郝国伟,谢省宾,丁 旭,国海峰

(1.中国石油大庆石化公司 ,黑龙江大庆 163314;2.中国石油东北炼化工程公司吉林设计院 ,吉林吉林 132002;3.大庆化工研究中心 ,黑龙江大庆 163314)

热裂解法生产乙烯中,乙烯裂解炉是最为关键的核心设备,乙烯生产的能耗中,60%左右消耗于裂解炉。裂解炉管是乙烯装置中操作温度最高的构件,管内进行烃的裂解反应,由于发生聚合、缩合等二次反应,不可避免地会在裂解炉管内壁和急冷锅炉管内壁上生成焦垢,其结焦速度随着裂解深度的加深、烃分压的升高以及原料重质化的加深而加大[1]。烃类在炉管内结焦会增大炉管管壁热阻,降低热传导率,增大裂解过程的能耗,使壁温升高,缩短炉管寿命。焦垢会使炉管内径变小,物料流动过程的压降增大,生产效率下降,运转周期缩短;同时裂解炉离线烧焦又会进一步限制产量,严重时将导致装置无法运转[2]。另外,结焦和采用过热流清焦也会使炉管寿命缩短;因此,仔细研究裂解炉烧焦影响因素并选定最佳操作方法及工艺具有重要的现实意义。

1 影响裂解炉烧焦的因素

1.1 氧气流量对烧焦过程的影响

焦炭的燃烧是在固体与气体之间进行的多相燃烧过程,氧气是烧焦过程中的关键因素,进入反应器的氧含量是控制炉管温度的重要参数。由于工业烧焦在不同阶段空气流量的变化范围很大,影响因素也很多,实验室在研究氧气流量对焦炭燃烧的影响时,确定烧焦温度为 500℃,此时在裂解炉管焦炭燃烧实验装置中烧焦速度适中,有利于观察空气过剩系数对烧焦速度的影响。……