裂解爐高效運行優化

摘? 要：裂解爐是蒸汽熱裂解法制乙烯裝置的主要能耗物耗設備，其運行狀況的好壞直接影響著整個裝置的經濟技術指標。其中延長裂解爐運行周期、提高裂解爐熱效率、提高高副產品收率是降低裂解爐能耗，是提高乙烯裝置技術經濟指標的一個重要途徑。本文闡述了大慶石化E3裝置裂解爐在保障裂解爐高效運行方面的一些優化措施

關鍵詞：裂解爐;優化

1裂解爐概況

大慶石化公司120萬噸/年乙烯改擴建工程60萬噸/年乙烯生產裝置（E3）由中國寰球工程公司總體承包設計，共有7臺裂解爐，分別采用S&W公司專利USC-8M型循環乙丙烷氣相進料裂解爐、USC-192U型輕質/重質液相進料裂解爐及寰球工程公司專利的HQF-Ⅱ型輕質液相爐。主要投用原料為裝置自產循環C2C3、油田輕烴、煉廠石腦油（NAP）、加氫尾油（HTO）、柴油（VGO）等原料。

2影響裂解爐運行的因素

經常長時間運行時間證明，裂解原料質量的好壞是影響乙烯收率的關鍵因素，也是造成裂解爐管結焦的主要因素，影響著裝置的運行周期。一般運行工況下，影響裂解爐正常運行的因素包括裂解爐TMT溫度高（超過1080℃）、廢熱鍋爐工藝側出口溫度高（超過650℃）、輻射段裂解原料入口壓差或廢熱鍋爐入口裂解氣壓差超過0.07MPa及其他異常情況等。目前制約裂解爐運行周期的主要因素是裂解爐管壁溫度（針對NAP而言）及廢熱鍋爐出口溫度（針對HTO、VGO而言）。影響裂解爐高效運行的因素包括爐管出口溫度（COT）、氧含量、排污水pH值、排污量、火嘴燃燒狀況、泄漏點、一次表完好情況、各組爐管進料量偏差、排煙溫度等。

3優化措施

3.1合理調整爐膛熱量分布，延長運行周期

對運行裂解爐實行精細化調整，通過裂解爐在線熱場監控及人工測溫，實施檢測爐管TMT分布狀態，找出局部高溫及低溫區域，對該區域對應的原料流量、稀釋蒸汽流量、對應火嘴燃燒狀態、風門開度情況進行排查，找出影響因素進行相應調整，保證裂解爐整體熱場分布均勻，消除高溫區域，保證裂解爐整體結焦速率一致，防止出現因局部溫度過高，造成單根爐管結焦速率過快，最終導致爐管TMT超溫或堵塞造成裂解爐被迫下線的情況。

3.2穩定裂解爐負荷，降低結焦速率

E3裝置氣相爐投料負荷在13t/h，輕質液相爐投料負荷在60t/h，加氫尾油進料裂解爐投料負荷在55t/h，通過穩定控制裂解爐負荷，減少負荷升降次數，避免在負荷升降過程中裂解溫度變化造成爐管結焦速率變化或焦塊脫落，影響爐管流通量造成爐管結焦加劇影響裂解爐運行周期。

3.3細化檢維修標準，控制裂解爐熱損失

通過對運行裂解爐的定期熱成像監控，找出對流段遮蔽箱及輻射段爐壁高溫點，利用每次裂解爐下線冷備機會進行全爐膛檢查并對保溫襯里及透熱部位進行處理，降低裂解爐熱損失，降低裂解爐燃料氣消耗。

3.4嚴控氧含量及排煙溫度，提高裂解爐熱效率

通過對裂解爐空氣預熱器定期清洗，盡量發揮空氣預熱器作用，并對運行裂解爐的在線熱線效率表進行實時監控，對熱效率低于控制指標（輕質液相裂解爐熱效率≥93%，加氫尾油進料裂解爐熱效率≥91.6%）的裂解爐，及時排查原因，精細調整風門開度及爐膛負壓狀態，保證裂解爐熱效率達標。

3.5定期進行急冷鍋爐水利清焦，提高裂解爐產汽率

加氫尾油進料裂解爐裂解氣露點高于急冷鍋爐出口溫度，導致裂解氣中較重組分會產生結露并附著于急冷鍋爐內部上，高溫條件下發生脫氫、縮聚進而結焦生碳，降低急冷鍋爐換熱效率，導致裂解爐產汽率降低，裂解爐運行效率下降，由于線性急冷鍋爐的特點，在裂解爐進行燒焦時，高溫燒焦汽進入急冷鍋爐后立刻被冷卻降溫，導致無法達到焦層燒焦反應的起始溫度，所以通過常規裂解爐燒焦，無法去除急冷鍋爐內管附著的焦層。E3裝置裂解爐輕質爐產汽率可以達到1.1以上，而重質爐產汽率在運行末期僅為0.85左右，通過定期進行急冷鍋爐水利清焦，將附著于內壁的膠層清理干凈，裂解爐再上線時重質爐產汽率可以恢復至1.05以上，效果明顯。

3.6儀表強制保養提升聯鎖表準確率，減少裂解爐儀表假指示聯鎖停車

E3裝置裂解爐自開工以來發生多次因儀表假指示造成裂解直接或間接聯鎖停車的情況，通過每次裂解爐上線前對裂解爐進料、稀釋蒸汽流量的強制保養以及對易產生堵塞的燃料氣壓力表等部位的定期保養，提高了裂解爐各聯鎖表及控制表的準確性，減少了裂解爐因儀表假指示聯鎖停車的次數，提升了裂解爐運行的穩定性。

3.7調整排污量

每日監控爐水水質化驗分析數據，及在線連續排污電導率及pH監測，根據爐水水質變化情況，及時調整裂解爐連排手操器的開度，減少裂解爐的排污量。

3.8優化裂解爐投料模式

優化裂解爐運行模式，對于重質液相進料裂解爐，燒焦后重新投用時，力爭先投用石腦油原料，10～15天后改投加氫尾油原料，轉移結焦部位，實現裂解爐運行周期延長的目的。

3.9有效利用SPYRO模擬計算，選擇合適的裂解深度

通過定期對各種不同原料的組成分析，掌握裂解爐各種原料狀態，利用SPRYO軟件模擬計算合適的裂解深度，通過裂解氣在線組成分析驗證模擬結果，得到最優的裂解深度，以達到對不同目的產品的最優收率，提高裂解爐運行效率。

4結 論

裂解爐是乙烯裝置的關鍵設備，影響裂解爐高效運行的因素很多，其運行狀況的好壞直接影響整套裝置的經濟效益。在裂解原料質量保持相對穩定的情況下，裂解爐的原料優化、工藝調優、運行和維護十分關鍵，是提高乙烯產量、乙烯收率的基礎。實施科學管理、根治隱患，進一步強化電氣、儀表維護水平，保持裂解爐在較高負荷下穩定長周期運行控制及聯鎖系統的完好運行，提高其運行可靠度是實現裝置產能最大、總體效益最大的最佳途徑。對實現裝置長周期運行、提高產能至關重要。

參考文獻

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作者簡介：王勇，男，1968年11月17日，漢，黑龍江省大慶市，在大慶石化公司化工一廠乙烯車間從事分離工作。