過程組織化工第三組講課稿.ppt

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1、過程組織化工第三組輕柴油裂解工藝流程圖(一)裂解原料預(yù)熱和稀釋蒸汽注入裂解原料主要在對流段預(yù)熱，為減少燃料消耗，也常常在進入對流段之前利用低位能熱源進行預(yù)熱。裂解原料預(yù)熱到一定程度后，需在裂解原料中注人稀釋蒸汽。稀釋蒸汽注入的方式大致分為原料進入對流段之前注入，原料在對流段中預(yù)熱到一定溫度后注入和二次注入(原料先注入部分稀釋蒸汽，在對流段中預(yù)熱至一定程度后，再次注入經(jīng)對流段預(yù)熱后的稀釋蒸汽)等。(二)對流段管式裂解爐的對流段用于回收煙氣熱量，回收的煙氣熱量主要用于預(yù)熱裂解原料和稀釋蒸汽，使裂解原料汽化并過熱

2、至裂解反應(yīng)起始溫度后，進入輻射段加熱進行裂解。此外，根據(jù)熱量平衡也可在對流段進行鍋爐給水的預(yù)熱、助燃空氣的預(yù)熱和超高壓蒸汽的過熱。(三)輻射段烴和稀釋蒸汽混合物在對流段預(yù)熱至物料橫跨溫度(指裂解原料和稀釋蒸汽混合物在對流段預(yù)熱的出口溫度，也是輻射段的人口溫度)后進入輻射盤管，輻射盤管在輻射段內(nèi)用高溫燃燒氣體加熱，使裂解原料在管內(nèi)進行裂解。(四)高溫裂解氣的急冷和熱量回收裂解爐輻射盤管出口的高溫裂解氣達800℃以上，為抑制二次反應(yīng)的發(fā)生，需將輻射盤管出口的高溫裂解氣快速冷卻。二、裂解設(shè)備介紹裂解條件需要高溫、

3、短停留時間，所以裂解反應(yīng)的設(shè)備，必須是一個能夠獲得相當(dāng)高溫度的裂解爐，裂解原料在裂解管內(nèi)迅速升溫并在高溫下進行裂解，產(chǎn)生裂解氣。管式爐裂解工藝是目前較成熟的生產(chǎn)乙烯工藝技術(shù)管式裂解爐型結(jié)構(gòu)簡單，操作容易，便于控制和能連續(xù)生產(chǎn)，乙烯、丙烯收率較高，動力消耗少，熱效率高，裂解氣和煙道氣的余熱大部分可以回收。（一）裂解過程對管式爐的要求1、適應(yīng)多種原料的靈活性2、爐管熱強度高，爐子熱效率高3、爐膛溫度分布均勻4、生產(chǎn)能力大5、運轉(zhuǎn)周期長（二）管式爐結(jié)構(gòu)1.爐體由兩部分組成，即對流段和輻射段。對流段內(nèi)設(shè)有數(shù)組水平放

4、置的換熱管用來預(yù)熱原料、工藝稀釋水蒸汽、急冷鍋爐進水和過熱的高壓蒸汽等；輻射段由耐火磚（里層）和隔熱磚（外層）砌成，在輻射段爐墻或底部的一定部位安裝有一定數(shù)量的燃燒器，所以輻射段又稱為燃燒室或爐膛，裂解爐管垂直放置在輻射室中央。2.爐管爐管前一部分安置在對流段的稱為對流管，對流管內(nèi)物料被管外的高溫?zé)煹罋庖詫α鞣绞竭M行加熱并氣化，達到裂解反應(yīng)溫度后進入輻射管，故對流管又稱為預(yù)熱管。爐管后一部分安置在輻射段的稱為輻射管，通過燃料燃燒的高溫火焰、產(chǎn)生的煙道氣、爐墻輻射加熱將熱量經(jīng)輻射管管壁傳給物料，裂解反應(yīng)在該管

5、內(nèi)進行，故輻射管又稱為反應(yīng)管。3.燃燒器燃燒器又稱為燒嘴，它是管式爐的重要部件之一。管式爐所需的熱量是通過燃料在燃燒器中燃燒得到的。性能優(yōu)良的燒嘴不僅對爐子的熱效率、爐管熱強度和加熱均勻性起著十分重要的作用，而且使?fàn)t體外形尺寸縮小，結(jié)構(gòu)緊湊、燃料消耗低，煙氣中NOX等有害氣體含量低。燒嘴因其所安裝的位置不同分為底部燒嘴和側(cè)壁燒嘴。管式裂解爐的燒嘴設(shè)置方式可分為三種：一是全部由底部燒嘴供熱；二是全部由側(cè)壁燒嘴供熱；三是由底部和側(cè)壁燒嘴聯(lián)合供熱。按所用燃料不同，又分為氣體燃燒器、液體（油）燃燒器和氣油聯(lián)合燃燒器

6、。三、設(shè)備安全問題簡介1.當(dāng)裂解爐結(jié)焦時會出現(xiàn)以下不良現(xiàn)象：（1）裂解爐管管壁溫度超過設(shè)計規(guī)定值。（2）裂解爐輻射段入口壓力增加值超過設(shè)計值。（3）廢熱鍋爐出口溫度超過設(shè)計允許值，或廢熱鍋爐進出口壓差超過設(shè)計允許值。2．裂解爐和急冷鍋爐的清焦清焦方法有停爐清焦和不停爐清焦法（也稱在線清焦）。停爐清焦法是將進料及出口裂解氣切斷（離線）后，將裂解爐和急冷鍋爐停車拆開，分別進行除焦，用惰性氣體和水蒸汽清掃管線，逐漸降低爐溫，然后通入空氣和水蒸汽燒焦。停爐清焦需3～4天時間，這樣會減少全年的運轉(zhuǎn)日數(shù)，設(shè)備生產(chǎn)能力不

7、能充分發(fā)揮。不停爐清焦是一個改進。它有交替裂解法、水蒸汽法、氫氣清焦法等。交替裂解法是使用重質(zhì)原料（如輕柴油等）裂解一段時間后有較多的焦生成，需要清焦時切換輕質(zhì)原料（如乙烷）去裂解，并加入大量的水蒸汽，這樣可以起到裂解和清焦的作用。當(dāng)壓降減少后（焦已大部分被清除），再切換為原來的裂解原料。水蒸汽、氫氣清焦是定期將原料切換成水蒸汽、氫氣，方法同上，也能達到不停爐清焦的目的。對整個裂解爐系統(tǒng)，可以將爐管組輪流進行清焦操作。不停爐清焦時間一般在24小時之內(nèi)，這樣裂解爐運轉(zhuǎn)周期大為增加。四、能源綜合利用1.裂解的供

8、熱方式直接供熱：固體熱載體法、液體熱載體法、氣體熱載體法及部分氧化裂解法間接供熱：管式爐裂解法世界上99％的乙烯生產(chǎn)采用管式爐裂解法2.節(jié)能措施a.提高裂解選擇性就裂解爐設(shè)計而言，通過采用高溫、短停留時間和低烴分壓來提高乙烯收率，經(jīng)過幾十年的不斷改進，目前已達較高的水平。近年設(shè)計的裂解爐，相同裂解原料的乙烯收率比70年代提高了15％～20％。裂解操作條件的改善，不僅大大降低了原料的消耗，也使乙烯生產(chǎn)能耗明顯下降。