我国乙烯裂解炉辐射炉管的使用状况

242学术论丛乙烯装置裂解炉运行分析善世文大庆石化公司化工一厂裂解车间摘要：结合实际生产情况，通过对裂解炉改造情况以及裂解炉总体运行情况，裂解炉运行和维护方面的了解并结合实际，对其在节能、原料改造以及生产过程中存在的一些问题，进行多方面的分析，并提出适应其解决方案，同时在优化生产方面采取有效措施，以延长乙烯装置裂解炉的运行周期，提高其工作效率，已达到效益最大化。

关键词：乙烯装置；裂解炉；运行；分析1 乙烯装置裂解炉的基本改造情况1.1 裂解炉在节能方面的改造在裂解炉对流段上增加原料预热模块，增大换热面积，换热管增多，从而有效降低排烟温度，高压蒸汽炉的效率也有显著提高。

1.2改造裂解炉的原料适应性通过对裂解炉的改造，使其更能适应原料生产，再将炉膛的辐射炉管进行技术上的改进，在每一组辐射炉管的入口处安装文氏管流量分配器，以保证原料均匀进入每组炉膛。

改造完成后，裂解炉可以单独裂解气体原料，裂解气体原料能力大幅度增加，不用再将气体原料混入石脑油中裂解，提高乙烯的提成率。

2.对乙烯装置裂解炉的扩能改造原设计为LSCC卜1型“门式”裂解炉，单台乙烯生产能力原设计为60 kt/a。

在乙烯装置的改造过程中，为了实现乙烯装置生产能力达到预期的目标，再根据原有的运行情况，对裂解炉进行改造。

改造过程中，采用KTI技术，更换炉管，底部火嘴等。

3 裂解炉辐射段炉管运行情况裂解炉辐射段炉管在运行及升温过程中多次出现堵塞现象，对裂解炉的安全平稳运行带来严重不便。

本文详细分析了此现象出现的原因，并给出相应的应对措施。

裂解炉的每一根辐射段炉管的入口都装有一个临界流量文氏管(亦称文丘里管)，以确保在正常的操作中的流量分布状况良好。

经过现场勘查，发现处于集合管末端的辐射段炉管上升管有堵塞的迹象，于是对其炉出口温度采取了大幅度低温控制措施，但一段时间后该炉管依然会堵塞。

3.1原因分析经过实际参数与设计参数对比发现，确定原因为物料分配不均匀，物料在个别炉管内流速慢，停留时间过长，过度裂解，大量结焦导致堵塞。

乙烯装置裂解炉运行分析乙烯是一种重要的有机化工产品，它被广泛用于制造塑料、橡胶、合成纤维等。

乙烯的生产过程中，乙烯裂解炉是至关重要的设备，它的运行状态直接影响乙烯的产量和质量。

对乙烯装置裂解炉的运行进行分析和优化，对于提高乙烯生产效率和降低生产成本具有重要意义。

一、乙烯裂解炉的主要设备乙烯装置裂解炉是乙烯生产装置的核心设备之一，它主要由炉体、加热系统、控制系统和冷却系统等组成。

炉体是乙烯裂解的主要场所，是乙烯原料在高温条件下裂解成乙烯和其他副产物的地方；加热系统主要是通过燃烧燃料使炉体达到所需的裂解温度，保证裂解反应正常进行；控制系统主要是对炉体的温度、压力等参数进行监控和调节，确保乙烯裂解反应稳定进行；冷却系统主要是对裂解产物进行冷却，使其在炉外得到稳定的产物。

