1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)概論$ S# r$ / K& w7 J* O9 & ?7 a5 P4 k世界上有六大乙烯生產(chǎn)技術，它們分別是魯姆斯公司乙烯技術、斯通-韋伯斯特公司乙烯技術、凱洛格公司乙烯生產(chǎn)技術、布朗公司乙烯生產(chǎn)技術、荷蘭動力技術國際公司乙烯技術、林德公司乙烯技術。: + $ * r& g. ; c! K( Lummus公司的乙烯技術是國內(nèi)熟知的技術，我國70年代中后期引進的燕山、齊魯、揚子、上海四套30萬噸乙烯裝置，均采用Lummus公司的乙烯技術，80年代中后期引進的盤錦、撫順種中

2、原乙烯裝置好采用Lummus公司的乙烯技術。在全世界范圍內(nèi)采用。魯姆斯公司乙烯技術的裝置其總生產(chǎn)能力約占世界乙烯生產(chǎn)能力的45%左右。# n; G& b1 w: H; a斯通-韋伯斯特（S&W）公司是美國十大工程公司之一,在乙烯技術方面,與美國的Lummus公司、Kellogg公司三足鼎立。S&W公司已在世界上建成乙烯裝置100多套，總生產(chǎn)能力約占世界乙烯總生產(chǎn)能力的22%左右。S&W公司的裂解爐分有V型、W型、M型。我國大慶乙烯裝置采用的是S&W公司的16W型裂解爐。1996年建成的茂名30萬噸乙烯采用的也是S&W公司技術。揚巴一體化乙烯裝置也采用S&W公司乙烯技術。6 B) P8 m3 R

3、. D9 L* m9 美國M.W.凱洛格公司成立于1901年,目前是世界級的工程設計公司。就乙烯技術來說，其最大成就是開發(fā)了毫秒爐裂解技術，把物料在裂解爐中的停留時間縮短至0.05-0.1秒,突破了0.1秒的大關。我國蘭化公司1988年投產(chǎn)建成了5臺毫秒爐。+ T& Q- . F) u- I- mCF布朗公司是1909年成立的一家國際性工程設計和建設公司。其乙烯技術的主要特點是采用高選擇性長周期運行的輻射爐管、前加wiki氫/wiki除炔、前脫丙烷、廣泛采用熱泵技術、專有的脫甲烷系統(tǒng)等。 Rq: ; f9 荷蘭動力技術國際公司（KTI）系目前世界上主要的乙烯廠設計和設備制造公司。近年來該公司與

4、法國德希尼公司和意大利的TPL公司合作在歐州大量建廠，其數(shù)量已超過魯姆斯公司和斯通-韋伯斯特公司。1994年北京東方建成的乙烯裝置采用了KTI的乙烯技術。我乙烯裝置BA103爐改造也選用了KTI的GK-裂解爐。7 N8 T A$ _ w1 c( m b林德公司是世界上久負盛名的低溫工程公司，成立于1879年。在乙烯技術方面，Linde公司應用專有的低溫分離技術，于1931年建成了世界上第一個用低溫蒸餾方法從焦爐氣中生成乙烯的工廠。60年代前，其基本上沒有專有的裂解技術，裂解爐基本上采用其它公司的技術回收系統(tǒng)則采用自己的專利。1960年開始，林德公司開始研究開發(fā)管式爐蒸汽裂解技術，1965年采用

5、自己技術建成了較大型的乙烯裝置。吉化公司1996年建成投產(chǎn)的30萬噸乙烯裝置就采用了德國林德公司的專利技術。& e! j) p: F: 4 Q( I4 0 x: q% f# f9 r/ d: e/ H乙烯裂解爐乙烯裂解爐的構造： 乙烯裂解爐分為對流段和輻射段。一般地說,對流段作用是回收煙氣余熱,用來預熱并汽化原料油,并將原料油和稀釋蒸汽過熱至物料的橫跨溫度,剩余的熱量用來過熱超高壓蒸汽和預熱鍋爐給水。在原料預熱汽化過程中,注入稀釋蒸汽,以降低原料油的汽化溫度,防止原料油在汽化過程中焦化。裂解爐對流段每一組盤管主要由換熱爐管(光管或翅片管)通過回彎頭組焊而成,端管板和中間管板支持起爐管,有些盤管

