乙烯生產(chǎn)-管式爐裂解流程

管式爐裂解工藝流程爐體的型式及管式裂解爐管式裂解爐由爐體和裂解管組成。爐體用鋼構(gòu)件和耐火材料砌筑，分為：

對(duì)流室：裝有原料預(yù)熱管、蒸汽加熱管輻射室：布置裂解管，其室、頂、底、側(cè)壁有燒嘴

（二）管式爐的基本結(jié)構(gòu)和爐型管式爐裂解技術(shù)的反應(yīng)設(shè)備是裂解爐，它既是乙烯裝置的核心，又是挖掘節(jié)能潛力的關(guān)鍵設(shè)備

管式爐的基本結(jié)構(gòu)盡管管式爐有不同型式，但從結(jié)構(gòu)上看，總是包括對(duì)流段（或稱對(duì)流室）和輻射段（或稱輻射室）組成的爐體、爐體內(nèi)適當(dāng)布置的由耐高溫合金鋼制成的爐管、燃料燃燒器等三個(gè)主要部分，以及管架、爐架、爐墻等附設(shè)構(gòu)件爐管爐體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(guò)燃料在燃燒器中燃燒得到的。性能優(yōu)良的燒嘴不僅對(duì)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。底部燒嘴側(cè)壁燒嘴燒嘴構(gòu)造管式裂解爐的爐型

（二）管式裂解爐的爐型1.魯姆斯裂解爐2.凱洛格毫秒裂解爐3.USC裂解爐SRT型裂解爐即短停留時(shí)間爐，是美國(guó)魯姆斯（Lummus）公司于1963年開(kāi)發(fā)，1965年工業(yè)化，以后又不斷地改進(jìn)了爐管的爐型及爐子的結(jié)構(gòu)，先后推出了SRT－Ⅰ～Ⅵ型裂解爐，該爐型的不斷改進(jìn)，是為了進(jìn)一步縮短停留時(shí)間，改善裂解選擇性，提高乙烯的收率，對(duì)不同的裂解原料有較大的靈活性。

SRT型爐是目前世界上大型乙烯裝置中應(yīng)用最多的爐型。中國(guó)的燕山石油化工公司，揚(yáng)子石油化工公司和齊魯石油化工公司的乙烯生產(chǎn)裝置均采用此種裂解爐。超短停留時(shí)間裂解爐簡(jiǎn)稱USRT爐，是美國(guó)凱洛（Kellogg）公司在60年代開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)的一種爐型。1978年開(kāi)發(fā)成功，在高裂解溫度下，使物料在爐管內(nèi)的停留時(shí)間縮短到0.05～0.1秒（50～100毫秒），所以也稱為毫秒裂解爐。毫秒爐由于管徑較小，所需爐管數(shù)量多，致使裂解爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資相對(duì)較高。因裂解管是一程，沒(méi)有彎頭，阻力降小，烴分壓低，因此乙烯收率比其它爐型高。我國(guó)蘭州石化公司采用此技術(shù)。超選擇性裂解爐簡(jiǎn)稱USC爐。它是美國(guó)斯通－韋伯斯特（Stone&Webster）公司在70年代開(kāi)發(fā)的一種爐型，USC裂解技術(shù)是根據(jù)停留時(shí)間、裂解溫度和烴分壓條件的選擇，使生成的產(chǎn)品中乙烷等副產(chǎn)品較少，乙烯收率較高而命名的。短的停留時(shí)間和低的烴分壓使裂解反應(yīng)具有良好的選擇性。中國(guó)大慶石油化工總廠以及世界上很多石油化工廠都采用它來(lái)生產(chǎn)乙烯及其聯(lián)產(chǎn)品。

目前，工業(yè)裝置中所采用的管式爐裂解技術(shù)有十幾種，除以上介紹的外，還有KTI公司的GK裂解爐，Linde公司的LSCC型裂解爐等。我國(guó)在20世紀(jì)90年代，北京化工研究院、中國(guó)石化工程建設(shè)公司、蘭州化工機(jī)械研究院等單位對(duì)裂解爐技術(shù)進(jìn)行深入研究和消化吸收，相繼開(kāi)發(fā)了多種具有同期世界先進(jìn)水平的高選擇性CBL裂解爐，并在遼化、齊魯石化、吉化、撫順石化、燕化、天津乙烯和中原乙烯建成投產(chǎn)了9臺(tái)CBL－Ⅰ、CBL－Ⅱ、CBL－Ⅲ和CBL－Ⅳ型爐，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與同期國(guó)際水平相當(dāng)。管式爐裂解工藝流程裂解的工藝流程及裂解爐的發(fā)展方向