二、乙烯裂解炉的运行分析1. 温度控制乙烯裂解反应需要在高温条件下进行，一般温度在700-1000摄氏度之间。

控制裂解炉的温度是非常重要的。

过高或过低的温度都会影响乙烯的产量和质量。

在裂解炉的运行中，需要通过控制燃料的供给量和空气的流量等手段来调节炉体的温度，确保温度处于适宜的范围内。

2. 热平衡乙烯裂解炉是一个高温高压的反应器，在长时间运行过程中，容易造成热应力和热膨胀等问题。

需要通过设计合理的炉体结构和加热系统，保证炉体的热平衡，避免因温差过大而造成炉体变形和破裂等情况。

3. 压力控制乙烯裂解炉在高压条件下运行，通常压力在5-10MPa之间。

在裂解反应中，需要对炉体的压力进行实时监测和控制，确保安全稳定的运行。

也需要考虑炉体内部反应物料的流动和分布情况，避免因压力过大而影响反应的进行。

4. 冷却系统乙烯裂解产物需要经过冷却系统进行降温处理，以得到稳定的乙烯产物。

对冷却系统的运行状态也需要进行分析和优化，确保裂解产物的质量和产量。

5. 安全控制乙烯裂解炉是一个高危设备，在运行过程中需要考虑安全问题。

需要对炉体的各个部位进行定期的检查和维护，确保设备的安全可靠。

乙烯裂解炉技术进展摘要：裂解炉是生产制造乙烯气体的核心设备，化工企业持续改进乙烯生产设施，如对于乙烯生产作业的经济性有着直接关联影响。

在本篇文章重点论述分析乙烯气体裂解生产制造过程中使用的各项技术，如使用结焦技术，及对现有裂解技术发展现状做出了分析，提出了以乙烯裂解炉技术发展的新趋势。

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。

大型裂解炉设计概念也极大激发了乙烯工程技术发展，有些技术简单放大，不能够适应当前产品生产能力大幅度提高的技术要求，因而有很多的开发商已经投入大量资金组织一些技术人员去研制规模比较小，但是能够适用于不同类型的大型生产设施的设备，如双辐射段共用型的对流连接流设备及对流段辐射段不太等长大型轴，及双排辐射管道的液体炉设备[1]。

乙烯裂解炉发展现状及未来趋势分析简介：乙烯是一种重要的有机化工产品，广泛应用于塑料、合成纤维、橡胶等领域。

乙烯的生产主要通过乙烯裂解工艺实现，而乙烯裂解炉是乙烯生产的关键设备之一。

本文将对乙烯裂解炉的发展现状及未来趋势进行分析。

一、乙烯裂解炉的发展现状1. 技术水平不断提升随着科技的不断进步，乙烯裂解炉的技术水平逐渐提高。

目前，国内外乙烯裂解炉普遍采用催化剂和反应器两个主要部分，能够实现高效、稳定的乙烯生产。

同时，通过改进炉内温度和压力控制、提高催化剂的选择性和稳定性等手段，乙烯裂解炉的能效也得到了显著提升。

2. 自动化水平不断提高乙烯裂解炉的自动化水平在过去几十年中迅速发展。

现代乙烯生产线上的乙烯裂解炉已经实现了全自动化控制，通过先进的仪表设备和控制系统，能够实时监测并调整反应条件，提高生产效率和产品质量，降低操作风险。

3. 设备结构逐步优化乙烯裂解炉的设计结构也在不断优化。

目前，采用立式炉筒和多级反应器的乙烯裂解炉已经成为主流，能够更好地控制温度和压力，提高乙烯产率和质量。

此外，热交换器和控制阀等辅助设备的改进也有助于提高乙烯裂解炉的性能。

二、乙烯裂解炉的未来趋势1. 纳米催化剂的应用纳米技术在化工领域的应用越来越受到重视。

未来，纳米催化剂有望在乙烯裂解炉中得到广泛应用。

纳米催化剂具有更高的选择性和催化活性，能够提高乙烯生产的效率和产品质量。

2. 节能环保技术的推广随着社会对环境保护要求的不断提高，乙烯裂解炉的节能环保性能也将成为重要的发展方向。

未来，乙烯裂解炉将进一步推广采用低能耗和低排放的先进技术，减少能源消耗和环境污染，实现乙烯生产的可持续发展。

3. 多品种、小批量生产需求的增加随着市场需求的多样化和个性化趋势，乙烯生产也面临着多品种、小批量生产的挑战。

未来，乙烯裂解炉将需要更加灵活、高效的生产方式，应对不同产品和规模的生产需求。

4. 智能化发展趋势随着信息技术的快速发展，乙烯裂解炉的智能化水平将会进一步提升。

乙烯装置裂解炉管的结焦防护措施摘要：在石油化工生产过程中，乙烯生产装置构成非常复杂，对工艺流程的控制非常严格,才能保证生产合格的乙烯产品。

在乙烯装置生产过程中，由于化工生产过程的特性，一旦工艺过程控制不好，非常容易导致裂解炉炉管发生结焦现象。

本文主要分析了乙烯生产装置中裂解炉炉管结焦的机理，从工艺过程管理、科学使用结焦抑制剂、改善炉管的结构与材料、改进工艺条件及裂解材料、运行维护措施等多个方面，详细论述了乙烯生产装置裂解炉炉管结焦的防护措施，以提高乙烯装置裂解炉炉管的使用寿命，提高裂解装置的生产效率。

关键词：乙烯；防护措施；结焦机理；裂解炉管1 乙烯装置裂解炉炉管结焦机理分析乙烯装置裂解炉炉管结焦问题会严重影响乙烯生产过程，炉管结焦层的出现将会降低炉管材料性能，改变材料组织，使得炉管非常容易烧毁，从而影响裂解过程，导致停工停产进行检修作业。

