乙烯工業(yè)發(fā)展趨勢

乙烯工業(yè)發(fā)展趨勢母志為19113115一、裂解爐及爐管變化二、結(jié)焦抑制技術(shù)三、燃燒器一、裂解爐的大型化在乙烯裝置上應(yīng)用大型裂解爐可有效降低設(shè)備投資，減少設(shè)備數(shù)量，從而減少操作和設(shè)計(jì)維護(hù)費(fèi)用及工作量(可減少投資14～18％)Ill。目前中國石化(SINOPEC)和魯姆斯公司(LUMMUS)合作的100kt／a裂解爐(SL—I、SL—II型)已在國內(nèi)多家乙烯裝置上應(yīng)用。國外的林德(LINDE)、斯通一韋伯斯特(S&w)、LUMMUS和荷蘭國際動力學(xué)技術(shù)公司(KTI)等公司都可設(shè)計(jì)100kt／a以上的大型裂解爐，有的甚至可以達(dá)到280kt／a，在技術(shù)上也各有特點(diǎn)。二、爐型爐管1、爐型早期的管式爐為箱式爐，反應(yīng)管結(jié)構(gòu)為單面輻射水平布置，不但受熱不均勻，而且由于支架金屬的耐熱程度較低，限制了裂解向高溫、短停留時間、低烴分壓方向發(fā)展，但石腦油裂解溫度低于800℃，停留時間長達(dá)1S以上，爐管長達(dá)100多米，因而裂解選擇性低，乙烯收率只有20％自20世紀(jì)60年代末期開始，立管式裂解爐逐漸取代了老式水平管箱式爐，使裂解技術(shù)取得突破性進(jìn)展。第一代立管式裂解爐為管徑大、比表面小的等徑多程不分枝爐管構(gòu)型，雖然其技術(shù)水平較箱式爐有了很大進(jìn)步，但石腦油裂解停留時間仍在0．5s左右，裂解溫度為800~820℃，其技術(shù)指標(biāo)仍不高，對原料的適應(yīng)性也較差在70年代許多公司又先后推出了多種4-6程的分枝變徑和變徑不分枝爐管構(gòu)型，使停留時間縮短至0.4s以下，裂解溫度提高到820～840℃，原料的適應(yīng)性也得到改善。進(jìn)入80年代后，各專利商又推出了裂解溫度達(dá)850～870℃，停留時間達(dá)0.15-0.25s的二程分枝變徑或變徑不分枝高選擇性爐型和停留時間約0．1s、裂解溫度達(dá)900℃的單程小直徑管毫秒爐，使裂解選擇性大大提高，乙烯收率達(dá)30~33％，原料消耗大幅度下降。2、爐管爐管材料的極限溫度已由20世紀(jì)70年代的1070℃提高到1150℃。美國M．W．Kellogg公司在毫秒爐輻射段采用內(nèi)螺旋翅片管及美國Lummus公司在SRT／VF型爐的輻射段第一程爐管內(nèi)也用了內(nèi)螺旋梅花管北京化工研究院和中國科學(xué)院金屬所也研究了無源擾流翅片管，并在遼化化工一廠CBL2型爐上進(jìn)行了以石腦油和加氫尾油為原料的工藝實(shí)驗(yàn)，取得了良好的效果。日本久保田(Kubota)公司研究的MERT爐管(混合單元輻射爐管)，此種爐管的出發(fā)點(diǎn)是提高傳熱效果，以延長爐管壽命，節(jié)能，降低結(jié)焦能力和提高收率。二、結(jié)焦抑制技術(shù)1．爐管構(gòu)件形式，如國外的MERT爐管、梅花形爐管、國內(nèi)由沈陽金屬研究所和北京化工研究院研制的扭曲片管等，其原理都是提高爐管的傳熱強(qiáng)度和傳熱效率，降低管壁溫度。2．采用爐管涂覆技術(shù)，它主要是采用氣相沉積和等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法，在爐管內(nèi)表面覆蓋一層膜，減少爐管金屬材質(zhì)對結(jié)焦的催化作用，減少爐管結(jié)焦。如：加拿大WestainSEP公司的Coatlloy涂層爐管；美國Alon表面技術(shù)公司開發(fā)的AlcroPlox涂層爐管，日本Daidosteel公司的等離子粉末焊接的鏡面狀涂膜爐管等均已在乙烯裝置上應(yīng)用；國內(nèi)應(yīng)用較多的是采用DMDS做鈍化劑來抑制爐管結(jié)焦。3．注入結(jié)焦抑制劑，這類技術(shù)應(yīng)用最多。作用機(jī)理是使?fàn)t管表面鈍化，抑制管壁金屬的催化效應(yīng)；改變自由基反應(yīng)歷程，抑制均相反應(yīng)結(jié)焦；催化水蒸氣與焦層間進(jìn)行氣化反應(yīng)，減少結(jié)焦量；改變焦垢的物理形態(tài)，使之松散，易于清除。結(jié)焦抑制劑按化合物分類，主要有含硫化合物、含磷化合物、含硼化合物、稀土化合物、堿金屬及堿土金屬鹽類、有機(jī)聚硅氧烷類化合物等。三、燃燒器

燃燒器作為裂解爐的主要部件之一，提供了裂解爐所需的熱量。燃料通過燃燒器燃燒，其熱量通過爐管傳遞給被加熱的物料；物料吸收足夠熱量后，發(fā)生裂解反應(yīng)，生成乙烯、丙烯、丁二烯等產(chǎn)品。燃燒器的排布、結(jié)構(gòu)性能等因素直接影響到爐子能否正常運(yùn)行，能否滿足工藝要求，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的產(chǎn)品、生產(chǎn)能力。燃燒器依據(jù)在輻射室的安裝位置，分為底部燃燒器、側(cè)壁燃燒器；側(cè)壁燃燒器供熱比例由6：4逐漸向4：6或更低的比例轉(zhuǎn)化。有的S&W裂解爐、KBR裂解爐甚至100％采用底部燃燒器近年來，世界各大公司都在大力開發(fā)大容量燃燒器，目的是減少燃燒器的數(shù)目，便于與空氣預(yù)熱器或燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)用，以及與大型裂解爐相配套，同時降低NOx的生成量。為了降低裂解爐的NOx生成量，必須改善燃燒工藝技術(shù)，降低局部燃燒溫度。目前世界上此類燃燒器有多級燃料及多級空氣型。結(jié)語經(jīng)過多年的開發(fā)和研究，乙烯裂解工藝已相當(dāng)成熟。現(xiàn)有的乙烯裝置也通過各種先進(jìn)