管式裂解炉优缺点PPT课件.pptVIP

单元管式裂解炉的结构与特点 任务目标 掌握管式裂解炉结构 掌握管式裂解炉的传热方式 掌握管式裂解炉中炉管的性能及布置方式 了解管式裂解炉优缺点 单元管式裂解炉的结构与特点 任务指导 一 管式裂解炉结构裂解炉是石油烃裂解的主要设备 1 管式裂解炉炉型目前应用较广的管式裂解炉有短停留时间炉 简称SRT炉 超选择性炉 简称USC炉 林德 西拉斯炉 简称LSCC炉 超短停留时间炉 简称USRT炉 或称毫秒裂解炉 美国鲁姆斯公司短停留时间裂解炉 SRT炉 是立管式裂解炉的典型装置 现在世界上大型乙烯装置多采用立式裂解反应管 中国的燕山石油化工公司 扬子石油化工公司和齐鲁石油化工公司的300kt乙烯生产装置均采用此种裂解炉 超选择性炉 简称USC炉 超短停留时间炉 USC炉 也常被石化企业采用 例如 中国大庆石油化工总厂以及世界上一些石油化工厂采用USC炉来生产乙烯等产品 中国兰州石油化学公司将采用USRT炉生产乙烯 而LSCC裂解炉在工业上也得到一定的应用 单台炉的乙烯年产量可达70kt 管式裂解炉按外形分 有方箱炉 立式炉 门式炉 梯台式炉等 以立式炉为主流 按燃烧方式分 有直焰式 无焰辐射式和附墙火焰式 按烧嘴位置分 有底部燃烧 侧壁燃烧 顶部燃烧和底部侧壁联合燃烧等 单元管式裂解炉的结构与特点 一 管式裂解炉结构管式裂解炉主要由炉体和裂解管两大部分组成 炉体用钢构体和耐火材料砌筑 分为对流室和辐射室 原料预热管及蒸汽加热管安装在对流室内 裂解管布置在辐射室内 在辐射室的炉侧壁和炉顶或炉底安装了一定数量的烧嘴 燃料喷嘴 火嘴等 SRT炉是最典型的一种管式裂解炉 其结构如图6 1所示 对流室内设有水平放置的数组换热管以预热原料 工艺稀释用蒸汽 预热急冷锅炉进水以及产生过热高压蒸汽等 在布置对流段管排时 应按烟气余热能位高低合理安排换热管 辐射室由耐火砖 里层 隔热砖 外层 砌成 新型炉也有的使用可塑耐火水泥作为耐火材料 管式裂解炉的核心部分是辐射室 预热后的原料气在辐射室的炉管中完成裂解反应 裂解炉的炉管悬吊在辐射室中央 炉管的尺寸及布管方式随炉型而变 炉膛的侧壁和底部安装有燃烧器 燃料燃烧主要以辐射传热方式加热炉管和管中的原料气 原料气在炉管中获高温而裂解 裂解产生的裂解气离开辐射室后立即进入急冷锅炉 被高压水骤冷以终止反应 高压水受热生产10 12MPa的高压蒸汽 并回收热能 急冷锅炉随裂解炉的炉型不同而有所不同 任务指导 单元管式裂解炉的结构与特点 一 管式裂解炉结构管式裂解炉既是一个管式反应器 又是一个高传热强度的传热设备 图6 1SRT管式裂解炉结构 任务指导 单元管式裂解炉的结构与特点 二 管式裂解炉的传热方式辐射室中燃料燃烧产生的火焰 主要以辐射方式将热量传给炉管的外表面 同时传给炉墙 炉管外表面接受了火焰的辐射热量 以导热的方式将热量从炉管外表面传到内内表面 炉管内表面以对流的方式将热量传递给管内原料气 管内原料气受热呈现高温而发生裂解反应 裂解炉中大部分的热量传递是在辐射室内进行 热源向炉管表面给热途径主要是辐射传热方式 原料气在进入辐射室之前 先在对流室进行预热 在对流室高温烟道气以对流传热方式将热量传给管内的原料气 任务指导 单元管式裂解炉的结构与特点 