乙烯裂解炉及急冷锅炉结焦抑制技术研究进展

乙烯裂解的结焦及有效抑制措施摘要：在社会经济水平不断提高的同时，我国各个领域发展的速度变得越来也快，其中也包括乙烯工业。

就从目前的情况看来，在乙烯工业生产过程中会应用到裂解炉，然而在裂解炉当中各种烃类原料在裂解过程中会在炉管位置发生焦聚集，这个过程也就是结焦。

然而结焦不仅会导致乙烯生产过程中能耗增加，并且还会降低炉管整体的使用寿命，在后期容易出现乙烯产量降低等现象。

为此，相关管理人员要对乙烯裂解结焦予以足够的重视，并且采取有效的措施来对其进行抑制，这样才能够达到良好的效果。

关键词：乙烯裂解；结焦；抑制措施前言：通过实际调查发现，乙烯生产过程中会使用到各种各样的方法，其中最为重要的就是热裂解法，这种方法所应用到的核心设备就是乙烯裂解炉，在乙烯装置当中操作温度最高的构件就是炉管。

在通常的情况下，裂解炉会受到各种因素所带来的影响，这样就会导致结焦现象的出现，引起炉管损坏，生产装置的经济效益也就会因此而受到影响，所以工作人员要结合实际情况来应用抑制措施，这样才可以确保裂解炉能够正常运行，结焦现象出现的概率也会得到进一步降低。

一、乙烯裂解的结焦原理（一）催化结焦所谓的催化结焦，简单的来说就是炉管表面的Fe、Cr等一系列过渡金属元素对烃类自由基深度催化脱氧而引起的结焦现象，就从目前的情况看来，烃类热裂解的初期阶段会出现这种催化结焦，这主要是因为Fe、Cr等过渡金属元素非常容易与富有电子的烃类自由基中间体之间发生电子配对，进而就会对焦炭的形成起到促进作用。

另外，烃类自由基会在Fe、Cr等具有催化活性的金属表面上进行吸附和沉积，在这之后烃类自由基会与金属粒子之间发生相应的过渡态碳化物，不过这种过渡态碳化物在高温环境下并不稳定，并且还会进行重新分解，进而可以分解两种物质，这两种物质分别是碳原子和金属粒子。

全新分解的碳原子会通过各种途径扩散到金属内部，其他碳原子也可以与分解的金属粒子之间发生反应，在这种反应的作用下会生成相应的过渡态碳化物，以上反应会循环发生，最后可以在金属表面形成不稳定的过渡态碳化物薄膜。

乙烯裂解装置结焦抑制技术新进展乙烯裂解装置是乙烯生产的重要设备，然而在操作过程中常常会出现结焦问题，这会影响装置的运行效率和产品质量。

针对乙烯裂解装置结焦问题的抑制技术一直是研究的热点之一。

近年来，相关研究者取得了一系列新的进展，下面将对其中几种新的抑制技术进行介绍。

首先是添加抑制剂。

抑制剂是一种能够减少催化剂活性和选择性的物质，通过与催化剂表面活性位点发生反应，阻止结焦物种的生成。

研究表明，采用一些特定的抑制剂可以有效地抑制乙烯裂解装置的结焦问题。

目前常用的抑制剂主要有硫化物、硫代硼酸盐、硫醇类化合物等。

这些抑制剂能够在乙烯裂解装置中形成一层有效的保护膜，减少反应物与催化剂之间的接触，从而抑制结焦的发生。

其次是调节操作条件。

乙烯裂解装置的结焦问题与操作条件密切相关，合理调节操作条件可以有效降低结焦的风险。

研究表明，在适宜的反应温度和压力下，结焦的程度会明显降低。

不同的催化剂对乙烯裂解装置的结焦问题也有不同的抗性，选择具有较高抗结焦性能的催化剂也是降低结焦风险的有效手段。

第三是改进催化剂。

乙烯裂解装置中使用的催化剂是直接参与反应的重要组成部分，催化剂的性能直接影响装置的运行效果。

改进催化剂的抗结焦性能是抑制结焦问题的重要途径。

近年来，一些研究者提出了一系列改进催化剂的方法，例如改变催化剂的孔结构、优化催化剂的配方等。

实验证明，通过改进催化剂的结构和组成，可以显著提高其抗结焦性能，减少乙烯裂解装置的结焦问题。

乙烯裂解装置结焦抑制技术是一个复杂的问题，需要综合运用多种方法来解决。

目前，添加抑制剂、调节操作条件和改进催化剂是比较成熟的抑制结焦的技术手段。

随着科技的不断发展，相信乙烯裂解装置结焦抑制技术将会有更大的突破和进展，为乙烯生产提供更好的技术支持。

乙烯裂解装置结焦抑制技术新进展1. 引言1.1 乙烯裂解装置结焦抑制技术新进展乙烯裂解装置结焦抑制技术是乙烯生产过程中一个重要的技术环节，对乙烯生产的质量和效率起着关键作用。

随着市场对乙烯产品需求的增加，乙烯裂解装置结焦抑制技术也得到了更多的关注和研究。

近年来，随着科技的不断进步和创新，乙烯裂解装置结焦抑制技术迎来了新的发展机遇和突破，一系列新技术应用和研究成果不断涌现。

本文将重点探讨乙烯裂解装置结焦抑制技术的新进展，分析其现状、挑战、新技术应用、案例研究以及未来发展方向。

通过深入剖析这些方面，可以更全面地了解乙烯裂解装置结焦抑制技术的最新发展情况，为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。

