乙烯裂解爐燒焦技術進展

郝國偉,謝省賓,丁 旭,國海峰

(1.中國石油大慶石化公司 ,黑龍江大慶 163314;2.中國石油東北煉化工程公司吉林設計院 ,吉林吉林 132002;3.大慶化工研究中心 ,黑龍江大慶 163314)

熱裂解法生產乙烯中,乙烯裂解爐是最為關鍵的核心設備,乙烯生產的能耗中,60%左右消耗于裂解爐。裂解爐管是乙烯裝置中操作溫度最高的構件,管內進行烴的裂解反應,由于發生聚合、縮合等二次反應,不可避免地會在裂解爐管內壁和急冷鍋爐管內壁上生成焦垢,其結焦速度隨著裂解深度的加深、烴分壓的升高以及原料重質化的加深而加大[1]。烴類在爐管內結焦會增大爐管管壁熱阻,降低熱傳導率,增大裂解過程的能耗,使壁溫升高,縮短爐管壽命。焦垢會使爐管內徑變小,物料流動過程的壓降增大,生產效率下降,運轉周期縮短;同時裂解爐離線燒焦又會進一步限制產量,嚴重時將導致裝置無法運轉[2]。另外,結焦和采用過熱流清焦也會使爐管壽命縮短;因此,仔細研究裂解爐燒焦影響因素并選定最佳操作方法及工藝具有重要的現實意義。

1 影響裂解爐燒焦的因素

1.1 氧氣流量對燒焦過程的影響

焦炭的燃燒是在固體與氣體之間進行的多相燃燒過程,氧氣是燒焦過程中的關鍵因素,進入反應器的氧含量是控制爐管溫度的重要參數。由于工業燒焦在不同階段空氣流量的變化范圍很大,影響因素也很多,實驗室在研究氧氣流量對焦炭燃燒的影響時,確定燒焦溫度為 500℃,此時在裂解爐管焦炭燃燒實驗裝置中燒焦速度適中,有利于觀察空氣過剩系數對燒焦速度的影響。……