裂解爐長(zhǎng)周期運(yùn)行的探索與研究

柳華盛

摘 要：本文分析中韓石化武漢乙烯裝置裂解爐運(yùn)行周期的優(yōu)化與尋找出相應(yīng)的對(duì)策措施。

關(guān)鍵詞：裂解爐優(yōu)化；運(yùn)行周期；對(duì)策

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.032

0 前言

乙烯裝置裂解爐長(zhǎng)周期運(yùn)行，通過(guò)對(duì)“數(shù)據(jù)優(yōu)化”和“現(xiàn)場(chǎng)優(yōu)化”兩個(gè)方面，優(yōu)化裂解爐運(yùn)行參數(shù)，維護(hù)裂解爐設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，旨在得到更高的產(chǎn)品收率和經(jīng)濟(jì)效益，并且確保裂解爐穩(wěn)定安全平穩(wěn)運(yùn)行。

1 裂解爐內(nèi)控的優(yōu)化工作

針對(duì)裂解爐內(nèi)部控制，從裂解爐的控制思路入手，抓住“穩(wěn)定裂解深度”的大方針，弱化以往的裂解爐COT控制，通過(guò)原料的實(shí)際指標(biāo)，利用SPYRO軟件模擬出不同原料裂解爐最合適的裂解深度，再通過(guò)頻繁的在線和離線裂解氣樣進(jìn)行對(duì)比，調(diào)整裂解爐的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)。

1.1 液體爐

液體爐主要指石腦油爐和加氫尾油爐，根據(jù)實(shí)際石腦油和加氫尾油的原料指標(biāo)，裂解深度是不停變化的，他們的裂解深度評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)為丙烯/乙烯的質(zhì)量比，石腦油爐的裂解深度范圍大約為0.5～0.55之間，加氫尾油爐的裂解深度范圍大約為0.55～0.6之間。

1.2 輕烴裂解爐

輕烴裂解爐通過(guò)將裂解氣的丙烷轉(zhuǎn)化率來(lái)衡量該爐的裂解深度，取消輕烴裂解爐的COT自動(dòng)控制，通過(guò)反復(fù)計(jì)算丙烷的轉(zhuǎn)化率進(jìn)行熱值控制。因此該裂解爐的COT是不停波動(dòng)的，但是這種控制思路能夠穩(wěn)定輕烴裂解爐的轉(zhuǎn)化率，使得裂解爐的運(yùn)行周期得以保證，由之前的30天燒焦周期提升至45天左右。

1.3 循環(huán)乙烷氣體爐

循環(huán)乙烷氣體爐在運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題：

（1）COT顯示偏差較大，無(wú)法表征真實(shí)的裂解深度。

（2）循環(huán)乙烷爐的裂解深度無(wú)法在線監(jiān)控，極容易出現(xiàn)過(guò)裂解和裂解深度過(guò)大的問(wèn)題。

針對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題，通過(guò)對(duì)循環(huán)乙烷爐進(jìn)行兩個(gè)方案的實(shí)施，簡(jiǎn)要?dú)w結(jié)為：

（1）循環(huán)乙烷裂解爐取消COT自動(dòng)控制，采用熱值直接控制，熱值指標(biāo)根據(jù)循環(huán)乙烷的總量進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制循環(huán)乙烷總量在17～19t/h范圍內(nèi)。

（2）每天采樣分析循環(huán)乙烷爐的裂解氣中的循環(huán)乙烷量，用于計(jì)算乙烷轉(zhuǎn)化率，控制轉(zhuǎn)化率在65%～70%中，保證裂解爐的轉(zhuǎn)化率能維持在規(guī)定范圍內(nèi)。

1.4 裂解爐運(yùn)行周期情況

對(duì)裂解爐的運(yùn)行周期要做到有統(tǒng)籌、有記錄、有規(guī)律。因此，根據(jù)需求，運(yùn)用EXCEL建立裂解爐燒焦計(jì)劃排產(chǎn)表，已運(yùn)用于生產(chǎn)，見(jiàn)圖1。

2 裂解爐新技術(shù)的應(yīng)用

裂解爐上運(yùn)用了多項(xiàng)前沿新技術(shù)，摒棄了傳統(tǒng)的人工手動(dòng)投退料過(guò)程，運(yùn)用先進(jìn)的APC系統(tǒng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成裂解爐自動(dòng)切換和燒焦操作，規(guī)避了失誤的風(fēng)險(xiǎn)，也節(jié)省了時(shí)間；其次引入了一套裂解爐爐管溫度安全監(jiān)測(cè)與分析系統(tǒng)，能在中控室直接測(cè)量裂解爐爐管表面溫度（TMT），合理分析裂解爐爐管的各點(diǎn)溫度，預(yù)測(cè)運(yùn)行周期，實(shí)時(shí)監(jiān)控爐膛內(nèi)的燃燒情況，及時(shí)做到問(wèn)題早發(fā)現(xiàn)早解決；在一臺(tái)裂解爐上試用了輻射段襯里及爐管的高溫納米輻射和高溫納米黑體節(jié)能涂層技術(shù)，裂解爐節(jié)能率達(dá)到3.39%，提高裂解爐熱效率達(dá)到0.43%。