乙烯裂解装置结焦抑制技术的不断进步和创新，将为乙烯生产提供更高效、更绿色、更可持续的解决方案，推动整个行业的发展和进步。

2. 正文2.1 乙烯裂解装置结焦抑制技术的现状分析随着乙烯生产工艺的不断发展和提高，乙烯裂解装置结焦问题已经成为影响乙烯生产效率和安全运行的重要因素之一。

结焦问题不仅会造成设备运行不稳定，还可能导致设备损坏和生产中断，给企业带来巨大经济损失。

结焦抑制技术的研究和应用变得尤为重要。

1. 结焦原因分析：乙烯裂解装置结焦主要是由于裂解反应产物中含有不稳定的高分子化合物，经过裂解管道和换热器等部件时，在高温和高压条件下易发生聚合反应形成焦炭堵塞设备的情况。

2. 结焦监测技术：为了及时发现结焦现象并采取相应措施，现代乙烯裂解装置结焦抑制技术已经引入了各种先进的监测技术，如红外成像监测、声波检测和振动监测等，能够实时监测设备内部结焦情况。

3. 结焦抑制方法：目前常用的结焦抑制方法包括增加催化剂、改善反应温度和压力、优化换热和裂解管道结构等。

通过采用这些方法，可以有效减少结焦问题的发生率。

乙烯裂解装置结焦抑制技术正在不断发展和完善，通过加强结焦原因分析、引入先进监测技术和改进抑制方法，可以更好地解决结焦问题，提高乙烯生产效率和设备稳定性。

结焦抑制剂研究工业技术I■结焦抑制剂研究徐明1才艳辉2(黑龙江大庆石化公司化工二厂)中图分类号:TQ221.211文献标识码:A文章编号:1009—914X(2011)14—0034～011乙烯裂解结焦在轻烃裂解过程中,会同时发生结焦反应并引起裂解炉管及急冷锅炉(TLE)中焦炭沉积,即结焦.结焦会增加管壁热阻,降低管擘传热系数,导致壁温升高并出现局部过热现象,从而使炉管寿命缩短l1],裂解过程能耗升高;焦层也会使炉管内径变小,流体压降升高,导致处理量减少,烯烃收率降低.结焦严重时会堵塞炉管,使装置被迫停车,造成很大的经济损失,因此,乙烯生产厂家不得不周期性的停车清焦.频繁清焦不仅使生产能力下降,而且缩短炉管寿命并增加能耗.结焦带来的另一个问题是腐蚀金属,这种现象导致金属迅速损耗,最终被损坏.焦炭更不利的影响是它会渗入炉管的合金中形成固体,如碳与合金中的铬反应生成碳化铬沉淀.这种渗碳现象不仅会降低炉管的机械性能,而且还会影响管材的强度].可见,结焦速率决定了炉子的运转周期,炉管的使用寿命并直接影响烯烃的选择性和收率,所以与乙烯装置的经济效益关系甚大.目前,全球乙烯工业每年因炉管结焦造成的损失约20亿美元.因此,研究探讨结焦规律,开发相应的结焦抑制技术是目前乙烯生产企业普遍关注的问题.2乙烯裂解炉结点机理自2O世纪60年代中期以来,国内外科研人员对乙烯裂解炉的结焦机理进行了大量研究,Albright,Marek等提出的金属催化结焦,自由基结焦和非催化缩合结焦[机理已被普遍认可.炉管结焦始于催化结焦.催化焦快速形成并沉积热传导率降低导致辐射段炉管温度在开始阶段快速上升.随着焦丝的生长,提供给自由基的表面积增加,在焦的表面,轻烃分子与自由基反应生成新焦并产生新的自由基.随着焦的沉积焦丝变粗变厚,同时气相中的烃反应生成沥青粒子,多核芳烃缩合脱氢形成焦.可以认为,开始时主要是金属催化结焦,随着焦的迅速沉积,焦的表面积增大,导致自由基结焦,由此形成的粗糙表面收集了焦油滴又引发了非催化缩合结焦.3结焦抑爿技术为减轻炉管结焦以及在裂解过程中加快焦或焦前体的脱除,国内外采用的结焦抑制技术主要有:(1)加入结焦抑制剂,通过化学反应来影响裂解炉的结焦数量:(2)炉管涂覆可以在炉管上形成惰性氧化层.使炉管表面的催化活性降低,阻止了催化结焦和由此产生的渗碳:(3)改变炉管内表面的机械构件,提高供热性能,降低金属表面温度而减少结焦.4结焦抑嗣剂的种类早在20世纪5O年代,国内外就开始了结焦机理及结焦抑制剂的研究工作,开发了多种结焦抑制剂,主要有含硫化合物,含磷化合物,有机硫磷化合物,金属盐和氧化物,含硼化合物,碱金属或碱土金属盐类,碱金属及碱土金属盐类,有机聚硅氧烷类化合物,稀土元素及其化合物等.