裂解爐高效運(yùn)行優(yōu)化

摘? 要：裂解爐是蒸汽熱裂解法制乙烯裝置的主要能耗物耗設(shè)備，其運(yùn)行狀況的好壞直接影響著整個(gè)裝置的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。其中延長(zhǎng)裂解爐運(yùn)行周期、提高裂解爐熱效率、提高高副產(chǎn)品收率是降低裂解爐能耗，是提高乙烯裝置技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的一個(gè)重要途徑。本文闡述了大慶石化E3裝置裂解爐在保障裂解爐高效運(yùn)行方面的一些優(yōu)化措施

關(guān)鍵詞：裂解爐;優(yōu)化

1裂解爐概況

大慶石化公司120萬噸/年乙烯改擴(kuò)建工程60萬噸/年乙烯生產(chǎn)裝置（E3）由中國(guó)寰球工程公司總體承包設(shè)計(jì)，共有7臺(tái)裂解爐，分別采用S&W公司專利USC-8M型循環(huán)乙丙烷氣相進(jìn)料裂解爐、USC-192U型輕質(zhì)/重質(zhì)液相進(jìn)料裂解爐及寰球工程公司專利的HQF-Ⅱ型輕質(zhì)液相爐。主要投用原料為裝置自產(chǎn)循環(huán)C2C3、油田輕烴、煉廠石腦油（NAP）、加氫尾油（HTO）、柴油（VGO）等原料。

2影響裂解爐運(yùn)行的因素

經(jīng)常長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)間證明，裂解原料質(zhì)量的好壞是影響乙烯收率的關(guān)鍵因素，也是造成裂解爐管結(jié)焦的主要因素，影響著裝置的運(yùn)行周期。一般運(yùn)行工況下，影響裂解爐正常運(yùn)行的因素包括裂解爐TMT溫度高（超過1080℃）、廢熱鍋爐工藝側(cè)出口溫度高（超過650℃）、輻射段裂解原料入口壓差或廢熱鍋爐入口裂解氣壓差超過0.07MPa及其他異常情況等。目前制約裂解爐運(yùn)行周期的主要因素是裂解爐管壁溫度（針對(duì)NAP而言）及廢熱鍋爐出口溫度（針對(duì)HTO、VGO而言）。影響裂解爐高效運(yùn)行的因素包括爐管出口溫度（COT）、氧含量、排污水pH值、排污量、火嘴燃燒狀況、泄漏點(diǎn)、一次表完好情況、各組爐管進(jìn)料量偏差、排煙溫度等。

3優(yōu)化措施

3.1合理調(diào)整爐膛熱量分布，延長(zhǎng)運(yùn)行周期

對(duì)運(yùn)行裂解爐實(shí)行精細(xì)化調(diào)整，通過裂解爐在線熱場(chǎng)監(jiān)控及人工測(cè)溫，實(shí)施檢測(cè)爐管TMT分布狀態(tài)，找出局部高溫及低溫區(qū)域，對(duì)該區(qū)域?qū)?yīng)的原料流量、稀釋蒸汽流量、對(duì)應(yīng)火嘴燃燒狀態(tài)、風(fēng)門開度情況進(jìn)行排查，找出影響因素進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，保證裂解爐整體熱場(chǎng)分布均勻，消除高溫區(qū)域，保證裂解爐整體結(jié)焦速率一致，防止出現(xiàn)因局部溫度過高，造成單根爐管結(jié)焦速率過快，最終導(dǎo)致爐管TMT超溫或堵塞造成裂解爐被迫下線的情況。

3.2穩(wěn)定裂解爐負(fù)荷，降低結(jié)焦速率

E3裝置氣相爐投料負(fù)荷在13t/h，輕質(zhì)液相爐投料負(fù)荷在60t/h，加氫尾油進(jìn)料裂解爐投料負(fù)荷在55t/h，通過穩(wěn)定控制裂解爐負(fù)荷，減少負(fù)荷升降次數(shù)，避免在負(fù)荷升降過程中裂解溫度變化造成爐管結(jié)焦速率變化或焦塊脫落，影響爐管流通量造成爐管結(jié)焦加劇影響裂解爐運(yùn)行周期。

3.3細(xì)化檢維修標(biāo)準(zhǔn)，控制裂解爐熱損失

通過對(duì)運(yùn)行裂解爐的定期熱成像監(jiān)控，找出對(duì)流段遮蔽箱及輻射段爐壁高溫點(diǎn)，利用每次裂解爐下線冷備機(jī)會(huì)進(jìn)行全爐膛檢查并對(duì)保溫襯里及透熱部位進(jìn)行處理，降低裂解爐熱損失，降低裂解爐燃料氣消耗。

3.4嚴(yán)控氧含量及排煙溫度，提高裂解爐熱效率

通過對(duì)裂解爐空氣預(yù)熱器定期清洗，盡量發(fā)揮空氣預(yù)熱器作用，并對(duì)運(yùn)行裂解爐的在線熱線效率表進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)熱效率低于控制指標(biāo)（輕質(zhì)液相裂解爐熱效率≥93%，加氫尾油進(jìn)料裂解爐熱效率≥91.6%）的裂解爐，及時(shí)排查原因，精細(xì)調(diào)整風(fēng)門開度及爐膛負(fù)壓狀態(tài)，保證裂解爐熱效率達(dá)標(biāo)。

