根据乙烯的实际生产情况来看, 在将原料重质化、多样化和优化设置裂解炉以后, 系统的整体结构得到了合理调整, 不但使乙烯的产量得到大大提高, 还有效降低产品的成本, 对于提高企业的市场竞争力有着极大作用。
1 乙烯原料油的配置和裂解炉的运行情况分析
1.1 乙烯原料的多样化、重质化
在各个企业进行乙烯的生产时, 采用的原料装置基本是按照本企业的实际生产情况来设计的, 一般情况下, 乙烯装置采用的原料包括如下几个方面:一是, 石脑油 (NAP) 或者外购石脑油;二是, 加氢尾油 (HVGO) ;三是, 碳五拔头油;四是, 轻烃和循环乙丙烷。目前, 较多企业都制定有适合本公司的原料互供标准, 在最开始采用的标准是:全馏分裂解原料轻柴油的标准如下:每立方米的密度不能超过0.805克左右, 而ASTM的馏程在50%这个点, 即不能超过280℃, 干点不能超过365℃。在社会、经济、环境等不断变化的情况下, 各个企业的加工原油发生了一定变化, 并且, 乙烯装置的规模也在扩大, 从而大大提高乙烯的生产量。在这种情况下, 各大企业为了获得更多乙烯原料, 对原料轻柴油的规格做出了一些调整, 在炼油厂提高裂解炉产量的要求后, 蒸馏装置的一线油回注常压塔被减少, 进而直接将其掺入到轻柴油中。同时, 轻柴油的干点由原来的365摄氏度被渐渐提高到375℃、380℃、395℃左右, 直到后来的400℃左右。目前, 石脑油和加氢尾油等的应用也在不断加大, 并获得其对应的裂解情况。
1.2 乙烯装置在原料重质化后的运行情况
在将重质轻柴油投入到乙烯原料中以后, 某企业采用的国产CBL技术大型裂解炉的运行周期在原来的基础上缩短的时间在3天到5天之间, 而全装置乙烯、丁二烯、丙烯的收率没有发生太大变化, 大概在50%左右, 波动范围不超过1%。与其相比, 在新的国产化CBL型裂解炉中使用重质化的原料以后, 裂解炉的运行发生了非常明显的变化, 运行周期大大减少, 其中, 石脑油炉在由78天减少为70天左右, 加氢尾油炉由65天减少为60天左右。
2 裂解炉的优化配置方案
2.1 原有和新的裂解炉的结焦情况
在乙烯原料发生重质化变化以后, 多环芳羟的含量明显提高, 其在辐射炉管、废热锅里等地方都可以结焦, 从而是裂解炉的运行周期有效减少。但是, 在重质化的乙烯原料会不会出现在对流段结焦现象这个问题上, 需要相关人员全面分析和给予高度重视, 才能真正达到提高产量的目的。由于对流段炉管如果结焦比较严重, 则无法通过烧焦工序将其全部清除, 从而需要在切开炉以后通过机械清焦或更换新的炉管。如果真的出现这种情况, 则会使裂解炉的开工率大大降低, 从而造成企业经济效益亏损。
根据原有石脑油裂解炉的运行情况来看, 其一般是一次性蒸汽注入方式的, 若从原来的NAP原料逐步变为HVGO的时候。在这种情况下, 稀释的蒸汽、原料等都不会在裂解炉的对流段中预热, 因此, 蒸汽注入油品以后, 原料不会汽化或者是有很少一部分汽化。通常情况下, 原料的汽化都是在对流段换热管的时候完成的, 因此, 汽化过程会产生雾状流, 在换热管壁温较高的情况下, 会使油品在对流段换热管中发生结焦现象。所以, 在蒸汽注入以后, 原料的汽化温度会相应降低, 换热管的管壁温度也会降低, 从而在使用优质轻柴油时比较适用, 但尽量不在有劣质油、重质油裂解时使用。在实际进行原料的裂解时, 裂解炉对流段之前的那一段的预热温度一般高于150℃, 在使用加重轻柴油以后, 辐射段炉管会出现严重结焦现象, 因而石脑油裂解炉运行周期会从原来的65天左右缩短为60天左右, 并在裂解炉出口温度为785℃左右的情况保持稳定。由此可见, 裂解这样的原料需要对加重轻柴油的干点进行有效控制, 必须在低于或等于400℃, 才能避免辐射段出现非常严重的结焦现象, 以在运行周期缩短的情况下, 避免对流段出现严重结焦情况。