(1)含硫化合物这类物质包括硫化氢,二氧化硫,二硫化碳,单质硫,二甲基硫,二甲基二硫,噻吩,硫醇等.由于石脑油,常压柴油(AGO),加氢尾油(HVGO)中本身就含有硫,所以通常这类原料中不再加硫口】.而以轻烃(如乙烷,丙烷)为原料时则需加硫.目前国内外普遍采用的是二甲基二硫(DbiDS),品种单.目前DMDS部分进口,部分国产.但DMDS的抑制结焦性能一般,且它本身具有强烈的刺激性臭味和毒性,生产和使用时对环境有污染,因此寻找新型高效结焦抑制剂取代DMDS成为石油化工科技工作者的主要研究方向之一. (2)含磷化合物含磷的无机物有磷酸的钠盐和铵盐,有机物有磷酸酯,亚磷酸酯以及膦酸盐化合物等…】.含磷的化合物抑制结焦机理为:磷化物在裂解条件下发生分解,分解产物在金属表面形成一层致密的磷化物膜,从而抑制金属表面发生的非均相催化成焦反应.同样,含磷有机金属化合物也可作为结焦抑制剂,其中的金属组分也能钝化炉管表面,起一定的抑制结焦作用.一些有机磷化合物,如磷酸三乙酯,磷酸三苯酯,三苯膦硫化物等对抑制结焦都很有效.用新34l科技博芜型的磷类结焦抑制剂取代现用产品是一种发展趋势.5国内外结焦抑制剂技术进展51国外结焦抑制剂技术进展(1)纳尔科化工公司该公司自20世纪7O年代开始进行结焦抑制剂的研究开发工作,以有机硫,磷化合物为主,最早开发的抑制剂是磷酸或亚磷酸的单酯或双酯,后来研制了硫代磷酸或亚磷酸单酯或双酯.这类物质可用作260-927℃炉管及TLE的结焦抑制剂,降低结焦速率外还具有能改变结焦的物理形态.使其易于剥落的效果,而这一效果是其他公司开发的三酯类化合物抑制剂所不具备使腐蚀性问题得到根本解决,进入9O年代以来,该公司又开发了2种新的有机硫磷抑制荆,使用结果表明,这2种抑制剂在保持抑制结焦性能的同时基本无腐蚀现象.(2)菲力浦石油公司该公司开发的乙烯裂解结焦抑制剂主要是金属化合物的组合物,其组分包括金属的无机和有机化合物,它们主要有:Ge与Sn,Sb:P与Sn,Sb:Al与sn,Sb:Cu与sn,Sb:Si与sn,Sb:Ga与sn,Sb:Cr与Sn,Sb:In与Sn,Sb:Ti与Sn,Sb.5.2国内结焦抑制剂技术进展2O世纪8O年代,我国开始乙烯蒸汽裂解结焦抑制技术的研究.华东理工大学,中国石油化工股份有限公司北京化工研究院(简称北京化工研究院),中国石油兰卅f石化公司(简称兰化公司),中国石化齐鲁石化公司(简称齐鲁石化公司),大庆石油学院等单位独立或联合进行了结焦抑制技术的开发工作,有些技术已进行工业试验.中国石化上海石油化工股份有限公司(简称上海石化)和华东理工大作进行了烃类裂解阻焦强化剂的研究,研制的HY一99系列阻焦强化剂.可有效控制烃类高温裂解结焦.提高目的烯烃收率1.0%以上.以HY一99结焦抑制剂为核心的阻焦强化技术2000年开始在上海石化乙烯sRT—III 裂解炉进行了工业试验.北京化工研究院开发了用于乙烯裂解装置的结焦抑制剂.该抑制剂为黄色和琥珀色油状透明液体,含瞵基,酰胺基和碱金属基团,分I型和II型2种.I型结焦抑制剂是含磷和胺的有机复合物,代号ci853:II型结焦抑制剂是含磷硫胺和碱金属的有机复合物,代号ci954,目前正在进行工业试验兰化公司研究院李长明等考察了石脑油裂解结焦规律及添加啪S的抑制结焦作用.齐鲁石化公司研究院王际东等采用对裂解反应器预处理的方法抑制石脑油蒸汽裂解结焦.大庆石油学院王宗祥等[30以辽河石脑油与苯的混合液为裂解原料,在连续流动微型裂解实验装置上,对接近急冷锅炉温度下的结焦进行了研究.华东理工大学研制的一种抑焦剂可将辐射段炉管管壁温度降低7O℃,洛阳石化公司也研制成了一种多用途结焦积垢抑制剂.参考文献[1]陈乐怡.世界乙烯工业的发展趋势[J].中外能源,2007,12(1):65—70.[2]郝红.乙烯蒸汽裂解炉结焦抑制剂的研究进展[J].石油化工.1999, 28(1):52—54.[3]刘雁.抑制乙烯裂解装置结焦的方法[J].石油,1996,12(2):23—27.。