3 裂解爐本體維護(hù)

3.1 彈簧吊架吊桿斷裂

裂解爐輻射段爐管彈簧吊架吊桿斷裂，斷裂部位全部位于吊桿掛鉤處，如下圖2所示。緊急聯(lián)系設(shè)計(jì)院SEI和制造商青島新力通，將吊桿形式由掛鉤式改為吊耳式，改善受力性能，如下圖3所示，同時(shí)將材質(zhì)由0Cr25Ni20更改為0Cr20Ni32。

3.2 急冷器的水力清焦

急冷換熱器高壓水清洗是重要工作之一。

3.3 引風(fēng)機(jī)維護(hù)

引風(fēng)機(jī)是裂解爐上唯一的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，對(duì)裂解爐安全平穩(wěn)運(yùn)行尤為重要。檢查風(fēng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)的情況下，全部更換潤(rùn)滑脂，并增加潤(rùn)滑脂注入孔，便于將來(lái)加注潤(rùn)滑脂，汽包人孔墊片原來(lái)用的是基本型纏繞墊，可靠性較差，為了避免升溫時(shí)泄漏，全部將墊片更換成波齒墊。

3.4 裂解爐對(duì)流段結(jié)焦

輕烴爐由于長(zhǎng)期裂解原料為輕烴，運(yùn)行狀況不太良好，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)和研究，判斷對(duì)流段爐管結(jié)焦較為嚴(yán)重，將對(duì)流段共約2200米長(zhǎng)的原料爐管進(jìn)行通球機(jī)械清焦。切割開(kāi)對(duì)流段爐管，發(fā)現(xiàn)稀釋蒸汽與原料混合部位結(jié)焦較嚴(yán)重，如下圖4所示。清洗完后，爐管表面較干凈，可見(jiàn)金屬表面，如下圖5所示，共清洗出焦粉約80Kg，如下圖4、5、6所示。

4 裂解爐攻關(guān)內(nèi)容

提升裂解爐熱效率，對(duì)爐膛內(nèi)部的保溫磚，襯里和爐膛外部保溫，爐子彎頭箱位置進(jìn)行整改。乙烯裝置8臺(tái)裂解爐低氮燃燒器改造及檢修后，委托第三方進(jìn)行熱效率檢測(cè)，平均熱效率達(dá)到93.78%，最高熱效率達(dá)到94.69%，均較改造前有較大的提升。其中4號(hào)爐改造后相同負(fù)荷下燃料氣用量減少約400Nm?/h，排煙溫度下降約15℃，熱效率提高了約1.3%。

5 裂解爐日常的維護(hù)工作

（1）每天對(duì)裂解爐TMT的測(cè)溫情況，檢查爐膛燃燒情況，是否缺氧過(guò)氧燃燒，火嘴是否有堵塞或燃燒不好的火嘴進(jìn)行清理。

（2）解氣大閥的排油，確保每臺(tái)裂解爐的防焦都能暢通，確保大閥正常開(kāi)關(guān)。

（3）對(duì)裂解爐保溫的老化，特別是沸熱鍋爐和輻射段的保溫。

（4）對(duì)每臺(tái)燒焦?fàn)t進(jìn)行調(diào)整，燒焦溫度平均，燒焦徹底，確保沒(méi)有單根爐管超溫的情況。

（5）檢查爐膛的密封性能，減少過(guò)多的冷空氣進(jìn)入爐膛，影響爐子的熱效率，對(duì)一些變形的或關(guān)不嚴(yán)的觀火孔要及時(shí)整改更換，減少熱量損失和能源浪費(fèi)。

（6）定期對(duì)裂解爐的熱電偶進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)有異常的及時(shí)處理，對(duì)容易結(jié)焦的熱電偶在停爐時(shí)進(jìn)行清焦處理。

（7）對(duì)于燒焦?fàn)t子，檢查進(jìn)料調(diào)節(jié)閥，稀釋蒸汽調(diào)節(jié)閥，運(yùn)行過(guò)程中的無(wú)法處理的漏點(diǎn)和儀表問(wèn)題一并處理。

6 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)歷了一系列工作開(kāi)展后武漢乙烯裝置裂解爐的運(yùn)行情況有了很大改觀。目前正是裂解爐火嘴改造后的重要時(shí)期，無(wú)論從運(yùn)行周期控制參數(shù)的變化速率，還是爐管表面溫度TMT的上升速率，都較以前慢了較多，相信在該周期裂解爐能超過(guò)設(shè)計(jì)運(yùn)行周期，甚至?xí)摺?/p>

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