在新的重油裂解炉装置投入使用后可知, 其是二次蒸汽注入方式的, 其中, 第一次加入的蒸汽不需要预热, 只对原料进行预热, 可以使原料汽化时的温度有效降低, 从而达到只有少部分原料汽化的目的。同时, 对加入有蒸汽的原料进行预热处理, 可以大大提高原料的汽化率, 以在加入另一股蒸汽的情况下, 确保原料能够全部汽化, 最终达到横跨段温度。对二次注入蒸汽这个技术进行分析可知, 其具备的主要优势是在裂解水和油的质量比不一样的原料时, 合理调整第一次注入的没有经过预热处理的蒸汽后, 对流段各个位置承载的负荷没有什么变化, 可以有效保证对流段裂解各种原料时的稳定性, 并且, 还能保证第二次注入过热蒸汽时, 原料能够全部汽化与微过热。所以, 在原料进入到混合预热的下部盘管时, 如果入口的温度比较低, 则无法完全汽化, 从而导致在对流段再次汽化时出现结焦现象。
2.2 裂解炉的实际优化配置操作
在全球经济快速发展的情况下, 乙烯工业水平得到大大提升, 我国在乙烯装置的改善和优化上制定出很多有效措施, 对于降低乙烯成本和保持整个装置的平衡发挥着重要作用。目前, 制定的优化配置措施主要有如下几个方面:一是, 原料馏分的优化;二是, 原料多样化;三是, 根据原料的变化设计和配置合适的裂解炉;四是, 对裂解炉的造型进行改造。例如:根据当前各个企业生产乙烯的情况来看, 在实践过程中, 不同原料采用不同炉型进行裂解。加氢尾油用重油炉裂解, 石脑油用轻油炉裂解等, 更轻的组分用气体炉裂解, 这样, 在一定程度上可以提高乙烯的产量, 并降低芳烃的含量, 但是, 重油裂解炉的运行周期基本还是在60天左右。在这种情况下, 需要对重油裂解炉的操作条件进行合理调整, 搭配比较合适的二次注气比例, 并设置合适的一次蒸汽注入比例, 才能更好的改善原料的汽化情况, 从而避免对流段炉管出现严重结焦现象。同时, 原料在添加时需要保持合适的量, 以确保乙烯在这个时间段可以获得最好的产量。一般情况下, 裂解的原料如果较重, 则需要适当降低裂解炉出口的温度, 并对火嘴的燃烧情况进行合理调整, 确保火焰处于均匀分布状态, 才能在合理控制辐射段管上和管下温差的基础上, 避免辐射段炉管出现过热过早的情况, 最终达到延长裂解炉运行周期到60天以上的目的。
3 结语
综上所述, 在乙烯原料油改善的前提下, 随着裂解炉配置的不断优化, 乙烯成本得到大大降低, 不但有效解决当前乙烯原料供应不足引起的很多问题, 还大大提高企业的经济效益、社会效益, 对于促进我国乙烯工业可持续发展也有着重要意义。
摘要：在经济全球化发展趋势不断加剧的情况下, 我国市场经济增长速度越来越快, 致使乙烯的需求量急速上升。因此, 选择最合适的乙烯原料油, 并注重裂解炉配置的不断优化, 对于降低乙烯成本有着重要影响。本文就乙烯原料油的配置和裂解炉的运行情况进行分析, 提出裂解炉的优化配置方案, 以全面提升乙烯生产带来的整体效益。
关键词：乙烯原料油,裂解炉,优化,配置
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