乙烯裂解装置结焦抑制技术新进展乙烯裂解装置是石化行业中常用的重要装置之一，用于生产乙烯，是合成塑料和化纤等重要化工产品的基础。

乙烯裂解过程中常常会出现结焦问题，严重影响设备的连续运行和生产效率。

为了解决这一问题，研究人员和工程师们一直在不断探索和提出新的抑制结焦技术。

本文将介绍近年来乙烯裂解装置结焦抑制技术的新进展。

一、优化裂解炉结构和操作参数优化裂解炉结构和操作参数是减少结焦的有效手段之一。

在设计和改进裂解炉结构时，可以采用多级炉壁式结构，通过增加裂解管数目和采用特殊形状的炉管壁，减少热量传导，降低炉管表面温度，从而减少结焦的发生。

通过调整裂解炉的操作参数，如控制裂解温度、压力和空气进气量等，可以实现更好的结焦抑制效果。

降低裂解温度和增加裂解压力，可以减少炉内物质的热解程度，从而降低结焦的风险。

二、应用新型催化剂和加氢剂催化剂是乙烯裂解过程中的重要组成部分，对乙烯裂解反应起着至关重要的作用。

近年来，研究人员提出了一些新型催化剂，如钼酸盐和过渡金属氧化物等，具有较高的结焦抑制能力。

这些新型催化剂具有更高的表面活性和热稳定性，能够减少裂解反应中的碳沉积，从而有效抑制结焦的发生。

加氢剂的应用也能一定程度上减少结焦问题。

加氢剂可以在裂解反应中与产物中的不饱和烃发生加氢反应，降低产物的碳含量，减少结焦的发生。

三、采用物理除焦技术物理除焦技术是乙烯裂解装置中常用的结焦抑制技术之一。

这些技术主要包括机械除焦、水冲除焦和超声波除焦。

机械除焦是指使用机械装置对裂解炉内的焦炭进行清除。

水冲除焦是通过向裂解炉内喷射高压水流来清除焦炭。

超声波除焦是利用超声波振荡的能量将焦炭从裂解炉内剥离。

这些物理除焦技术能够有效地清除裂解炉内的焦炭，减少结焦的积累，提高装置的连续运行时间。

乙烯裂解装置结焦抑制技术的研究和应用正取得新的进展。

通过优化裂解炉的结构和操作参数、应用新型催化剂和加氢剂以及采用物理除焦技术等手段，可以有效地减少结焦的发生，提高乙烯裂解装置的生产效率和连续运行时间。

乙烯裂解装置结焦抑制技术新进展乙烯裂解是以乙烯为主要产品的石油炼化工艺之一，广泛应用于乙烯的生产。

乙烯裂解装置在运行过程中容易出现结焦问题，结焦严重影响了装置的运行效率与经济效益。

研究和发展抑制结焦技术成为乙烯裂解装置运行的重要课题之一。

本文将介绍乙烯裂解装置结焦抑制技术的新进展。

结焦是指在乙烯裂解过程中，烃类化合物在高温下反应生成的碳质沉积物。

乙烯裂解是一个高温、高压的过程，烷烃和烃烯在裂解过程中发生分解、重组、异构化等多种反应，其中包括烃类分子链的脱氢、聚合和聚合物的生长等反应。

这些反应产生的碳质物质会随着裂解气体进入冷却器，并在冷却器内部的金属表面上形成结焦。

乙烯裂解装置的结焦问题主要表现为冷却器热交换管道和换热器内部的结焦。

结焦会导致管道内壁和表面缩窄甚至完全阻塞，影响乙烯的流动和传热效率，甚至引起设备的故障和爆炸。

为了解决乙烯裂解装置结焦问题，研究人员采取了多种抑制结焦的技术措施。

这些技术包括改变反应条件、添加结焦抑制剂和改进冷却器结构等。

改变反应条件可以降低结焦的程度。

研究表明，降低裂解温度、延长裂解时间和减少反应压力都可以减少结焦物质的产生。

通过优化反应物料的配比和控制反应物料的进料速率，也可以有效抑制结焦。

添加结焦抑制剂也是一种常用的抑制结焦技术。

结焦抑制剂可以减缓结焦物质的生成速度，从而延缓结焦的发生。

目前，常用的结焦抑制剂主要有金属盐类、含氮化合物和有机硅化合物等。

这些抑制剂可以与结焦物质发生化学反应，形成易挥发的产物，并阻碍结焦物质在金属表面上的生成。

改进冷却器结构也是一种有效的抑制结焦技术。

研究人员通过改变冷却器的内部结构和材料，提高冷却器的传热效率和结焦物质的清除能力。

采用高温蒸汽吹扫技术可以有效清除冷却器内部的结焦物质。

采用耐高温材料和改善冷却器内部流动的方式，也可以减少结焦的产生。

乙烯裂解装置结焦抑制技术的新进展主要体现在改变反应条件、添加结焦抑制剂和改进冷却器结构等方面。

乙烯裂解炉的结焦原理及其抑制方法摘要：本文介绍了乙烯裂解炉结焦的原因及危害性，分析了裂解炉结焦的影响因素，同时对装置现状进行了分析，并提出了抑制裂解炉结焦的措施，以实现裂解炉的平稳安全长期运行。

关键词：裂解炉；坯类；结焦；措施刖S在烧类裂解过程中，生成乙烯，丙烯，丁二烯等产物的同时，会结焦生炭。

结焦过程一般发生在对流段、辐射段和废热锅炉工艺侧。

随着结焦过程的加剧，管内流动阻力和传热过程恶化，导致管内压降增大、辐射炉管表面温度和废热锅炉出口温度升高，迫使裂解炉进行周期性停料清焦，严重影响裂解炉的正常运行, 造成经济损失。

1、结焦原因及危害性在乙烯裂解装置中，裂解炉和急冷锅炉内的结焦是影响乙烯装置长周期运行的大问题。

产生结焦的原因是：（1）原料坯在裂解反应中的高温二次反应形成的脱氢成碳反应；（2）高温裂解气进入急冷锅炉内，高沸点组分在低温管壁上冷凝后长时间与高温裂解气接触而发生脱氢.缩合等反应形成含氢量极低的焦垢。

结焦会引起两个方面的后果，对生产装置具有严重的危害性。

一是结焦会使裂解炉管的传热性能下降，为了维持管内物料的正常温度，必然要提高炉管外壁的温度，这样很容易达到炉管金属材料所承受的高温极限而损伤炉管。

另一方面, 炉管内结焦会使管径变小，在处理量不变时，物料在炉内的停留时间将减少，炉管内的压力降也会增大，这种裂解工艺条件的变化可使裂解的选择性变坏，致使目的产物乙烯的收率显著下降。

2、影响裂解炉结焦的主要因素2.1原料性质炷类裂解过程中结焦主要山原料中的芳怪化合物以及裂解气二次反应物形成。

原料中芳烧与烯烧含量愈多，结焦速率也就愈快。

（1）芳怪因素。

对芳婭指数较高的裂解原料，在中度裂解时，结焦母体主要来自裂解原料中的芳坯；深度裂解时，结焦母体主要来自于裂解炉辐射段生成的烯桂、双烯怪经聚合、环化脱氢缩合生成的稠环芳烧；对芳烧指数较小的裂解原料，在中深度裂解时，结焦母体来自裂解炉辐射段生成的烯坯、双烯烧聚合、环化脱氢缩合生成的环芳烧和稠环芳烧。