裂解工藝流程圖四大系統(tǒng)：原料油供給、預(yù)熱系統(tǒng)裂解、高壓水蒸汽系統(tǒng)急冷油、燃料油系統(tǒng)急冷水、稀釋水蒸汽系統(tǒng)裂解爐發(fā)展方向原料范圍加寬，單程乙烯收率高，爐子熱效率不斷提高。工藝條件：停留時(shí)間不斷縮短，反應(yīng)溫度逐漸提高；催化裂解(荷蘭：KTI)。技術(shù)要求：①研究、制造抗高溫管材。②研究、制造性能更優(yōu)的保溫耐火材料。③提高自動(dòng)控制水平。生產(chǎn)規(guī)模大型化；單套裝置大型化；公用工程島。管式爐裂解工藝流程裂解氣的急冷及裂解爐的結(jié)焦與清焦裂解氣的急冷目的：①回收高溫?zé)崮?，產(chǎn)生高壓蒸汽②終止二次反應(yīng)方法：①直接急冷（用油或水）②間接急冷急冷換熱器：雙套管USX式是裂解裝置五大關(guān)鍵設(shè)備之一裂解過(guò)程對(duì)管式爐的要求適應(yīng)多種原料的靈活性；爐管熱強(qiáng)度高；爐子熱效率高；爐膛溫度分布均勻;生產(chǎn)能力大；運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)。

2.急冷設(shè)備

裂解氣的急冷直接急冷急冷換熱器間接急冷從裂解爐出來(lái)的裂解氣是富含烯烴的氣體和大量的水蒸汽，溫度727～927℃，烯烴反應(yīng)性很強(qiáng)，若任它們?cè)诟邷叵麻L(zhǎng)時(shí)間停留，仍會(huì)發(fā)生二次反應(yīng)，引起結(jié)焦、烯烴收率下降及生成經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高的副產(chǎn)物，因此需要將裂解爐出口高溫裂解氣盡快冷卻，以終止其裂解反應(yīng)。采用間接急冷的目的是回收高品位的熱量，產(chǎn)生高壓水蒸汽作動(dòng)力能源以驅(qū)動(dòng)裂解氣、乙烯、丙烯的壓縮機(jī)、汽輪機(jī)發(fā)電及高壓水泵等機(jī)械，同時(shí)終止二次反應(yīng)。直接急冷用急冷劑與裂解氣直接接觸，急冷劑用油或水，急冷下來(lái)的油水密度相差不大，分離困難，污水量大，不能回收高品位的熱量。急冷廢熱鍋爐。汽包油洗水洗油洗的作用一是將裂解氣繼續(xù)冷卻，并回收其熱量；二是使裂解氣中的重質(zhì)油和輕質(zhì)油冷凝洗滌下來(lái)回收，然后送去水洗。

水洗的作用一是將裂解氣繼續(xù)降溫到40℃左右，二是將裂解氣中所含的稀釋蒸汽冷凝下來(lái)，并將油洗時(shí)沒(méi)有冷凝下來(lái)的一部分輕質(zhì)油也冷凝下來(lái)，同時(shí)也可回收部分熱量。裂解爐之結(jié)焦與清焦結(jié)焦相關(guān)因素：裂解深度、溫度、烴分壓、原料的重輕。當(dāng)出現(xiàn)下列任一情況時(shí)，應(yīng)進(jìn)行清焦：（1）裂解爐管管壁溫度超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定值。（2）裂解爐輻射段入口壓力增加值超過(guò)設(shè)計(jì)值。（3）廢熱鍋爐出口溫度超過(guò)設(shè)計(jì)允許值，或廢熱鍋爐進(jìn)出口壓差超過(guò)設(shè)計(jì)允許值不停爐清焦是一個(gè)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(shí)間后有較多的焦生成，需要清焦時(shí)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(lái)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(duì)整個(gè)裂解爐系統(tǒng)，可以將爐管組輪流進(jìn)行清焦操作。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(kāi)，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。其化學(xué)反應(yīng)為：C＋O2→CO2C+H2O→CO+H2CO+H2O→CO2+H2

裂解爐和急冷鍋爐的清焦裂解氣的凈化與分離

裂解氣的凈化與分離

裂解氣的組成及分離方法組成：除含有乙烯、丙烯、乙炔、丁二烯等各種烴外，還含有CO2

、H2S、乙炔、H20等雜質(zhì)氣體。凈化與分離的任務(wù)：

①除去裂解氣中有害雜質(zhì)②分離出單一烯烴產(chǎn)品和餾分，提供有機(jī)化工原料分離要求：有些產(chǎn)品對(duì)純度要求不高，如苯烷基化制乙苯和異丙苯；而有些需純度較高烯烴，如用丙烯制聚丙烯，要求丙烯原料大于99.9%;乙烯原料進(jìn)聚合裝置需不低于99.9999%。裂解氣分離方法簡(jiǎn)介

