管式裂解爐及其工藝流程介紹

1、管式裂解爐及其工藝流程管式裂解爐是用于燒類裂解制乙烯及其聯(lián)產(chǎn)品的一種生產(chǎn)設備，為目前世界上大型石油化工廠所普遍采用。組成管式裂解爐是在爐管內(nèi)進行脛類裂解反應的設備。主要由輻射室(爐膛卜對流室、 煙囪和供給熱源的噴嘴組成。燃料油從噴嘴噴到爐膛內(nèi)燃燒，生成的煙氣流經(jīng)對流室后從煙囪排出。輻射室、對流室內(nèi)均裝有爐管，原 料油 在爐管內(nèi)加熱到所需溫度進行裂解反應生成裂解氣(烯脛)，裂解氣經(jīng)急冷后進入分離裝置。爐管選用合金鋼澆鑄管。由于溫度和流速對爐管內(nèi)裂 解反 應產(chǎn)品有重大的影響，因而要求嚴格控制爐管長度方向的溫度分布及產(chǎn)品在爐管內(nèi)的停留時間，對爐型選擇、噴嘴及爐管的布置都有特別的要求。發(fā)展早期的管式裂

2、解爐是沿用石油煉制工業(yè)的加熱爐的結(jié)構(gòu)采用橫置裂解爐管的方箱爐。反應管放置在靠墻內(nèi)壁處，采用長火焰燒嘴加熱，爐管表 面熱強 度低，約為85? 125MJ/(mh)。20世紀50年代，裂解爐結(jié)構(gòu)有較大 改進，爐管 位置由墻壁處移至輻射室中央，并采用短焰?zhèn)缺跓旒訜?，提高了爐管表面熱強度和受熱均勻性。熱強度可達 210MJ/(mh)。至60年代，反應管開始由橫置式 改為直立吊裝式，這是管式爐的一次重大技術改進。它采用單排管雙面輻射加熱，進一步把爐管表面熱強度提高到約 250MJ/(mh),并采用多排短焰?zhèn)缺跓?，?提高反應的徑向和軸向溫度分布的均勻性。美國魯姆斯公司短停留時間裂解爐(簡稱SRT爐)

3、是初期立(簡稱管式裂解爐的典型裝置。現(xiàn)在世界上大型乙烯裝置多采用立式裂解反應管種類早年使用裂解管水平布置的方箱式爐，由于熱強度低，裂解管受熱彎 曲， 耐熱吊裝件安裝不易，維修預留地大等原因，已被淘汰。由于裂解管布置方式和燒嘴安裝位置及燃燒方式的不同，管式爐的爐型有多種。管式 裂解爐種類較 多，按爐型分為方箱爐、立式爐、梯臺爐等；按爐管布置方式分為橫管式和豎管式裂解爐；按燃燒方式分為直焰式和無焰輻射式裂解爐等。近年各國競相發(fā)展垂直管雙面輻射管式裂解爐，爐型各具特色，其中美國爐姆斯公司開發(fā)的短停留時間裂解爐采用的國家較多。反應管材料過去，一般采用主要成分為含銀 20 %鋁25湖HK-40合金鋼作為

4、裂 解 反應管材料，可耐1050 C高溫。由于工藝要求進一步提高爐管表面熱強度，至70年代以后又改用含銀 35 %鋁25 %勺HP-40合金鋼，可耐1100 C高溫。 反應管管徑為27in （1in等于2.54cm ），用離心澆鑄法制成，內(nèi) 部經(jīng)機械加 工平整以減少反應過程的結(jié)焦。爐型目前國際上應用較廣的管式裂解爐有短停留時間爐、超選擇性爐、林 德-西拉斯爐、超短停留時間爐。1、短停留時間爐是魯姆斯公司在60和70年代開發(fā)的爐型（SRT）,有三種：即SRT-、SRT- 1及SRT-型，其中SRT-又可分為高選擇性 （HS）和高生產(chǎn)能力（HC）兩種。 SRT-型由等徑管組成；SRT-及SRT-則

