齐鲁石化乙烯裂解炉节能技术研究

摘要

乙烯装置是现代石油化工生产中的基础生产装置，也是石油化工生产中的能耗大户。而乙烯裂解炉的能耗又占整个乙烯装置能耗的50％以上。因此，降低裂解炉的能耗是降低乙烯装置能耗的关键。裂解炉的节能要根据实际情况、因地制宜地来选择和采用。 本文对齐鲁石化公司近年来在乙烯裂解炉节能技术应用的试验工作进行了深入研究。主要工作如下： (1)通过研究齐鲁石化公司研制开发的QAL-03结焦抑制剂的工业试验中的各项数据，得出结论认为QAL-03结焦抑制剂能延长裂解炉运行周期15天以上，达到了节能降耗的目的。但是，结焦抑制剂给生产系统带来了一系列杂质，同时造成系统内的CO含量升高，给乙烯装置的正常生产带来不利影响，甚至会影响整个生产装置的生产能力。并且，注入系统复杂，操作不方便等结焦抑制剂本身的一些缺点也给其在工业上的应用带来不利影响，(2)深入分析了齐鲁乙烯装置的BA-117炉新安装的强化传热扭曲片管在实际生产中的表现。在正常生产中，BA-117炉辐射段炉管的管壁温度比其它未安装扭曲片管的裂解炉低30℃以上。说明BA-117炉加装扭曲片管后，在原料投入量不变的情况下，较少的燃料消耗既可满足裂解反应的需求，并且实际运行周期比设计值延长了18天以上，节能效果十分显著。 (3)齐鲁乙烯装置充分利用乙烯装置内过剩的低压蒸汽、急冷水等热源，在裂解炉上采用空气预热器回收低温热能的节能技术，可节省燃料3％左右，收效显著。投用和停用空气预热器，对裂解炉的正常生产没有明显的影响。通过对比分析投用和停用空气预热器两种状态下，燃烧所需空气量的情况、炉膛内部温度场分布情况、炉外壁敞热情况等，得出结论认为，空气预热器投用前后裂解炉运行情况变化不大；投用空气预热器未对裂解炉的正常生产产生不利影响。但是，底部燃烧器存投用空气预热器后，火焰温度升高，导致燃烧产生的NO量增多，给环境保护工作造成了一定的负面影响。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

第二章文献综述

2.1工业制作乙烯的方法

2.2裂解反应的特点

2.3乙烯装置的能耗

2.3.1乙烯装置单位能耗

2.3.2乙烯装置的耗能分布

2.4乙烯装置节能技术

2.4.1原料变化对乙烯收率和能源单耗影响

2.4.2裂解炉节能技术

2.4.3压缩系统的节能改进

2.4.4制冷系统的节能改进

2.4.5压缩分离工艺方面的改进

2.4.6裂解炉燃气轮机并用技术

2.4.7热泵在乙烯裂解装置中的节能作用

2.4.8控制技术的进步对装置节能的贡献

2.4.9乙烯装置节能技术展望

第三章裂解炉的节能技术

3.1采用高选择性辐射段炉管

3.2减少烟气排放造成的能量损失

3.2.1降低排烟温度

3.2.2采用新型燃烧器降低空气过剩系数

3.3提高保温隔热效果降低散热损失

第四章抑制结焦技术

4.1结焦抑制剂发展情况

4.2蒸汽裂解结焦机理

4.3抑制生焦的机理

4.4 QAI-03结焦抑制剂的工业试验

4.5前期准备工作

4.6 QAI-03在BA-111裂解炉上的试验结果

4.7小结

第五章强化传热技术

5.1强化传热技术概况

5.2无源扰流扭曲片管强化传热机理

5.2.1裂解炉管的传热过程

5.2.2扭曲片扰流强化传热机理

5.3扭曲片管在乙烯裂解炉上的实际应用效果

5.3.1延长裂解炉的运行周期

5.3.2扭曲片管对炉管壁温的影响

5.3.3强化传热减少燃料消耗

5.3.4对乙烯收率、丙烯收率的影响

5.3.5减少结焦延长裂解炉的运行周期

5.4存在的问题

第六章燃烧用空气预热技术

6.1 BA-111炉空气预热器使用情况分析

6.1.1炉燃料量变化分析

6.1.2炉膛温度场测试与分析

6.1.3烟气成份变化情况分析

6.1.4表面散热情况分析

6.1.5小结

6.2裂解炉空气预热器节能效果分析

6.2.1在线仪表测试数据对比分析

6.2.2燃料气分析数据统计

6.2.3烟气组分、烟道处压力测试数据对比分析

6.2.4空气预热器风量、节省燃料量数据对比与分析

6.2.5炉膛温度场数据分析

6.3经济效益

6.4小结

第七章结论

参考文献

致谢