6、的進出口通過集箱匯集到一起。每一組盤管的四周再組對上爐墻,則構成一個模塊。 乙烯裂解爐要根據(jù)工藝特點定制的目前我們國內(nèi)的乙烯裝置工藝包多是買國外的先進工藝技術專利，裂解爐根據(jù)工藝設計由設計方指定的幾個廠家進行投標產(chǎn)生 裂解爐是乙烯裝置的能耗大戶，其能耗占裝置總能耗的50%-60%。降低裂解爐的能耗是降低乙烯生產(chǎn)成本的重要途徑之一。隨著能源價格的不斷上漲，國內(nèi)外相關部門均加強了裂解爐節(jié)能措施的研究。裂解爐的能耗在很大程度上取決于裂解爐系統(tǒng)本身的設計和操作水平，近年來，裂解爐技術向高溫、短停留時間、大型化和長運轉(zhuǎn)周期方向發(fā)展。通過改善裂解選擇性、提高裂解爐熱效率、改善高溫裂解氣熱量回收、延長運轉(zhuǎn)周

7、期和實施新型節(jié)能技術等措施，可使裂解爐能耗顯著下降。 斯通-韋伯斯特（S.W）公司的USC型裂解爐, a2 O7 T9 P) T7 e/ Q% n A# I1、爐型( d1 k& B! c9 x- s3 eS.W公司的USC型裂解爐(超選擇性裂解爐)為單排雙輻射立管式裂解爐，輻射盤管為W型或U型盤管。由于采用的爐管管徑較小，因而單臺裂解爐盤管組數(shù)較多（1618組）。每2組或4組輻射盤管配一臺USX型（套管式）一級廢熱鍋爐，多臺USX廢熱鍋爐出口裂解氣再匯總送入一臺二級廢熱鍋爐。近期開始采用雙程套管式廢熱鍋爐（SLE），將兩級廢熱鍋爐合并為一級。3 U7 h# p+ f% U7 ; IUSC型裂

8、解爐對流段設置在輻射室的上部的一側(cè)，對流段頂部設置煙道與引風機。對流段內(nèi)設置進料和稀釋蒸汽、鍋爐給水及超高壓蒸汽過熱等熱量回收手段。大多數(shù)USC型裂解爐為一個對流段對應一個輻射室，也有兩個輻射室對應一個對流段的情況。 eS6 a9 f: P# R當裝置燃料全部為氣體燃料時，USC型裂解爐多采用側(cè)壁無焰燒嘴；如裝置需要使用部分液體燃料時，則采用側(cè)壁燒嘴與底部燒嘴聯(lián)合布置的方案。底部燒嘴可燒氣也可燒油，其熱量可占總熱負荷的6070%。由于USC型裂解爐輻射盤管為小管徑、短管長爐管，單管處理能力低，每臺裂解爐盤管數(shù)較多。為保證對流段進料能均勻地分配到每根輻射盤管，在輻射盤管入口設置了文丘里噴管。!

9、F, z7 5 z8 * g U! o$ E X. B2、輻射盤管1 p. G3 _q$ eS.W公司的USC型裂解爐的W型或U型輻射管都是小管徑、短管長盤管。W型爐管較長，處理能力較大。W型爐管管長較短，處理能力較小，但裂解選擇性較高。8 r4 A: p& Xd% u9 ?5 O. J8 q/ 0 ?0 NUSC型裂解爐輻射盤管的數(shù)據(jù); X5 m8 G2 a F) d5 , $ b$ d爐 型 管內(nèi)徑，mm 管長，m 停留時間，s; x1 T; j! w2 M. s) rW 第一程 第二程 第三程 第四程 7 u N% e, q& oW型 63.5 69.9 76.2 82.9 43.9 0

10、.354 v0 c: U% I- S P 63.5 73.0 82.6 89.0 43.9 0.304! y; R( yK. x5 E; S |+ 5 qU型 51 63.5 26.9 0.20.25, h& $ I R) g! a& S+ d GO6 e5 D/ x: w$ d: X三、凱洛格（Kellogg）公司的毫秒爐) j: U% r2 * Uz) * Y; 1、爐型* F; S. Rp- ?7 P$ M2 g凱洛格公司的毫秒爐為為立管式裂解爐，其輻射盤管為單程直管。對流段設置在輻射室的上側(cè)，對流段頂部設置煙道與引風機。原料和稀釋蒸汽在對流段預熱至橫跨溫度后，通過橫跨管和豬尾管由裂解爐

