備安全問題簡介1.當(dāng)裂解爐結(jié)焦時會出現(xiàn)以下不良現(xiàn)象：（1）裂解爐管管壁溫度超過設(shè)計規(guī)定值。（2）裂解爐輻射段入口壓力增加值超過設(shè)計值。（3）廢熱鍋爐出口溫度超過設(shè)計允許值，或廢熱 鍋爐進(jìn)出口壓差超過設(shè)計允許值。第15頁，共22頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)38分，星期三2裂解爐和急冷鍋爐的清焦 清焦方法有停爐清焦和不停爐清焦法（也稱在線清焦）。停爐清焦法是將進(jìn)料及出口裂解氣切斷（離線）后，將裂解爐和急冷鍋爐停車拆開，分別進(jìn)行除焦，用惰性氣體和水蒸汽清掃管線，逐漸降低爐溫，然后通入空氣和水蒸汽燒焦。第16頁，共22

8、頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)38分，星期三停爐清焦需34天時間，這樣會減少全年的運(yùn)轉(zhuǎn)日數(shù)，設(shè)備生產(chǎn)能力不能充分發(fā)揮。不停爐清焦是一個改進(jìn)。它有交替裂解法、水蒸汽法、氫氣清焦法等。交替裂解法是使用重質(zhì)原料（如輕柴油等）裂解一段時間后有較多的焦生成，需要清焦時切換輕質(zhì)原料（如乙烷）去裂解，并加入大量的水蒸汽，這樣可以起到裂解和清焦的作用。當(dāng)壓降減少后（焦已大部分被清除），再切換為原來的裂解原料。水蒸汽、氫氣清焦是定期將原料切換成水蒸汽、氫氣，方法同上，也能達(dá)到不停爐清焦的目的。對整個裂解爐系統(tǒng)，可以將爐管組輪流進(jìn)行清焦操作。不停爐清焦時間一般在24小時之內(nèi)，這樣裂解爐運(yùn)轉(zhuǎn)周期大為增加。第17

9、頁，共22頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)38分，星期三四、能源綜合利用1.裂解的供熱方式 直接供熱：固體熱載體法、液體熱載體法、氣體熱載體法及部分氧化裂解法 間接供熱 ：管式爐裂解法 世界上99的乙烯生產(chǎn)采用管式爐裂解法第18頁，共22頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)38分，星期三2.節(jié)能措施a.提高裂解選擇性 就裂解爐設(shè)計而言，通過采用高溫、短停留時間和低烴分壓來提高乙烯收率，經(jīng)過幾十年的不斷改進(jìn)，目前已達(dá)較高的水平。近年設(shè)計的裂解爐，相同裂解原料的乙烯收率比70年代提高了1520。裂解操作條件的改善，不僅大大降低了原料的消耗，也使乙烯生產(chǎn)能耗明顯下降。第19頁，共22頁，2022年，

10、5月20日，18點(diǎn)38分，星期三b.提高裂解爐的熱效率為提高裂解爐的熱效率，通常采用方法如下：降低裂解爐的排煙溫度 其他條件不變時，裂解爐熱效率與排煙溫度直接相關(guān)。降低過?？諝庀禂?shù) 為保證燃料的完全燃燒，裂解爐中需保持一定的過?？諝狻p少爐體熱損失 爐體熱損失一般為總熱負(fù)荷的254。近年來，改進(jìn)保溫材料和保溫設(shè)計，可使?fàn)t體熱損失下降約25。第20頁，共22頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)38分，星期三c.改善廢熱鍋爐熱量回收降低廢熱鍋爐的出口溫度，可增加高壓蒸汽的副產(chǎn)量。但廢熱鍋爐的出口溫度受裂解氣露點(diǎn)溫度的限制。改善裂解選擇性可降低裂解氣的露點(diǎn)溫度。縮短裂解氣在廢熱鍋爐人口端停留時間，不僅可改善裂解選擇性