乙烯裂解炉结焦抑制技术.pdf

石 化 技 术，2004,11(3):55 综述 PETROCHEMICALINDUSTRYTECHNOLOGY 乙烯裂解炉结焦抑制技术 马竞涛 周则飞 俞仁明 (中国石化镇海炼化公司，宁波，315207 摘 要:介绍了乙烯裂解炉的结焦机理，结焦抑制剂的种类，综述了国内外乙烯裂解炉结焦抑制技术的进展。 针对国内乙烯装置生产状况，提出了加强结焦抑制剂的工业应用试验，提高裂解炉生产能力，延长裂解炉的运转周 期，减少裂解炉烧焦频次以提高装里经济效益的建议。 关钻词: 乙烯 裂解炉 结焦 烯烃 抑制剂 石脑油 热裂解法生产乙烯中，乙烯裂解炉是最关键 其氧化物对结焦具有催化作用。经过对焦的结构 的核心设备，乙烯生产的能耗，60%左右消耗于 进行测试分析，提出了三类结焦机理:(1)烯烃在 裂解炉[I[。裂解炉管是乙烯装置中操作温度最高 裂解反应中受到催化作用，在金属表面产生细丝 的构件，管内进行烃的裂解反应，由于发生聚合、 状的焦;(2)烯烃在缩合和脱轻反应的气相中形 缩合等二次反应，因此不可避免地会在裂解炉管 成重烃粒子聚集于丝状焦表面而结焦;(3)自由 内壁和急冷锅炉管内壁上生成焦垢，其结焦速度 基结焦。自由基如甲基、乙基、苯基与乙炔或乙 随着裂解深度的加深、烃分压的升高以及原料重 烯、丁二烯等烯烃自身聚结的微粒反应生成多环 质化的加深而加大。烃类在炉管内结焦，不仅使 芳烃，再进一步脱氢缩合而成焦。 管壁热阻增加，热传导率降低，壁温升高，而且裂 解过程使能耗升高，炉管寿命缩短;同时焦层也 2 结焦抑制技术 会使管内径变小，物料流动过程压降增大，烯烃 为了减轻裂解炉管结焦以及在裂解过程中 收率降低，操作周期缩短，严重时导致装置无法 加快焦或其前体的脱除，工业上已采用或正在研 运转。另外，结焦和采用过热流清焦也会使炉管 制开发的结焦抑制技术[3,4[主要有: 寿命缩短，因此，开发结焦抑制技术对提高裂解 (1)裂解原料预处理和改质。该方法是采用 炉生产能力，增加烯烃产品和提高乙烯装置经济 加氢处理、芳烃抽提等工艺，降低芳烃含量，提高 效益具有重要的现实意义。 氢含量。 (2)改变炉管合金成分，提高炉管合金性 1 裂解炉结焦机理 能。使用较好的合金制造炉管能提高耐热温度等 在裂解炉操作条件下，烯烃、炔烃、二烯烃经 级，从而缩短停留时间，降低裂解炉管的压降。如 环化、逐步脱氢缩合并稠环化而成焦垢，原料中 从25Cr/35Ni升级到35Cr-Ni合金及特种合金 的芳烃也脱氢缩合稠环化而成焦冈。在低裂解深 (35Cr/45Ni)，尤其添加妮、钦和稀土元素显著 度下，原料中的芳烃是主要的结焦母体;在通常 提高了合金的性能，使用温度高达约11509Ca 裂解深度下，与原料中的芳烃相比，石脑油裂解 产品芳烃的结焦活性较少，而轻柴油裂解产品芳 收稿日期:2004-04-120 修改稿收到日期:2004-08-230 烃的结焦活性较大。结焦初期，裸露的金属对结 作者简介:马竞涛，理学硕士，高级工程师，从事科研管 焦具有催化作用，导致结焦速率高。随着时间的 理和炼油技术研究开发工作，现任中国石化镇海炼化公 延长，结焦增加，金属表面逐级被焦覆盖，致使催 司技术中心研究室主任。中国科学院兰州化学物理研究 化作用减弱，结焦速率降低，并趋于稳定，金属及 所在职博士生。联系电话:0574-864425740