三 管式裂解炉中炉管的性能及布置方式1 管式裂解炉中炉管的性能 1 对炉管的要求能承受900 左右的高温 各种介质的腐蚀以及一定的压力和荷载 具有好的导热性能 高传热强度 内外表面光滑和材料成分均匀等特点 2 管子规格 3 7in 1in 2 54cm 3 管子材质国外材质型号有HK 40等 国内材质型号ZG40Cr25Ni35Nb ZG40Cr35Ni45Nb等 管子用离心浇铸法制成 内部经机械加工平整以减少反应过程的结焦 2 管式裂解炉中布管方式管式裂解炉中 工艺物料 原料气或裂解气 涉及的管路分为对流段和辐射段 对流段为工艺物料管路在对流室的部分 辐射段为工艺物料管路在辐射室的部分 原料气先经对流段由烟道气预热 再到辐射段由火焰辐射传热产生高温而裂解 裂解气离开辐射段后立即进入急冷锅炉 对流段 工艺物料涉及管路的管子采用水平放置 辐射段 工艺物料涉及管路的管子有水平放置和垂直放置两种 早年使用的裂解炉为方箱炉 辐射段的炉管采用水平放置 但由于传热强度低 炉管受热弯曲 耐热吊装件安装不易等原因已被淘汰 而SRT炉 辐射段的炉管采用垂直放置 且双面受辐射传热 任务指导 2020 2 6 7 单元管式裂解炉的结构与特点 三 管式裂解炉中炉管的性能及布置方式SRT炉在布管方式方面也不断改进 前后发展 型 型 型等三种炉型 如图6 2所示 型炉中有8根立管 从原料气进口到裂解气出口在辐射段有8程 造成在辐射段的停留时间长 型炉中也有8根立管 但从原料气进口到裂解气出口在辐射段有4程 第1程4根炉管细 第2程2根炉管较细 第3 4程2根炉管较粗 因而在辐射段的停留时间短 型炉中也有10根立管 但从原料气进口到裂解气出口在辐射段有6程 因而在辐射段的停留时间介于 型炉的停留时间与 型炉的停留时间之间 立管式裂解炉的辐射盘管大多采用单排管 以此保证辐射盘管受热均匀 也有采用双排盘管的 可在较低投资前提下获得较大的单炉乙烯生产能力 综合单排盘管和双排盘管的优缺点 也有采用混排辐射盘管的 图6 2SRT炉三种炉型的布管方式 任务指导 单元管式裂解炉的结构与特点 三 管式裂解炉优缺点 1 优点炉型结构简单 操作容易 便于控制 能连续生产 乙烯 丙烯收率高 裂解气质量好 动力消耗小 热效率高 原料的使用范围日渐扩大 便于实现大型化 2 缺点重质原料的适应性还有一定限制 原料利用不高 燃料油增加 公用工程费大 耐高温合金钢耗量大 反应过程的结焦等 SRT炉的主要工艺特性 如表6 1所示 表6 1SRT炉的主要工艺特性 任务指导 单元管式裂解炉的结构与特点 任务指导 单元管式裂解炉的结构与特点 任务评价 1 填空题 管式裂解炉既是一个反应器 又是一个高传热强度的传热设备 管式裂解炉主要由和裂解管两大部分组成 管式裂解炉按燃烧方式分 有 无焰辐射式和附墙火焰式 管式裂解炉的核心部分是 管式裂解炉中辐射室的传热方式主要是传热 裂解炉中大部分的热量传递是在内进行 管式裂解炉中炉管的放置方式有水平放置和放置两种 单元管式裂解炉的结构与特点 任务评价 2 判断题 在布置对流段管排时 应按烟气余热能位高低合理安排换热管 管式裂解炉中 热源向炉管表面给热途径主要是辐射传热方式 3 思考题 管式裂解炉有哪些优点和缺点 STR炉的主要