乙烯裂解裝置結焦抑制技術新進展

摘 要：乙烯裝置裂解爐爐管結焦是影響乙烯產量的核心因素，降低了熱傳導率，增加了爐管管壁阻，導致裂解過程耗能量不斷增大，影響了爐管的使用。因此必須加強結焦抑制技術研究，提高裂解爐生產效力，節省成本。

關鍵詞：乙烯裂解裝置；結焦抑制；技術進展

受乙烯解爐結焦影響，降低了裂解爐收率，縮短了乙烯裝置使用壽命，增加了能耗量，導致運行成本極具增加，產量直線下降，縮短了爐管使用壽命。所以必須及時研究結焦抑制技術，提高乙烯生產效率。

1 爐管表面處理技術

1.1 CoatAlloy技術

加拿大Westaim SEP公司使用的CoatAlloy技術主要進行三項操作：涂覆材料沉積；基地合金與表面合金穩定比；反應性氣體處理涂覆體系。涂覆材料具有較強延展性和沖擊性，可以在整個工件上經常涂抹，進而完成工件氣體處理操作，提高了工藝厚度，具有較強的抗腐蝕、結焦等作用，延長了清焦周期。目前該技術已經進入到工業化發展中。近期，該公司還研發了新型CoatAlloy技術，擴展了原先技術的使用范圍，可以應用到新型裂解裝置中。

1.2 日本Daido Steel與Shell公司聯合研究的爐管涂覆技術

該技術主要利用離子粉末焊接等技術形成金屬合金層，阻止了爐管與熱裂解石腦油的結合，抑制了焦炭。而且該技術還可以延長爐管使用壽命。Shell公司將會在三到五年內在市場上應用該技術。

1.3 AlcroPlex雙擴散技術

美國研究的該項技術，延長了爐管使用期限，減少了清爐管次數。首先使用AlcroPlex工藝處理爐管；然后在處理后的爐管上擴散硅與鋁，避免膠污粘。進行擴散時先給爐管中填入混合物，然后再對其進行加熱。此種處理技術延長了清焦時間，提高了耐熱溫度，進而提高了乙烯回收率。該種技術目前已經應用了很長一段時間，效果較理想。

2 結焦抑制技術

2.1 阿托菲納公司（Atofina）

Atofina與Technip公開的降低裂解反應器結焦的方式，可以利用水蒸氣與含硅化合物進行處理。之后又開始研究減少熱裂爐內生焦組合物，研究后發現金屬表面鈍化后含有硫化合物、自由基與甲基二硫。之后Atofinaa與Technip共同推出了CLX添加劑。可以將該添加劑表示為硫與硅的有機液體，降低了裂解爐管壓降，提升了裝置操作功能[1]。

2.2 納爾科公司

納爾科是最先進行機械能結焦抑制劑研究的公司，但是抑制效果不理想。隨著研究力度的深入，該公司目前研發了磷酸脂與硫代磷酸脂結焦抑制劑，之后研究出一種可以降低熱裂解爐焦的方式，主要借助含硫磷化物完成裂解爐操作，借助金屬表面的鈍化層抑制致焦炭，可以應用到氣體與石腦油原料。此種操作提高了乙烯產量，延長了清焦周期。

2.3 菲利浦斯石油公司

磷、錫和銻三種物質均是該公司研究的結焦抑制劑。之后開始從硅化合物、錫等研究裂解裝置抑制結焦，實現了裂解與抑制劑的結合。該公司所生產的CCA-500結焦抑制劑具有較強的催化活動[2]，可以結合爐管實際應用需求，提高裂解爐運行周期。該抑制劑還在不同地區進行了工業試驗，提高了工業應用效率。

2.4 抑制結焦Ie催化劑

Ie催化劑是一張具有結焦性的產品，可以將其理解為一種微米尺度結構的水晶液體，一般以Ie晶體主要以載電方式存在，而且室溫穩定，一般主要是原子簇形成，可以將I的晶體加入到裂解爐中，進而減少結焦。實驗室小型裂解主要是石腦油，可以充分考慮Ie催化劑的抑制結焦性能，可以在很高溫度下實現結焦，隨著溫度的升高，抑制結焦性能會越來越好，但是經過分析發現，給石腦油中加入催化劑后，會形成白色結晶，容易堵塞冷鍋爐。

3 新材料爐管

美國SW公司主要使用烴裂解陶瓷浸漬管與管式反應器，此種爐管的主要特點是可以承受熱負荷。目前該公司已經開始將陶瓷裂解爐向商業化發展。加拿大的Nova公司和法國的 IFP公司也正在合作研究陶瓷裂解爐，此種操作可以提升裂解乙烯轉化率，而是裂解爐效率也得到了大幅度提升，此外還可以有效抑制焦炭生成，具有較高的應用效果。

4 改變爐管表面機械構件

第一，Sandxik材料技術公司縱翅管。該公司生產的乙烯裂解縱翅冷拋光爐管，延長了爐管自身壽命，可以使用高溫奧氏鋼制作翅片管的外徑，內部含有鉻和鎳成分，具有氧化鋅和抗滲炭性，提高了生產效率，抑制了結焦。目前該公司已經收到俄羅斯最大石油公司的訂單，可以將其應用到新型乙烯裝置上。

第二，久保田公司的MERT管。日本公司生產的MERT管的管壁表面有翅片，可以結合操作條件、傳熱和允許壓降等決定軸向與翅片高度。同時可傳熱，提高了傳熱系數。該公司推出的混合元件輻射爐管技術延長了裂解爐運行周期，延長了運行周期，目前已經向商業化發展。

5 結束語

目前國外研究的結焦抑制技術較成熟，而且操作簡單，不會改變選擇性和使用工藝，已經成為抑制乙烯結焦的主要方法。而且不需要對其進行維護，使用壽命較長，提高了結焦速率，具有較廣的應用意義。

參考文獻：

[1]萬書寶，汲永鋼.抑制乙烯裝置裂解爐爐管結焦的措施[J].石油煉制與化工，2012（02）.

[2]江林.乙烯裂解爐結焦抑制技術進展[J].當代石油石化，2010（05）.

作者簡介：

張力（1968- ），男，現工作于大慶石化公司化工一廠調度室，助理工程師。