11、底部送入輻射管，物料由下向上流動，由輻射室頂部出輻射管而進入第一廢熱鍋爐。裂解輕烴時，常設三級廢熱鍋爐；裂解餾分油時只設兩級廢熱鍋爐，對流段還預熱鍋爐給水并過熱超高壓蒸汽。爐子熱效率為93%。# ; & |! k: M $ l- W4 r0 X毫秒爐采用底部大燒嘴，可燒氣也可燒油，4 Y* U0 z+ ) # C |# D8 j. F1 v3 k由于毫秒爐管徑小，單臺爐管數(shù)量大，為保證輻射管流量均勻，在輻射管入口設置豬尾管控制流量分配。7 N/ r% i 7 L- ( , 5 w2 ?* Z. 4 m2、輻射管0 x3 Y1 H( A- |0 c + g 毫秒爐的輻射管為并列直管，其長為101

12、3米，管內(nèi)徑為2438毫米。毫秒爐的特點是停留時間極短，可控制在0.1秒以內(nèi)，故得名為毫秒爐，由于停留時間的大幅度縮短，毫秒爐裂解產(chǎn)品的乙烯收率大幅度提高。對丁烷和餾分油而言，與0.30.4秒停留時間的裂解過程比，毫秒爐裂解過程可使乙烯收率提高1015%。但同時由于裂解深度的提高，炔烴收率也高，增加了加氫脫炔的負荷。6 m; y/ b+ Q) e, l7 J+ b( v& MUSC-U型裂解爐全部采用斯通-韋伯斯特裂解技術,是一個雙單元結(jié)構，在每個單元中有40根U型爐管，每臺裂解爐總共有80根U型爐管。/ G# d- rt# N8 r: _9 mA 對流段流程說明: M4 I$ K$ o& |

13、4 1 v# y0 每一個新鮮原料爐包含一個單一的旁支的對流部分，這個對流部分安裝在兩個成對的輻射單元之間。每一個對流部分包含下列的盤管組（從上至下）：. f0 M% l h: & E+ D1 R5 q9 ia烴預熱盤管 HC PRHT- R4 a- ; G* z8 Cb鍋爐給水廢氣預熱盤管 BFWp: 4 M( h9 D U) sc烴+稀釋蒸汽盤管 HC/STM% i 6 B- y* d超高壓蒸汽過熱 HPSS) * K1 O) - X$ G3 Q7 H) C3 de稀釋蒸汽過熱 DILSTM# 6 w) b: V- U o0 1 o/ Ff烴+稀釋蒸汽盤管 HC/STM% d! N7 T

14、e K/ & r來自原料總管的液體原料或氣體原料在經(jīng)過裂解爐原料根部閥后，再通過一道緊急切斷的閥后分為8個通路。在流量調(diào)節(jié)閥FC的控制下，分別進入到烴原料預熱段（HC PRHT）。這8個通路結(jié)構維持通過整個對流段部分。原料在對流段8個通路的來回流動的HC PRHT盤管中被加熱，從對流段每一端4通路進入。在每個單獨通路中的原料然后與過熱的稀釋蒸汽混合，在那里原料被完成的汽化，然后經(jīng)過外部的連接管件，每個通路被傳輸至烴和蒸汽混合（HC/STM）盤管。 , T: / M. o0 B9 A1 y, t( v烴/蒸汽混合物在先于進入8通路的來回流動HC/STM盤管組前被加熱。每個通路然后經(jīng)過外部的連接管

15、件導入至HC/STM盤管組。c) b; Gp) n8 Q/ R! w& Y/ V來自HCSTM的烴蒸汽混合物在通路的來回流動的HCSTM中被加熱至剛好開始裂解溫度下。對流段最下面一排的個平行通路中的每一路混合物，經(jīng)過外部的橫跨段被發(fā)送至裂解爐的輻射部分。7 Q1 v, n- W( f$ G6 eB 輻射段以及裂解氣流程& e/ V1 : r: |: ?每個新鮮原料爐是個成對的單元結(jié)構，帶有兩個相同的鏡像輻射單元。/ ?, P4 y& l$ C通過8個橫跨管線，4個對流段的通路被導入至輻射單元的每一個，即14通路輸入至A單元，58通路輸入至B單元。每個橫跨管線經(jīng)由一個原料分配支管供一個輻射盤管模

16、件。每個支管供10根輻射爐管，每個單元有40根輻射爐管，每臺裂解爐有80根輻射爐管。# _ o( s. a5 P p3 w一個文丘里噴嘴安裝在每根輻射爐管的進口，確保原料至每根爐管的流量均勻分布。這個流量文丘里元件創(chuàng)造了臨界的流量，在這種條件下，流量僅僅是上游壓力的函數(shù)，而完全獨立于下游的壓力。這樣，在任何時候，即使由于不均勻的結(jié)焦速率，通過單獨的輻射爐管的壓差改變，至每根爐管的流量仍保持相等。這個文丘里提供了均勻的流量分布，只要文丘里管出口絕對壓力與進口絕對壓力的比值是0.9或更低。6 L! a% _2 i7 n每個裂解爐包含80個“U”型輻射爐管，每個單元40根輻射爐管沿著輻爐室的中心線單