裂解氣的提濃、提純工作，是以精餾方法完成的。分離過(guò)程的主要矛盾是如何將裂解氣中的甲烷和氫氣先行分離。精餾方法要求將組分冷凝為液態(tài)。氫氣常壓沸點(diǎn)為－263℃、甲烷-161.5℃，很難液化，碳二以上的餾分相對(duì)地比較容易液化(乙烯沸點(diǎn)－103.68℃）。因此，裂解氣在除去甲烷、氫氣以后，其它組分的分離就比較容易。工業(yè)生產(chǎn)上采用的裂解氣分離方法，主要有深冷分離和油吸收精餾分離兩種。裂解氣的凈化與分離裂解氣的凈化與分離壓縮機(jī)：離心式或往復(fù)式離心式壓縮機(jī)用途較廣：

①轉(zhuǎn)數(shù)3000—16000轉(zhuǎn)/分

②裂解爐的廢熱鍋爐副產(chǎn)高壓水蒸汽，多用蒸汽透平驅(qū)動(dòng)離心式壓縮機(jī)，達(dá)到能量合理利用。制冷

深冷分離裂解氣需要把溫度降到-100℃以下。為此，需向裂解氣提供低于環(huán)境溫度的冷劑。獲得冷量的過(guò)程稱為制冷。深冷分離中常用的制冷方法有兩種：冷凍循環(huán)制冷和節(jié)流膨脹制冷。冷凍劑：

冷凍劑本身物理化學(xué)性質(zhì)決定了制冷溫度的范圍。如液氨降壓到0.098MPa時(shí)進(jìn)行蒸發(fā)，其蒸發(fā)溫度為-33.4℃，如果降壓到0.011MPa，其蒸發(fā)溫度為-40℃。但是在負(fù)壓下操作是不安全的。因此，用氨作冷凍劑，-40℃的低溫都不能獲得。所以要滿足深冷分離，獲得-100℃的低溫，必須用沸點(diǎn)更低的氣體作為冷凍劑。冷凍劑：

工業(yè)上常用的冷凍劑種類較多，在石油化工深冷分離中使用最廣泛的是氨、丙烯和乙烯等。對(duì)乙烯裝置而言，乙烯和丙烯為本裝置產(chǎn)品，已有貯存設(shè)施，且乙烯和丙烯已具有良好的熱力學(xué)特性，因而均選用乙烯和丙烯作為制冷劑。在裝置開(kāi)工初期尚無(wú)乙烯產(chǎn)品時(shí)，可用混合C2餾分代替乙烯作為制冷劑，待生產(chǎn)出合格乙烯后再逐步置換為乙烯。裂解氣的凈化與分離裂解氣的凈化與分離

深冷分離法（冷凝精餾）工業(yè)：≥-50℃冷凍溫度—淺度冷凍

-50~-100℃冷凍溫度—中度冷凍

≤-100℃冷凍溫度—深度冷凍（深冷）原理：利用裂解氣中各種烴的相對(duì)揮發(fā)度不同，在低溫下除了氫和甲烷以外把其余烴都冷凝下來(lái)，在適當(dāng)溫度、壓中力下以精餾的方法把各組分分離出來(lái)。深冷分離包括三大系統(tǒng)：

①氣體凈化系統(tǒng)：脫酸氣、脫水、脫炔、脫CO等。

②壓縮冷凍系統(tǒng)：把裂解氣加壓、降溫，為分離創(chuàng)造條件。

③精餾分離系統(tǒng)：通過(guò)一系列精餾分出C2H4、C3H6等。深冷操作的系統(tǒng)組成2、氣體凈化系統(tǒng)

1、壓縮冷凍系統(tǒng)3、低溫精餾分離系統(tǒng)

為了排除對(duì)后繼操作的干擾，提高產(chǎn)品的純度，通常設(shè)置有脫酸性氣體、脫水、脫炔和脫一氧化碳等操作過(guò)程。

該系統(tǒng)的任務(wù)是加壓、降溫，以保證分離過(guò)程順利進(jìn)行。

這是深冷分離的核心，其任務(wù)是將各組分進(jìn)行分離并將乙烯、丙烯產(chǎn)品精制提純。它由一系列塔器構(gòu)成，如脫甲烷塔，乙烯精餾塔和丙烯精餾塔等。深冷分離技術(shù)裂解氣的多段壓縮技術(shù)原理：根據(jù)物質(zhì)的沸點(diǎn)