5、為前細后粗的變徑管，四股平行進料以強 化前期加熱，縮短停留時間和后期降低燒分壓，從而提高選擇性，增加乙烯產(chǎn)率。由于三種反應管采用了不同的管徑及排列方式，其工藝特性差異較大。2、超選擇性裂解爐簡稱USC爐它是美國斯通-韋伯斯特公司在70年代開發(fā)的一種爐型， 爐 子的基本結(jié)構(gòu)與SRT爐大體相同，但反應管由多組 W型變徑管組成，每 組四 根管,前兩根材質(zhì)為 HK-40,后兩根為HP-40 ,全部離心澆鑄和內(nèi)部機械 加工 平整，管徑由小到大，一般為 50 83mm,長為10 20m。按照生產(chǎn)能 力的要求， 每臺爐可裝16、24或32個管組，裂解產(chǎn)物離開反應管后迅速進 入一種專用急 冷鍋爐（USX）,每

6、兩組反應管配備一個急冷鍋爐。3、林德-西拉斯裂解爐簡稱LSCC爐是林德公司和西拉斯公司在 70年代初合作研制而成的一 種 爐型。爐子的基本結(jié)構(gòu)與 SRT爐相似爐膛中央吊裝構(gòu)形特殊的反應管（圖 4LSCC爐反應管排列方式）,每組反應管是由12根小口徑管（前8根組成4對 平列管，后4根組成兩對平列管）以及 4根中口徑管（由4根管組成兩對平 列 管）和一根大口徑管組成，管徑為 675cm ,管總長4560m。裂解產(chǎn) 物離開 反應管后立即進入急冷鍋爐驟冷。4、超短停留時間裂解爐 TOC o 1-5 h z 簡稱USRT爐，或稱毫秒裂解爐。是美國凱洛格公司和日本出光石油化學公司在70年代末共同開發(fā)成功的

7、新型管式裂解爐。爐子由十多根直徑約為2.54cm,長約10m的單根直管并聯(lián)組成。反應管吊在輻射室中央，由底部燒嘴進行雙面輻射加熱。物料由下部進入上部離開并迅速進入專用的USX型急冷鍋爐，每兩根反應管合用一個 USX,多個USX合接一個二次急冷鍋爐。裂解過程停留時間可低于100ms，從而顯著提高了反應的選擇性。同傳統(tǒng)的管式裂解爐相比，乙烯相對收率約可提高10%,甲烷和燃料油則有所減少。除了上述幾種主要爐型外，工業(yè)上曾得到應用的還有日本三菱倒梯臺爐（采用橢圓形裂解反應管）、法國石油研究院（IFP）的梯臺爐、美國福斯特-惠勒梯臺爐、多區(qū)爐等，但這些爐子現(xiàn)已很少為生產(chǎn)廠采用。管式爐裂解工藝流程管式爐裂

8、解工藝經(jīng)過不斷改進，目前不僅產(chǎn)品收率大為改善，而且對原料的適應性越來越強，可用于輕燃至重柴油的各種裂解原料的裂解。管 式爐 裂解法具有操作穩(wěn)定、熱量回收完善、能耗低、原料適應性強等優(yōu)點，使得其至今在乙烯生產(chǎn)中保持著主導地位。管式爐裂解工藝的典型流程如下圖所示。BWF-鍋爐給水；QW-急冷水；QO-急冷油；FO-燃料油；CW-冷卻水；MS-中壓蒸汽；1-原料油泵；2-原料預熱器；3-裂解爐；4-急冷鍋爐；5-汽包;6-急冷器；7-汽油分儲塔；8-燃料油汽提塔；9-急冷油泵；10-燃料 油泵;11-水洗塔；12-油水分離器；13-急冷水泵；14-裂解汽油回流泵；15-工藝水泵；16-急冷水冷卻器；17-工藝水汽提塔；18-工藝水