3.5定期進(jìn)行急冷鍋爐水利清焦，提高裂解爐產(chǎn)汽率

加氫尾油進(jìn)料裂解爐裂解氣露點(diǎn)高于急冷鍋爐出口溫度，導(dǎo)致裂解氣中較重組分會(huì)產(chǎn)生結(jié)露并附著于急冷鍋爐內(nèi)部上，高溫條件下發(fā)生脫氫、縮聚進(jìn)而結(jié)焦生碳，降低急冷鍋爐換熱效率，導(dǎo)致裂解爐產(chǎn)汽率降低，裂解爐運(yùn)行效率下降，由于線性急冷鍋爐的特點(diǎn)，在裂解爐進(jìn)行燒焦時(shí)，高溫?zé)蛊M(jìn)入急冷鍋爐后立刻被冷卻降溫，導(dǎo)致無法達(dá)到焦層燒焦反應(yīng)的起始溫度，所以通過常規(guī)裂解爐燒焦，無法去除急冷鍋爐內(nèi)管附著的焦層。E3裝置裂解爐輕質(zhì)爐產(chǎn)汽率可以達(dá)到1.1以上，而重質(zhì)爐產(chǎn)汽率在運(yùn)行末期僅為0.85左右，通過定期進(jìn)行急冷鍋爐水利清焦，將附著于內(nèi)壁的膠層清理干凈，裂解爐再上線時(shí)重質(zhì)爐產(chǎn)汽率可以恢復(fù)至1.05以上，效果明顯。

3.6儀表強(qiáng)制保養(yǎng)提升聯(lián)鎖表準(zhǔn)確率，減少裂解爐儀表假指示聯(lián)鎖停車

E3裝置裂解爐自開工以來發(fā)生多次因儀表假指示造成裂解直接或間接聯(lián)鎖停車的情況，通過每次裂解爐上線前對(duì)裂解爐進(jìn)料、稀釋蒸汽流量的強(qiáng)制保養(yǎng)以及對(duì)易產(chǎn)生堵塞的燃料氣壓力表等部位的定期保養(yǎng)，提高了裂解爐各聯(lián)鎖表及控制表的準(zhǔn)確性，減少了裂解爐因儀表假指示聯(lián)鎖停車的次數(shù)，提升了裂解爐運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.7調(diào)整排污量

每日監(jiān)控爐水水質(zhì)化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)，及在線連續(xù)排污電導(dǎo)率及pH監(jiān)測(cè)，根據(jù)爐水水質(zhì)變化情況，及時(shí)調(diào)整裂解爐連排手操器的開度，減少裂解爐的排污量。

3.8優(yōu)化裂解爐投料模式

優(yōu)化裂解爐運(yùn)行模式，對(duì)于重質(zhì)液相進(jìn)料裂解爐，燒焦后重新投用時(shí)，力爭(zhēng)先投用石腦油原料，10～15天后改投加氫尾油原料，轉(zhuǎn)移結(jié)焦部位，實(shí)現(xiàn)裂解爐運(yùn)行周期延長(zhǎng)的目的。

3.9有效利用SPYRO模擬計(jì)算，選擇合適的裂解深度

通過定期對(duì)各種不同原料的組成分析，掌握裂解爐各種原料狀態(tài)，利用SPRYO軟件模擬計(jì)算合適的裂解深度，通過裂解氣在線組成分析驗(yàn)證模擬結(jié)果，得到最優(yōu)的裂解深度，以達(dá)到對(duì)不同目的產(chǎn)品的最優(yōu)收率，提高裂解爐運(yùn)行效率。

4結(jié) 論

裂解爐是乙烯裝置的關(guān)鍵設(shè)備，影響裂解爐高效運(yùn)行的因素很多，其運(yùn)行狀況的好壞直接影響整套裝置的經(jīng)濟(jì)效益。在裂解原料質(zhì)量保持相對(duì)穩(wěn)定的情況下，裂解爐的原料優(yōu)化、工藝調(diào)優(yōu)、運(yùn)行和維護(hù)十分關(guān)鍵，是提高乙烯產(chǎn)量、乙烯收率的基礎(chǔ)。實(shí)施科學(xué)管理、根治隱患，進(jìn)一步強(qiáng)化電氣、儀表維護(hù)水平，保持裂解爐在較高負(fù)荷下穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行控制及聯(lián)鎖系統(tǒng)的完好運(yùn)行，提高其運(yùn)行可靠度是實(shí)現(xiàn)裝置產(chǎn)能最大、總體效益最大的最佳途徑。對(duì)實(shí)現(xiàn)裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行、提高產(chǎn)能至關(guān)重要。

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作者簡(jiǎn)介：王勇，男，1968年11月17日，漢，黑龍江省大慶市，在大慶石化公司化工一廠乙烯車間從事分離工作。