乙烯裂解装置结焦抑制技术新进展乙烯裂解装置是石油化工行业中的重要设备之一，其主要作用是将乙烷等烃类原料裂解成乙烯等单体物质，用于生产塑料、合成橡胶等工业品。

在乙烯裂解过程中，由于原料中的杂质和不完全裂解产物等因素的存在，容易导致装置结焦以及降低生产效率。

结焦抑制技术一直是乙烯裂解装置技术研究的一个重要方向。

近年来，随着科技的进步和装置技术的不断优化，乙烯裂解装置结焦抑制技术也取得了一些新的进展。

本文将从催化剂技术、反应器设计、操作控制等方面介绍乙烯裂解装置结焦抑制技术的新进展。

一、催化剂技术催化剂是乙烯裂解过程中起到催化作用的重要物质，直接影响到乙烯的产率和产品质量。

近年来，通过改进催化剂的制备工艺和结构设计，取得了一些结焦抑制的新进展。

1.微介孔催化剂传统的催化剂具有较大的孔径，易造成反应器内的重整和结焦现象。

而微介孔催化剂由于具有较小的孔径，可以限制大分子的进入，从而减少结焦的可能性。

研究表明，采用微介孔催化剂可以有效减少装置结焦现象，提高乙烯的产率和产品质量。

2.改性催化剂通过在催化剂表面引入一定的改性剂，可以提高催化剂的表面活性和选择性，减少不完全裂解产物的生成，从而减少结焦的发生。

目前，一些新型的改性催化剂已经在实际生产中得到了应用，取得了良好的效果。

二、反应器设计反应器是乙烯裂解过程中的核心装置，其设计对结焦抑制起到至关重要的作用。

近年来，随着反应器技术的不断发展，一些新的反应器设计理念也为结焦抑制提供了有力的支持。

1.多级反应器传统的乙烯裂解反应器采用单一的反应结构，易造成原料在反应器内停留时间过长，导致结焦和重整现象的发生。

而多级反应器则可以有效地将反应过程分解为多个阶段进行，不仅可以减少原料在反应器内的停留时间，降低结焦的可能性，还可以提高乙烯的选择性和产率。

2.智能化反应器随着智能化技术的不断发展，在乙烯裂解反应器设计中引入了一些智能化的元素，可以实时监测反应器的工况和原料的成分，根据实际情况调整反应条件，从而减少结焦的发生。

华东理工大学科技成果——大型乙烯生产装置高温
裂解炉结焦抑制技术及应用
项目简介
我国乙烯装置的平均综合能耗比国际先进水平高出27%。

裂解炉是乙烯生产的核心设备，其能耗占到整个乙烯装置能耗的50-60%。

裂解反应炉管的结焦导致装置能耗增大、乙烯产量下降、炉管寿命大大缩短。

本项目在上海市科委、市教委等科研项目的支持下，实现了大型乙烯裂解炉高温裂解结焦抑制技术的工业化应用及推广，填补了国内空白，整体技术水平达到国际先进。

项目创新性地提出了采用陶瓷梯度涂层来抑制裂解炉管内壁结焦、渗碳、氧化的新技术。

发明了内表面带有特殊陶瓷层及复合氧化物纳米薄膜扩散障的裂解反应炉管制造技术，开发了工业化成套制造设备及陶瓷复合炉管的焊接技术。

发明了可在裂解炉使用现场重复实施的抑制结焦在线预膜技术。

自主设计、搭建了国内最大规模的高温裂解结焦抑制技术中试放大及抑制结焦效果评价系统。

开发了适合在大型裂解炉高速紊流、管内复杂表面状态下在线制备陶瓷复合预膜层的工艺。

优化了结焦抑制剂的添加工艺。

实现了上述高温裂解结焦抑制技术的工业化应用及推广。

结焦抑制技术在大型乙烯裂解炉上的成功应用，解决了制约乙烯生产的瓶颈问题，实现了乙烯装置的长周期、高效、安全可靠运行，且可大幅度提升我国乙烯生产的技术水平。

可推广应用于所有新建和在役乙烯装置、催化、焦化等石化装置、煤制油等煤化工装置等。

近
3年累计为企业创造经济效益约6亿元。

所属领域石油化工
项目成熟度产业化
知识产权及项目获奖情况
该项目获得了2010年上海市科技进步一等奖。

申请6项发明专利，已授权3项。

乙烯裂解炉的结焦及抑制技术第一篇：乙烯裂解炉的结焦及抑制技术乙烯裂解炉的结焦及抑制技术Coking of Ethylene Cracking Furnace and SuppressionTechnology 摘要：介绍了乙烯裂解炉的结焦机理、影响结焦的主要因素和抑制炉管结焦的主要技术，着重综述了近几年国内外炉管表面处理技术的研制情况和添加抑制剂技术的进展及其工业应用情况，提出炉管表面处理技术的工业应用有待发展和突破，结焦抑制剂的发展方向是复合的多功能抑制剂。

Abstract：This thesis introduced the principle and affecting factors of coking on the ethylene cracking furnaces also the main technical of inhibiting coking on the furnace.Than discussed the development of the tube surface treatment and inhibitor technology this years.It was suggested that we must try our best to take tube surface treatment technologies to industrial applications shortly and work out more multi-functional inhibitors.关键词：乙烯；裂解炉；结焦；涂层；炉管表面处理；抑制剂Keywords：Ethylene；Cracking Furnace；Coking；Coating；Tube surface treatment；Inhibitors 前言在乙烯裂解装置中，裂解炉和急冷锅炉内的结焦是影响乙烯装置长周期运行的大问题。