17、排排列。 每組爐管在爐子的頂部進出輻射部份。輻射爐管的進入支管是垂直的，帶有一個有效的熱量傳遞長度8286mm，內(nèi)徑（ID）為45mm，外徑（OD）為55mm。垂直的長管懸掛著一個彎曲的部分，在那里連接著一個長的輻射彎管和異徑短節(jié)，彎管的組合熱量傳遞長度為4160mm。出口支管是一個垂直的部分，有效熱量傳遞長度為9187mm，內(nèi)徑51mm，外徑67mm。每一個輻射爐管的出口配對通過一個Y型管件在遮蓋箱內(nèi)，每個爐管組件給出5個輻射爐管出口。輻射爐管組件鏡像成對排列，相互靠近的兩個出口兩兩聯(lián)合。% I( u* ?! l/ S5 h4 C( 3 Q6 C9 ; S- p- O3 i9 G兩個輻射爐管

18、組件出口通過一個短的傳遞管線被送入到一臺SLE急冷交換模件中。每臺裂解爐有4臺SLE模件，每一個模件包含10個SLE交換元件。這個SLE迅速急冷裂解氣，防止烯烴二次反應損失并以超高壓蒸汽的形式回收熱量。4 M, r( S* X! t$ F+ v- C每個SLE交換元件是一個雙套管的熱交換器，工藝物流在內(nèi)管垂直向上流動，而BFW/蒸汽在外環(huán)。SLE內(nèi)管內(nèi)徑為85.6mm，有效的熱量傳遞長度為18.3m。: t. v( d8 9 E離開每一個SLE模件的裂解氣被聯(lián)合在一個水平氣體收集總管中，集管直接安裝在SLE的上方。在集管高速率確保任何焦粒被夾帶至焦粒捕捉器。液體原料裂解爐廢熱鍋爐出口的裂解氣的

19、溫度不能超過600，這是由于裂解氣管道和法蘭等管件所用的材料設計決定的。來自兩個輻射單元裂解氣被匯合然后導入至一個直接急冷器中，這個設施安裝在與急冷交換器相同的高度，在裂解爐結(jié)構的側(cè)面。通過急冷油的直接注入，裂解氣冷卻。這有一個好處，裂解氣的重尾餾份被冷凝，而較烴的烴類被汽提出急冷油。在急冷器中，裂解氣用來自稀釋蒸汽發(fā)生器的188的急冷油在TC和FC串級控制下噴淋冷卻，溫度降低到241。- c9 f* g* _/ v0 B* Gb3 b6 l6 j* s& x在急冷器出口管線上設計二個溫度聯(lián)鎖開關，為了保護急冷器出口裂解氣管線防止超溫。出口管線設計溫度為350，當溫度達340時，SD-1部分停

20、車聯(lián)鎖動作，切斷裂解爐原料，自動設定至熱蒸汽備用狀態(tài)；當溫度達400時，SD-2完全停車聯(lián)鎖動作，切斷裂解爐燃料。另外，在裂解爐燒焦時，由于急冷油停止噴入，廢熱鍋爐出口溫度將超過350，為了保護裂解氣出口管線，增設一工藝水注入管線，當出口溫度達 340 ，自動注入工藝水噴淋冷卻。. 0 B t5 J- y1 R7 t! J5 ( D$ r7 o7 k+ z% 急冷器出口的裂解氣和急冷油的混合物一起通過30的裂解氣電動閥MOV和手動閘閥HV與其它裂解爐的裂解氣一起匯合進入裂解氣66總管，再進入到急冷區(qū)的急冷油塔., R% v3 K! v% b凱洛格(Kellogg)公司的毫秒爐! U, m% _

21、, h1 W, t! N(一)爐型1 . v. b; r- T0 D9 Q B6 L凱洛格公司的毫秒爐為立管式裂解爐，其輻射盤管為單程直管。對流段在輻射室上側(cè)，原料和稀釋蒸汽在對流段預熱至橫跨溫度后，通過橫跨管和豬尾管由裂解爐底部送人輻射管，物料由下向上流動，由輻射室頂部出輻射管而進入第一廢熱鍋爐。裂解輕烴時，常設三級廢熱鍋爐3裂解餾分油時，只設兩級廢熱鍋爐。對流段還預熱鍋爐給水并過熱高壓蒸汽。熱效率為93。& E7 S, yj7 |2 i. 毫秒爐采用底部大燒嘴，可燒氣也可燒油。 T. z3 e! y# u& M由于毫秒爐管徑小，單臺爐爐管數(shù)量大，為保證輻射管流量均勻，在輻射管人口設置豬尾管