但在生产乙烯、裂解烃类时，常会出现聚合、缩合反应，结焦的出现也会随之而出现，这不利于生产工作的顺利开展。

而结焦机理的探究，可帮助人们有效掌握结焦的原因、条件及过程，有助于抑制结焦技术的进一步发展。

就此，国内外对结焦机理展开了研究，通过几十年的研究，有关科研人员将结焦机理划分为三大类型，即气相结焦机理、自由基结焦机理及金属催化结焦机理。

气相结焦只与裂解原料存在一定的关系，而与炉管材料不含有任何关系，其主要是在气体中形成焦炭的一种结焦模式。

在裂解过程中，芳烃会进行聚合，形成黑色片状、褐色膜状及球状的焦体，之后，经过烯烃反应，原料中与生产的芳烃会在气相中脱氢、冷凝，形成浓缩型的焦油，然后，经过缩合与环合反应后，焦油滴由此产生，在炉管内壁停留一段时间后，最终流向结焦层，部分返回到气相中。

在此过程中，若是反应温度低于700℃，焦炭的生成量将会降低。

自由基主要是基于气相结焦产生的碳黑微粒、丝状焦炭与金属结焦而形成的结焦母体，与小分子物质经过聚合反应而生成的分子，该种分子在高温环境下，易出现裂解，形成其他结构分子，再经过一些反应后，会生成多环芳烃，之后，多环芳烃会进行脱氧缩合反应形成新焦。

乙烯装置裂解炉运行分析乙烯装置的裂解炉是生产乙烯的核心设备之一。

裂解炉的运行状况会直接影响乙烯的产量、质量以及设备的安全稳定运行。

对裂解炉的运行进行分析是十分重要的。

在乙烯装置裂解炉的运行分析中，主要从以下几个方面进行研究：1. 原料气体的进料量和性质分析：裂解炉的主要原料是乙烷和丙烷，并且还需要适量的乙烯作为启动物。

根据炉催化剂的特性和乙烯装置的产能，确定合适的原料进料量是关键。

还需要对原料气体的组分进行分析，以确保进料的稳定性和质量。

2. 炉内温度和压力分布分析：裂解炉的运行需要在一定的温度和压力范围内进行。

温度和压力的分布情况会影响炉内催化剂的活性和分解反应的进行。

通过在不同位置设置温度和压力传感器来监测炉内的温度和压力分布情况，并进行分析和调整。

3. 催化剂的活性和寿命分析：裂解炉中的催化剂是实现乙烯裂解反应的关键。

催化剂的活性会随着时间的推移逐渐降低，从而影响乙烯的产量和质量。

需要进行催化剂的活性分析，及时判断和更换失效的催化剂。

4. 反应产物的分析：裂解炉中除了乙烯之外，还会产生一些副产物，如丙烯、乙烷等。

这些副产物的分析对于了解反应的进行和优化乙烯产率具有重要意义。

通过对反应产物的分析和检测，可以及时调整反应条件，提高乙烯的产量和质量。

5. 安全和环保问题的分析：裂解炉的运行需要具备一定的安全性和环保性。

需要对炉内的温度、压力和气体组分等进行实时监测，预防可能的事故和污染。

还需要对产生的废气、废水和废渣进行处理和排放，确保环境的安全。

通过对乙烯装置裂解炉的运行进行分析，可以及时发现和解决问题，提高乙烯的产量和质量，确保设备的安全和稳定运行，同时还能符合环保要求。

裂解炉运行分析对于乙烯装置的正常运行和高效生产具有重要意义。

乙烯装置裂解技术进展及其国产化历程简述了蒸汽裂解技术的发展过程、发展方向以及目前的现状。

介绍了目前裂解技术在与辐射炉管相关技术、与节能环保相关技术、大型化、裂解炉改造、先进控制及优化等方面的主要进展，并介绍了哪些技术效果好、哪些技术仍然存在问题。

标签：蒸汽裂解；裂解炉；国产化前言石油化学工业的大多数生产装置以烯烃和芳烃为基础原料，其总量约占石油化工生产总耗用原料的3/4。

在烃类蒸汽制乙烯技术出现之后，主要由烃类蒸汽裂解制乙烯装置生产各种烯烃和芳烃。

鉴于乙烯技术的重要性，原中国石化总公司成立伊始，就把开发乙烯裂解技术确定为重点科技开发项目，于1984 年开始组织开展中国石化乙烯裂解技术的研究开发工作，并于1988 年实现了第一台北方炉（CBL）工业试验的裂解炉投入运行。

以中国石化工程建设有限公司（SEI）、北京化工研究院和南京工业炉所为代表的研究开发单位，经过近30年的不断研发，取得了显著的成绩，实现了烃类蒸汽热裂解工艺技术、工程设计技术及设备的国产化，在国内得到大面积应用并走向了国外。

