山东化工
SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY -146 •
2021年第50卷
黄子坤
（中韩（武汉）石油化工有限公司，湖北武汉430000）
摘要：结合武汉某厂的乙烯裂解炉实际情况，概述了乙烯裂解炉的工艺系统，并通过分析影响乙烯裂解炉能耗的因素，提出了相应的节 能措施。
关键词：乙烯；裂解炉；工艺；能耗；措施中图分类号：TQ221.21 文献标识码：B
文章编号：1008-021X （2021） 07-0146-02
1武汉某厂乙烯裂解炉基本情况
乙烯裂解炉作为乙烯生产装置里的关键设备，在乙烯工业 乃至整个石油化学工业中都占有着重要地位。乙烯裂解炉的主 要任务是把裂解原料加工成裂解气，再提供给下游其它设备，最
终加工成乙烯、丙烯、丁二烯和苯、甲苯、二甲苯等各种副产品，这 些产物是三大合成材料以及其他有机材料的重要基础原料。
武汉某厂的乙烯裂解炉是由中国石化工程公司设计制造 的，年生产能力达80万t 聚合级乙烯，共设有八台采用国产化 CBL 技术的单炉膛裂解炉，按裂解原料可分为三类，分别是乙
烷炉、轻油炉和重油炉。其中乙烷炉是1号炉，设计裂解原料 为循环乙烷；轻油炉共有五台，分别是2号炉、3号炉、6号炉至 8号炉，设计裂解原料为石脑油，其中2号炉和3号炉能在乙烷
炉清焦时作为气体原料的备用炉，也可单独裂解液化石油气等 轻烃；重油炉是4号炉和6号炉，设计裂解原料为加氢尾油和石 脑油［1］。设计的操作弹性为70%~110%，裂解炉热效率为94% 左右。2021年脱瓶颈改造完成后，将新增两台双炉膛乙烯裂解
恒温恒湿净化实验室FOSY炉，总年产量将达到110万t 聚合级乙烯。
2乙烯裂解炉工艺概述
乙烯裂解炉工艺系统由三部分组成，分别是原料供给及预
热、高温裂解、废热锅炉。
图1裂解炉工艺系统示意图
以轻油炉为例，裂解原料分别经各组调节阀进入对流段上
部进行预热，出来后分别与稀释蒸汽混合后进入对流段下部过 热，再经文丘里管均匀分配到辐射段各组炉管中进行高温裂解 反应，反应生成的各组裂解气分别进入急冷锅炉，最后汇合进
入裂解气总管［2］。乙烯裂解炉工艺系统示意图如图1所示。
2.1原料供给及预热
为减少裂解炉燃料气消耗，裂解原料（以石脑油为例）要先 经过低位能热源预热至约60 t 再进入裂解炉的对流段预热， 升温至140 t 左右时加入稀释蒸汽来降低烃分压，进而降低汽 化温度，并降低原料在裂解炉对流段出现结焦的机率。
裂解炉对流段中裂解原料与稀释蒸汽、锅炉给水和超高压蒸 汽加热的热量来源于回收的来至于辐射段的高温烟气的热量，其 热负荷较大［3］。原料与稀释蒸汽先经过对流段加热至横跨温度
（以石脑油为原料时是590-640 t ），再进入辐射段进行反应。
2.2高温裂解
来自于对流段的裂解原料在辐射段中进行裂解。一般辐 射段入口温度（工业上称横跨温度）越高，辐射段热负荷越低, 但若辐射段入口温度过高，会增加反应停留时间，还可能使对 流段结焦。因为烃类裂解反应是强吸热反应，用一次反应的动 力学优势来克服热力学劣势，故裂解反应要求高温，同时要使 停留时间短、烃分压低，以此提高裂解反应的选择性⑷。
辐射段炉出口温度（简称COT ）减小，会使烃分压降低，乙 烯收率增加，但当反应温度过低时，压缩比升高，增大压缩机功 耗，所以选取合适的反应温度尤其重要，一般在1000 t 左右。 不同类型辐射段炉管的停留时间不同，现在裂解炉的停留时间
大概是0.2 s 左右。裂解气从辐射段出来后进入急冷换热器。
2.3废热锅炉
废热锅炉是急冷换热器和汽包构成的高压水蒸气发生系 统，其作用是通过间接急冷迅速降低裂解气的温度从而终止二 次反应并回收热量来发生水蒸气。 急冷换热器有停留时间短、 热强度高、传热良好的特点。从急冷换热器岀来的裂解气进入 下一工段的设备。
3乙烯裂解炉能耗影响因素分析
不同设计方案与操作水平决定乙烯裂解炉的能耗，通过分 析影响裂解炉能耗的因素来提出节能措施具
有重要的现实意义。
3.1烟气热量损失的影响
武汉乙烯采用的CBL 型裂解炉的对流段管束采取水平布 置，且炉管外壁带有翅片，随着裂解炉的长周期运行，对流段管 束外壁积灰和结渣情况会逐步严重。灰渣集结增大了传热阻
力，使得对流段物料与烟气的传热效率降低，烟气排放温度升 高，热量损失变大。此外，在实际生产中烟气氧含量是影响烟 气热量的最重要的因素，影响烟气氧含量的因素都会影响烟气 热量［5］，进而影响能耗。
3.2燃烧器火嘴状况的影响