乙烯裂解装置结焦抑制技术新进展乙烯是一种重要的有机化工产品，在工业生产和生活中有着广泛的应用。

乙烯的生产需要通过乙烯裂解装置进行裂解，然而在裂解过程中常常会出现结焦的问题，严重影响装置的生产效率和运行稳定性。

乙烯裂解装置结焦抑制技术一直是乙烯生产过程中的重要研究方向之一。

随着科学技术的不断进步，乙烯裂解装置结焦抑制技术也在不断取得新进展，为乙烯生产提供了更多的技术支持。

乙烯裂解装置结焦抑制技术的研究和应用具有重要的现实意义和经济价值。

乙烯裂解装置结焦会导致装置运行不稳定，降低乙烯产品的质量，增加设备维护和停机维修的频率，严重影响了乙烯生产的效率和经济效益。

发展和应用乙烯裂解装置结焦抑制技术对于提高乙烯生产的质量和效率具有重要的意义。

1. 优化裂解反应条件：通过优化裂解反应的条件，如控制裂解温度、气体流速等参数，可以有效地抑制结焦的发生。

研究表明，在适当的裂解温度和气体流速下，可以减少或避免乙烯裂解装置结焦的问题，提高装置的稳定性和生产效率。

2. 改良装置结构：改良乙烯裂解装置的结构设计，如增加结焦抑制装置、改善流动状态等，可以有效地抑制结焦的发生。

目前，一些新型的乙烯裂解装置结构设计已经应用于生产中，取得了良好的效果。

3. 应用新型催化剂：研究发现，应用新型的催化剂可以有效地抑制乙烯裂解装置的结焦问题。

通过引入抑制剂等成分，可以改善催化剂的活性和稳定性，提高催化剂的使用寿命，减少结焦的发生。

4. 开发新型结焦抑制剂：近年来，一些新型的结焦抑制剂广泛应用于乙烯裂解装置的生产中。

这些新型抑制剂具有良好的结焦抑制效果，可以有效地提高装置的稳定性和生产效率。

5. 优化操作管理：通过优化乙烯裂解装置的操作管理，如加强设备的日常维护、定期清洗装置等，可以有效地减少结焦的发生，提高装置的运行稳定性。

随着科学技术的不断进步，乙烯裂解装置结焦抑制技术将会迎来更加广阔的发展前景。

在未来，乙烯裂解装置结焦抑制技术将更加注重绿色环保和可持续发展，在提高装置稳定性和生产效率的减少对环境的影响。

乙烯裂解炉技术进展摘要：乙烯是石油化工的基本原料，乙烯装置是石油化工生产的核心。

裂解炉是乙烯装置最关键的设备，通过乙烯裂解炉可将天然气等各类原材料加工成裂解气，并最终制备成乙烯、丙烯及各种副产品。

扭曲片合金管是乙烯裂解炉中的重要部件，通过扭曲片管的强化传热作用，可以增强裂解炉内气体的流速，减少结焦倾向。

它一方面可以降低乙烯裂解生产过程中的能耗，另一方面可以提高炉管的使用寿命，降低清焦周期，为企业带来更高的经济效益。

关键词：乙烯；裂解炉技术；节能关键词:乙烯裂解炉；辐射段炉管；急冷锅炉；燃烧器引言：石化工业是推动社会经济稳健发展的基础，在当前国内的石化行业中生产出来的乙烯产品对其他工业企业的生产制造都有重大影响，并且乙烯也是世界上基础的化工原料。

在全国内乃至世界有近70%的石化产品都是由乙烯制造成的，因而，一个国家乙烯生产制造水平就会反映出这个国家的化工实力。

乙烯裂解设备是乙烯化工业的核心设施，如生产制造中使用的乙烯气体、丙烯气体，都是由该乙烯设备来生产制造。

裂解炉也是整个乙烯气体制造装置的核心部件，对裂解炉的持续改进优化，它对整个乙烯设施操作，起着关键经济性影响作用。

乙烯裂解炉技术会向着大型化、新材料，采用新型燃烧器等多个方面发展。

一、裂解炉的大型化伴随着国内石化行业快速发展，市场上对于乙烯产品需求量在日益增加，乙烯生产设施规模持续扩大。

在本世纪初，全世界上，已经有了日均产量达到百万吨级的设施，在全球上最大的乙烯生产装置已经在加拿大建成，大型乙烯生产设施能够提高乙烯产量和生产效率。

目前，国内以气态烃作原料的单独生产能力，已经达到了20万吨，每天以液态烃对原料的裂解炉生产量可以达到18万吨。

仅仅依靠扩大裂解炉设备数量，来扩大该设施设备的装置规模，很难起到必要的规模效应。

裂解炉的大型化，可以节约大量投资，减少占地面积，减少操作人员，使得操作更加便捷，维修操作的费用也显著降低，这将有利于设备优化控制，使得生产成本大幅度下降。

４乙烯裂解炉炉管结焦机理及其抑制措施探讨Ｆ宏宾，冯秀艿！，码守涛２‘，李瑞峰二（１沈阳聚凯特催化剂训：Ｒ公－ｄ．辽‘Ｊ＋沈阳１１０１４４，２…ｆｌ／『汕／『汕化【＂『宄院人从化【Ⅷ『究－ｌ，心，ｃ龃尼汀人从１６３７１４）摘要：介绍了烃类在裂解炉中裂解的结焦机理，并对近年来国内外乙烯裂解过程中裂解炉管结焦抑制技术进展进行综连，重点阐述了炉管表面涂层技术，结焦抑制制和新型炉管等的压用。

关键词：乙烯裂解炉，结焦，抑制乙烯作为后油化＿［的萆奉原料，９０％以Ｌ通过符』℃炉烃炎热裂解方』℃生产。

乙烯裂觯自’ｔ址己烯装胃最关键的核心１５１备，炉管址己烯装簧＂操作湍度最高的构件。

在裂解炉炉管内进行婀烃类裂解反应，由ｒ’次反应订焦炭的牛成，不【。

Ｊ避免地存在结焦现缘。

结焦会增加裂解炉炉管悻壁热礼降低传热系数ｔ导致蛾黼升Ｉ岛，片山现＿ｌＬｄ部过热现象，从酊艘认为仃二利噶’一焦机删‘Ｌ柑结焦、金属催化结焦和Ｉ＋ｌ由基结＾ｌｊ。

Ｉ．Ｉ气相结焦。

ｋＪＨ绌焦是指在。

Ｌ流ｔ体－ｌ，生成的焦，１婴是烯烃聚合和环化而牛成构芳烃作为丽坚帕小问』“物，在气柏一ｌ，进步缩合、脏氧形成稀｜环芳烃的缩聚物焦油小滴和炭黑微粒…。

Ａｌｂｒｉｇｈｔ和Ｍａｎｅｋ利川烯和其他烯烃）自身聚结的微粒反应生成多环艿烃ｔ阿进步脱氧缩合而结焦，『叫叫牛戚业多构ｉ＇１…琏，这些闩…基Ｆ６与小分ｒ物质反心，使结焦母体微快增大，形成焦炭颗粒”。