22、控制流量分配。7 t9 e6 L- m4 Y! E+ M2 B(二)輻射管 F; l1 G. / LE% n: P& U毫秒爐的輻射管為單程并列直管，其長為1013米，管內(nèi)徑為2438毫米。毫秒爐的特點是停留時間極短，可控制在01秒以內(nèi)，故得名毫秒爐。由于停留時間大幅度縮短，毫秒爐裂解產(chǎn)品的乙烯收率大幅度提高。對丁烷和餾分油而言，與0304秒停留時間的裂解過程比，毫秒爐裂解過程可使乙烯收率提高1015。但同時由于裂解深度的提高，炔烴收率也高，增加了加氫脫炔的負荷。斯通偉伯斯特(SW)公司的USC型裂解爐# q8 r( a 5 2 u(一)爐型, o+ z6 _+ * 6 4 V* SW的USC

23、裂解爐(超選擇性裂解爐)為單排雙輻射立管式裂解爐，輻射盤管為W型或U型盤管。由于采用的爐管管徑較小，因而單臺裂解爐盤管組數(shù)較多(1648組)。每2組或4組輻射盤管配一臺USX型(套管式)一級廢熱鍋爐，多臺USX廢熱鍋爐出口裂解氣再匯總送人一臺二級廢熱鍋爐。近期開始采用雙程套管式廢熱鍋爐(SLE)，將兩級廢熱鍋爐合并為一級。: q6 a# T5 w$ Z3 USC型裂解爐對流段設置在輻射室上部一側(cè)，對流段頂部設置煙道和引風機。對流段內(nèi)設有原料和稀釋蒸汽預熱、鍋爐給水預熱及高壓蒸汽過熱等熱量回收段。大多數(shù)USC型裂解爐為一個對流段對應一個輻射室，也有兩個輻射室共用一個對流段的情況。1 H3 dm3

24、 m! 4 s3 j3 o, k( y- 0 w當裝置燃料全部為氣體燃料時，USC型裂解爐多采用側(cè)壁無焰燒嘴；如裝置需要使用部分液體燃料時，則采用側(cè)壁燒嘴和底部燒嘴聯(lián)合布置的方案。底部燒嘴可燒氣也可燒油，其供熱量可占總熱負荷的6070。$ b1 l, H! X) - ) n由于USC型裂解爐輻射盤管為小管徑短管長爐管，單管處理能力低，每臺裂解爐盤管數(shù)較多。為保證對流段進料能均勻地分配到每根輻射盤管，在輻射盤管人口設置了文丘里噴管。 M+ z2 n8 I; _( t( | Q. (二)輻射盤管$ l! K/ U6 D! M5 E; M9 x) R1 DSW公司USC型裂解爐的W型和U型輻射管都是

25、小管徑短管長的盤管。W型爐管較長，處理能力較大。U型爐管管長較短，處理能力較小，但裂解選擇性較高。乙烯裂解爐的節(jié)能措施： 1. 改善裂解選擇性 對相同的裂解原料而言，在相同工藝設計的裝置中，乙烯收率提高1%，則乙烯生產(chǎn)能耗大約相應降低1%。因此，改善裂解選擇性，提高乙烯收率是決定乙烯裝置能耗的最基本因素。通過裂解選擇性的改善，不僅達到節(jié)能的效果，而且相應減少裂解原料消耗，在降低生產(chǎn)成本方面起到十分明顯的作用。 （1）采用新型裂解爐。新型裂解爐均采用高溫-短停留時間與低烴分壓的設計。20世紀70年代，大多數(shù)裂解爐的停留時間在0.4s左右，相應石腦油裂解溫度控制在800-810，輕柴油裂解溫度控制在780-790。近年來，新型裂解爐的停留時間縮短到0。2s左右，并且出現(xiàn)低于0.1s的毫秒裂解技術，相應石腦油裂解溫度提高到840以上，毫秒爐達890；輕柴油裂解溫度提高到820以上，毫秒爐達870。由于停留時間大幅度縮短，毫秒爐裂解產(chǎn)品的乙烯收率大幅度提高。對丁烷和餾分油而言，與0.3-0.4s停留時間的裂解過程相比，毫秒爐裂解過程可使乙烯