1 裂解技术进展乙烯裂解炉因其在乙烯装置中的特殊地位而成为乙烯装置的龙头，是乙烯装置中关键和核心工艺专利设备。

在乙烯装置中，裂解炉的综合能耗约占乙烯装置综合能耗的50%～60%；而裂解炉的投资根据裂解原料的不同，约占整个乙烯装置投资的1/4～1/3。

因此裂解技术的进步在乙烯技术的发展方面具有举足轻重的作用。

中国乙烯装置的规模由20 世纪60、70 年代的乙烯100～300 kt/a，70、80 年代的乙烯300～600kt/a，到80、90 年代的乙烯600～800 kt/a 和目前的1000 kt/a 及以上。

为适应乙烯装置规模扩大的需要，裂解炉的单炉能力也相应扩大。

乙烯裂解技术的发展主要围绕提高裂解选择性降低原料消耗、降低能耗、降低污染物排放、大型化、低投资等。

2 乙烯裂解技术及设备的国产化2.1 国产化历程。

关键词：乙烯装置；节能节水；技术方案在国民经济快速发展的背景下，我国各个社会领域对能源的需求量也呈现出大幅度增加的趋势。

作为一个能源消耗大国，我国虽然已经构建起了多种能源供应渠道，但仍然无法满足工业发展和经济发展的需要。

近年来，环境污染问题日益严重。

尤其是在能源开采和能源转化的过程中，容易对自然环境造成污染与破坏。

同时，化石燃料的大量燃烧也会造成大气污染。

在污染物排放量超过环境承受能力的情况下，就会出现大气污染、河流污染等一系列的问题，导致生态环境不断恶化。

为了从根本上解决这一问题，就要改变这种高能耗、高排放以及低效率的经济发展方式，推动社会向清洁、可持续的方向发展。

乙烯装置的运行和使用关系到石化工业的发展，同时关系到国家化学工业的发展。

在国际油价和天然气价格不断上升的时代背景下，对乙烯装置进行节水节能改造具有十分现实的意义。

1乙烯装置实现节能节水技术方案1.1裂解炉系统节能节水技术方案1.1.1优化原料。

在工业实践当中发现，乙烯装置中原料的裂解性能在很大程度上会对乙烯生产的能源消耗水平产生影响，为了达到节能节水的效果，需就要在裂解炉系统当中对原料进行优化，这主要与上游炼厂的配套有关。

目前的配套式主要是“大炼油小乙烯”，在进行原料选择的时候有着较大的灵活性。

在这样的此情况下，可以通过“炼油化工一体化”的形方式来达到原料优化的效果，在其中坚持“宜烯则烯、宜芳则芳”的原则来选择原材料，可以使炼厂和乙烯装置的原料实现互相供应，并在此基础上达到原料优化的效果。

除了对资源配套系统进行完善之外，还可以运采用新工艺来对原料进行优化。

一方面，可以对石脑油进行预处理。

当前乙烯装置所使用的原材料当中大多会包含石脑油，经过预处理，可以将其中的芳烃等裂解性能比较差的烃组分进行去除，进而使原料的芳烃指数得到降低，同时使乙烯收率得到提高，这对于能耗的降低来说有着极为重要的意义；另一方面，可以对炼厂的干气进行回收。

在炼厂当中，无论是催化裂化装置还是焦化装置的干气当中都会含有一定量的轻烃成分，通过对该成分进行回收，可以用于乙烯的生产，这也是降低乙烯装置能源消耗的重要途径。

辐射段炉管常见失效形式的分析与预防
李森
【期刊名称】《乙烯工业》
【年(卷),期】2013(000)004
【摘要】总结了乙烯装置裂解炉辐射段炉管的常见失效形式，如：渗碳造成的损伤、热冲击造成的损伤、热疲劳造成的损伤、冲刷造成的炉管减薄、高温蠕变损伤、炉管弯曲等。

针对各失效形式分别进行了分析，并就此在炉管选材、机械设计、制造、包装及现场安装、裂解炉运行管理等各方面提出了相应的改进与预防措施，以期对延长炉管的使用寿命有所裨益。

【总页数】3页(P34-36)
【作者】李森
【作者单位】中国石化工程建设有限公司，北京100101
【正文语种】中文
【相关文献】
1.裂解炉对流段原料炉管失效分析与预防 [J], 闫全庆
2.102钢锅炉管常见的材质失效形式及其分析 [J], 束国刚;赵汝诚
3.一段转化炉辐射段炉管应力分析及降低热应力的措施 [J], 张宝成
4.过热蒸汽炉辐射段炉管辐射损坏原因浅析 [J], 付二翔;张蕴
5.锅炉炉管常见损坏失效形式分析 [J], 高德发
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