乙烯裂解爐燒焦工藝研究與改進

郝國偉 孫海洋(中國石油大慶石化公司化工一廠裂解車間 163714)

在我國工業(yè)生產體系中，乙烯裂解爐燒焦是一項重要內容。因此，乙烯裂解爐燒焦工藝要始終圍繞社會需求，通過社會實踐活動，加強工藝水平的研究與改進來引領全社會工業(yè)技術發(fā)展觀念。改革開放以來，我們經濟的快速發(fā)展當作重點，追求經濟的快速發(fā)展，卻忽略了技術的研究與改進。現(xiàn)代經濟、環(huán)保的要求對社會的新一代生產技術有了新的要求，要塑造更加高效節(jié)能的乙烯裂解爐燒焦工藝。以前的社會為了經濟發(fā)展對自然資源被破壞性開采利用，自然環(huán)境受到嚴重污染，超出了自然所能承受的范圍，無法自行修復。那些發(fā)展中的經驗教訓，使我們認識到工藝研究與改進的重要性。為此，筆者在文中對乙烯裂解爐燒焦工藝的研究與改進進行分析。

一、乙烯裂解爐燒焦工藝概述

裂解爐作為乙烯設備的主要部分，其運行效率直接關系到裝置的穩(wěn)定安全使用，也關系到整體的能耗與物耗。影響裂解爐運行時間的因素是多方面的，主要情況有：裂解爐爐管結焦，即管壁達到的溫度高過制作材料所能承受的溫度，以及廢熱鍋爐(TEL)，結焦管道出口的溫度過高等等。世界各國投入了相當的人力物力，對裂解爐清焦工藝進行大量改進，水平明顯提高。當前投入使用的有助劑助燃技術與催化燒焦技術。不過當前工業(yè)裝置上大量應用的，依然是是價廉的蒸汽—空氣燒焦技術。

我國所作的研究，如燕山石化公司，對乙烯裝置進行了優(yōu)化，實施了多次革新與技術改造，裂解爐技術方上有了較大的進步，裂解爐燒焦工藝也實施了同步的改進，可仍主要是用蒸汽—空氣燒焦工藝。伴隨燕山石化乙烯裂解生產的擴大，原料也越來越多元化，造成了裂解爐的結焦情況漸漸嚴重，且變的復雜。傳統(tǒng)的在線燒焦參數漸漸無法適用原料多元化的情況，燒焦效率有限，裂解爐運作周期減小，不利于設備的高效運行。

二、乙烯裂解爐燒焦工藝的問題及其改進

干擾燒焦過程的影響因素是多樣的，基本的因素有以下幾個:焦的形態(tài)、空氣流量與反應溫度等。

1.焦的形態(tài)

通常認為，焦在設備中的裂解形態(tài)，有纖維狀焦、顆粒狀焦和塊狀焦三種，此三種焦基本是因為裂解階段中各個時期、結焦機制差異造成的。在輻射段爐管時，反應剛開始時催化反應機理處于主要地位，達到纖維狀焦狀態(tài)；等運行時間的進行，達到自由基反應機理狀態(tài)，這時的焦形態(tài)形成了顆粒狀焦；在廢熱鍋爐里進行的縮合反應，即焦油與煤煙里各種環(huán)混合物在界面脫氫縮形成焦沉積。裂解原料性質與裂解條件的差異是影響著焦形態(tài)的第一原因。

一般的說，各種焦形態(tài)的燃燒情況也有所差異。焦僅在足夠其燃燒溫度后方能夠燃燒，燃燒溫度的大小是由焦的結構與成分決定的。氣體原料裂解產生的焦，由于原料純度較高，形成的焦比較致密結實，不容易清除，丹液體原料含有一定的雜質，其裂解所產生的焦則比較稀松，很好清除。所以，燒焦過程要根據材料的情況，考慮按照各種的焦形態(tài)實施適宜的工藝參數。

2.空氣流量

焦的燃燒，其實質是固體的原料和氣體的供養(yǎng)兩者產生的燃燒反映，氧氣流量是燒焦反應中的關鍵內容。蒸汽—空氣燒焦主要上是利用控制爐管鐘氧的分壓，以此來調節(jié)焦的燃燒狀態(tài)，蒸汽可用作稀釋、清除不必要熱量與去除多余介質。裂解爐燒焦前輻射段爐管中能夠出現(xiàn)比較厚度的焦層。當燒焦的初始階段。因為這時焦基本是裸露在氣體中的，供氧越多燃燒速度就越快，當內部焦的一點點被燃燒掉，焦裸露在空氣中的面積就一點點縮小，在供氧量不變的情況下，焦的裸露面積越小則燃燒速度越小。燒焦的初始階段必要要控制氧的濃度(空氣速度)，因為氧濃度的一點波動都會迅速影響到焦反應。爐管里焦燃燒的地方如果是暗紅色，說明管壁溫度還是可承受的。如果溫度過高，管壁呈亮紅色，則就要降低或關閉空氣進入。除了目測檢查爐管顏色外，對燒焦氣進行測溫也能夠有效的了解溫度。

3.燃燒反應溫度

在乙烯裝置裂解爐管的焦炭燃燒過程中，溫度對燒焦過程的作用明顯。較低的燒焦溫度會使燒焦時間變長，有效的證據乙烯裝置裂解爐管的熱量，可以縮短乙烯設備的工作時間。爐管的冷卻時間會比焦的冷卻時間短。燒焦工作之前要盡可能保持所需要的爐出口熱量。輻射段爐管的管壁溫度越高，燒焦時間越短，可也提高了爐管的滲碳量。燒焦通常是在爐出口溫度處于803一806℃之間實施的，這溫度范圍足夠實現(xiàn)滿意的除焦效果。若是溫度過高，會導致爐管收縮造成的表層脫落。通常來說，爐管入口溫度與出口溫度的的差別不能超過20℃。

結語

對乙烯裂解爐燒焦工藝的發(fā)展，形成遵循科學發(fā)展觀的體制機制，充分發(fā)揮發(fā)揮研究與改進的作用，發(fā)展清潔工藝，提高能源資源利用率，不但關系到乙烯裂解爐燒焦的生產效率，更關系到廣大人民的切身利益和社會的長遠發(fā)展。

[1]強化乙烯裂解爐爐管傳熱的工業(yè)試驗通過鑒定 [J].石油煉制與化工.2000(02).

[2]江鎮(zhèn)海.揚子石化公司烯烴廠乙烯裂解爐實施在線燒焦[J].化工裝備技術.2002(01).

[3]胡流泉，張吉國.乙烯裝置裂解爐輻射爐管故障分析[J].金山油化纖.1995(04).

[4]陳孫藝.加熱爐管的失效形式及分析 [J].乙烯工業(yè).2007(03).

[5]鄭寧來.乙烯裂解爐燒焦新技術 [J].石化技術與應用.2011(03).

[6]鄭寧來.揚子石化公司開發(fā)成功裂解爐快速燒焦新技術[J].石油煉制與化工.2010(07.