２抑制结焦的措施以裂１０ｊｉ！炉±．’ｉ焦目Ｌ，ｌＪＪ，ｊ依槲，缓解和抑制炉铝＋结焦Ｉ—Ｊ采川乙烯原制及ｒ２－条什优化，｜ｌ】』乙烯原料或柿秆蒸汽ｒ｝１添加结焦抑制剂、炉符表而预处邢、新利料炉竹和炉竹强化传热等技术，其中，¨乙烯原料或柿秆蒸汽小添加结焦抑制剂和炉管表而硼处训研究较多。

２．１添加结焦抑制剂存厶烯原料或稀祥燕汽一Ｉ，加入结焦抑制剂是Ｉ前Ｄ㈦衄川・ｌ，切寅川行的办法，ｉｒＪ使炉箭表Ⅲ钝化，抑制管擘的催化效心．改变自ＩＩ『雎反应协羁１，抑制均杜ｌ反心纳熊．催化水蒸汽与焦层问进行。

乙烯裂解装置结焦抑制技术新进展乙烯裂解装置是现代石化工业中重要的装置之一，广泛应用于生产乙烯等有机化工产品。

然而，乙烯裂解装置在运行过程中容易受到结焦等问题的影响，导致设备性能下降，生产效率降低，甚至引发安全事故。

因此，如何抑制乙烯裂解装置的结焦问题已成为石化工业研究的热点之一。

近年来，众多专家学者在结焦抑制技术领域取得了新的进展。

本文将从催化剂设计、反应条件优化、运行监控等方面介绍乙烯裂解装置结焦抑制技术的新进展。

催化剂设计方面，研究人员发现采用多孔结构催化剂能够有效抑制结焦。

例如，研究人员开发出一种钼铝催化剂，采用介孔材料作为载体，并添加介孔结构的硅酸盐，制备成多孔结构钼铝催化剂。

试验结果表明，该催化剂在高温下具有较高的结构稳定性和耐热性，且能够有效提高催化剂的选择性和活性，从而抑制结焦的发生。

反应条件优化方面，控制适宜反应温度、压力和催化剂稳定性等因素也是抑制结焦的重要手段。

研究人员在实验中发现，降低反应温度和增加反应压力均能够有效抑制结焦；同时，保持催化剂稳定性也能够有效延长催化剂的使用寿命，从而减少结焦的发生。

此外，还可以采用反应介质中添加抑制剂、表面活性剂等化学物质的方法，有效抑制催化剂表面的碳积累和催化剂颗粒的聚集。

运行监控方面，及时检测和分析装置中的反应产物、反应物和催化剂残留等物质的浓度变化，以及流速等参数变化，能够帮助运营人员预防结焦等问题的发生。

目前，一些石化企业已经开始采用先进的传感器设备和在线监测系统，实现对乙烯裂解装置运行状态的实时监测和分析，能够准确快速地检测出装置运行期间的异常情况，及时采取相应的措施，预防结焦等问题的发生。