火嘴位于燃烧器最顶部，是燃料气燃烧产生火焰的喷射处, 是燃烧器的最重要部分之一。火嘴状况会对燃烧热量分布产生 影响，火嘴状况不佳会使裂解炉热量分布不均，热效率降低。照明母线
3.3燃料气燃烧所需空气的影响
燃料气燃烧所需空气通过燃烧器的风门进入裂解炉，其控
收稿日期：2021-01-07
作者简介：黄子坤（1994—），湖北人，北京化工大学本科，研究方向：
乙烯工业
第7期黄子坤：乙烯裂解炉工艺概述与节能措施-147 -
制效果好坏将影响到裂解炉燃烧的状况。随着裂解炉的运行, 后期会岀现烟气中一氧化碳含量异常升高的现象，说明燃烧空 气过剩，需要调小风门。但风门开度过小会造成缺氧燃烧，火 焰发软且冒黑烟，燃料利用率降低。
3.4炉墙保温衬里的影响
炉墙保温衬里完好状态下，投射到其表面上的热量绝大多 数被阻挡反射，只有少数吸收后往炉墙外钢板传导。但炉墙保 温衬里变型损坏后，热量透过并向炉墙钢板传导，使得炉墙散 热损失增大[6]。
3.5裂解炉运行周期的影响
如果裂解炉的运行周期短，则清焦频繁，每次进行清焦操 作都会浪费大量燃料气。所以通过优化乙烯裂解炉操作等方 法，延长裂解炉的运行周期，可使能耗整体上显著下降。
4乙烯裂解炉节能措施4.1对流段采用高效吹灰器
清除裂解炉对流段炉管表面的积灰能提高对流段的传热 效率，充分利用烟气的余热，故而在对流段采用高效声波吹灰 器能起到节能效果。现在多采取声波吹灰、蒸汽吹灰、化学清 洗和化学除灰等方法在线除灰，也能在乙烯裂解炉检修时抽岀 对流段管束来进行水力除灰。
4.2及时清理更换火嘴
火嘴的稳定燃烧能使裂解炉的热效率得到较大提高。 长 时间使用后的火嘴状况不均，控制上难以达到炉膛温度平衡， 故而平时要加强火嘴的管理，当火嘴岀现堵火或火嘴头烧坏 时，必须对火嘴进行及时清理或更换。
4.3投用空气预热器
空气预热器是利用装置余热加热燃料气燃烧所需空气， 提 高空气进入炉膛的温度。从已投用空气预热器的茂名乙烯的
情况来看，该技术在实现节能目的的同时，还能节省大量燃料 气，说明裂解炉空气预热技术是裂解炉节能的有效措施。
4.4加强炉体保温材料的管理
为了减少炉墙散热损失，需要加强炉墙保温衬里等炉体保 温材料的管理，同时还可以在炉墙内表面增添表面涂层，尽量 减少炉体的热量损失。
4.5采用高效结焦抑制剂
为了最大限度地延长裂解炉的运行周期，可采用高效结焦
抑制剂，抑制炉管结焦，加强炉管的传热效果，达到节能降耗的 效果。
4.6提高日常操作技能
在日常工作中合理有效地进行操作和工艺调整，对提高裂 解炉热效率是至关重要的。热效率是指可用热量占总热量的 百分比。要保证裂解炉在满负荷运行状态下达到最佳热效率, 需要把各项工艺参数调到最优状态[7]。例如：
(1) 尽量使每组COT 保持一致，裂解炉热量均匀分布会提
高热效率。
(2) 尽量减少减温水的用量，也能提高裂解炉的热效率。(3) 以烟气排放温度不低于烟气的露点温度为原则，尽量
降低烟气的排放温度，严格控制氧含量为2.5%左右。同时对烟 气进行定期分析，并做好裂解炉管理以防露风。
(4) 采用合适的稀释比，过高的稀释比会造成热量的浪费。
5结语
随着近些年来能源价格的波动，乙烯裂解炉节能措施的研 究越来越重要。希望本文列举的这些乙烯裂解炉的节能措施 能对实际生产有所帮助。
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(本文文献格式：黄子坤.乙烯裂解炉工艺概述与节能措施[J ]. 山东化工,2021,50(7) ： 146-147.)
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3) 钢丝绳禁止打结，禁止钢丝绳间直接接触，应该加卸扣
或吊环隔开，见图15。
4) 钢丝绳在使用过程中应避免弯曲受力或受到损伤，见图16。
禁止弯曲受力
X
X
禁止弯曲受力
错误
错误
参考文献
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aaaaaaaaaaaaaaaaaa图16钢丝绳使用要求示意图
4结论与展望
通过对拉筋安装方法的规范，可最大限度规避吊装过程中 的安全风险，为后续施工的高效开展创造有利条件。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
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