综上所述，针对乙烯裂解装置结焦抑制技术的研究已经取得了一系列新的进展。

通过催化剂设计、反应条件优化和运行监控等手段，可以有效抑制结焦问题的发生，提高装置的性能和效率，保障生产过程的安全稳定。

未来，随着科技的不断进步和石化工业的快速发展，相信结焦抑制技术将得到进一步的完善和提高。

乙烯裂解装置结焦抑制技术新进展乙烯裂解是一种重要的工业化学反应，用于生产乙烯原料。

乙烯裂解装置在长期运行过程中容易出现结焦问题，降低乙烯产率和装置稳定性。

开展乙烯裂解装置结焦抑制技术的研究具有重要的实际意义。

本文将介绍乙烯裂解装置结焦抑制技术的新进展。

乙烯裂解装置结焦主要是由于高温下烃类和多环芳香化合物的热解生成的沉积物。

这些沉积物通过粒子间的架桥效应和积存效应引起结焦。

近年来，研究人员通过改善催化剂、优化反应条件和引入新的抑制剂等方法，取得了一些进展。

改善催化剂的结构和性能是抑制乙烯裂解装置结焦的重要途径之一。

研究人员发现，通过调整催化剂的晶相和孔结构可以改变热解产物的分布，从而减少结焦问题。

引入介孔结构或合成金属有机骨架材料作为催化剂载体，可以增加催化剂的比表面积和孔隙体积，提高活性组分的分散性，降低结焦倾向。

优化乙烯裂解反应条件也可以抑制结焦问题。

研究人员发现，降低反应温度和提高乙烯气体流速对于减少结焦有重要作用。

较低的反应温度可以减缓烃类和多环芳香化合物的热解速率，降低产生沉积物的速度；而较高的气体流速可以将生成的沉积物迅速带离反应器，减少积存效应。

引入新的抑制剂也是一种有效的抑制结焦的方法。

一些研究表明，将适量的硫化物添加到乙烯裂解催化剂中，可以改善催化剂的稳定性，减少结焦倾向。

硫化物可以与催化剂表面生成硫化物覆盖层，阻碍颗粒间的架桥效应，从而抑制结焦。

乙烯裂解装置结焦抑制技术的新进展主要包括改善催化剂的结构和性能、优化反应条件和引入新的抑制剂等方法。

这些方法可以有效地抑制结焦问题，提高乙烯裂解装置的产率和稳定性。

由于结焦机理的复杂性，目前仍存在一些问题需要进一步深入研究和解决。

希望未来能够进一步完善结焦抑制技术，提高乙烯裂解装置的经济效益和环境友好性。

乙烯裂解装置结焦抑制技术新进展乙烯裂解装置是石化行业中的重要设备，其主要功能是将乙烯原料裂解成丙烯、乙烯等多种有机化合物。

然而，由于乙烯裂解过程中温度和压力较高，以及原料和催化剂中杂质的存在，容易导致装置结焦，降低生产效率和设备寿命。

因此，如何提高乙烯裂解装置的结焦抑制能力一直是石化企业面临的重要问题。

近年来，针对乙烯裂解装置结焦抑制技术进行了大量的研究和开发。

其中，一些新的进展和成果已经被应用到实际生产中。

本文主要介绍了三种新的乙烯裂解装置结焦抑制技术：1. 引入新型催化剂催化剂是乙烯裂解过程中的重要影响因素之一，其选择对于结焦抑制有着重要的作用。

当前，石化企业中常用的催化剂主要为硅铝酸盐催化剂和氧化锆催化剂。

近年来，研究人员开发了一系列新型催化剂，比如锆基催化剂和镁基催化剂等，这些新型催化剂在结焦抑制方面具有显著的优势。

例如，锆基催化剂对于中低温区域的结焦抑制效果更好，而镁基催化剂在高温和高压下具有更好的耐受性和稳定性。

2. 利用添加剂改善体系性能添加剂是优化乙烯裂解体系的有效手段之一。

通过添加少量的抑制剂、促进剂等物质，可以有效降低装置的结焦倾向和增加其稳定性。

近年来，研究人员提出了一种新的添加剂：钾离子。

钾离子能够与催化剂表面上的酸性中心结合，形成稳定的氧化锆和硅铝酸盐阴离子，从而切断反应路径，有效抑制结焦。

同时，钾离子能够增加反应体系中的饱和度，降低多烯烃和多芳烃的生成，进一步减少结焦的发生。

3. 利用流场调控结焦位置乙烯裂解装置中的结焦位置对于装置的寿命和运行效率具有重要影响。

传统的装置往往采用上方入口下方出口的方式，使得高温气体在装置下方的凝结器中结焦，导致凝结器容易受损。

近年来，研究人员提出了一种新的方式：利用流场调控结焦位置。

通过改变装置内部气体流动状态，使得高温区域移位到上方出口处，从而避免了下方凝结器的结焦问题。

这种技术不仅能够提高装置的寿命，还能够增加反应效率，降低能耗。

乙烯裂解炉的结焦及抑制结焦的有效方法分析摘要：结焦主要是因为乙烯生产装置裂解炉内的烃类原料因裂解反应而产生的焦聚集在炉管内的一个过程。

烃类在高温裂解这一过程中难免会有结焦的产生，而炉管结焦又会引发能耗增大、炉管寿命减短、产量低等多方面问题。

由此，论文主要围绕乙烯裂解炉结焦及其抑制方法展开了研讨。

关键词：乙烯裂解炉；结焦；抑制剂；表面处理；方法石油化工企业乙烯生产装置裂解炉结焦不但会导致能耗的增加，减小吸收乙烯的效率，而且还会让乙烯裂解炉的运转周期缩短，使得整体经济效益下降，并且还会使得裂解炉使用寿命大幅减少，所以非常有必要对结焦的抑制措施进行分析与探讨。

一、乙烯裂解结焦的原理分析（一）金属催化结焦由于工业裂解炉所使用的炉管都是高镍铬合金钢制成的，这种材质的炉管在结焦反应中起到很好的催化作用。

在起始运行阶段，因炉管金属与反应物是直接接触的，所以就起到良好的催化作用，且此时结焦速度较快。

然而，随着结焦的不断增多，结焦层便在金属和反应物二者间形成阻隔，使催化作用越来越小，结焦速度也越来越慢。

但金属粒子会因扩散作用而游离到结焦的表层，所以，这种催化作用在后续的反应中仍然发挥着自身的作用；另外，金属炉子扩散的作用其实对炉管具有一定的腐蚀作用，同时金属表面也会变得粗糙起来，进而使金属和反应物二者的接触面变大，使催化作用增强，结焦速度加快。

（二）自由基结焦自由基结焦通常也称之为热裂解结焦，其在具体裂解反应过程中会产生数量较大的自由基，其主要成分有乙烯、甲基、乙炔、乙基与苯基等。

与此同时，结焦层表面有许多自由基，且是在以前的结焦过程中生成的，当这两种自由基相互接触的过程中就极易发生反应，进而生成更多的结焦。

（三）焦油聚合结焦因不同的原料有着其独特的性质，所以，在原料中难免会混合有少量的芳烃，而当进行二次反应以后同样也会有芳烃、多环芳烃产生。

而所产生的这些物质会在炉管内部形成焦油滴，当焦油滴撞向管壁时就会有焦油滴附着在其管壁上，且在高温条件下会发生脱氢反应并产生结焦。

乙烯裂解炉管抗结焦涂层的研究
首先，从材料角度来看，研究可以涉及到涂层材料的选择和设计。

涂层材料需要具有良好的耐高温性能和耐腐蚀性能，能够抵御
炉管内部高温和腐蚀性气体的影响。

同时，涂层的粘附性和耐磨损
性也是需要考虑的因素。

其次，从工艺角度来看，研究可以包括涂层施工工艺的优化和
改进。

涂层的施工工艺直接影响着涂层的质量和性能，因此需要针
对乙烯裂解炉管的特殊工况，设计出最佳的涂层施工工艺，确保涂
层能够均匀、牢固地附着在炉管内壁上。

此外，还需要从实际工业生产的角度出发，开展涂层性能的长
期稳定性和耐久性的研究。

乙烯裂解炉管是一个长周期连续运行的
设备，因此涂层需要经受住长时间的高温和腐蚀性气体的考验，保
持稳定的抗结焦性能。

最后，研究还可以考虑涂层对乙烯生产工艺和产品质量的影响。

优秀的抗结焦涂层不仅能够保护炉管，还能够提高乙烯生产的效率
和产品质量，因此需要综合考虑涂层的各项性能指标，确保涂层在
实际生产中能够发挥最大的作用。

综上所述，乙烯裂解炉管抗结焦涂层的研究涉及材料选择、工艺优化、性能稳定性和对生产的影响等多个方面，需要综合考虑各种因素，才能够开发出性能优良的抗结焦涂层，提高乙烯生产的效率和质量。