乙烯是重要的石化原料,乙烯裝置是石化行業的“龍頭”裝置。乙烯裝置的核心是裂解爐,急冷鍋爐是乙烯裂解裝置中工藝性非常強的設備,它一方面要求在盡可能短的時間將高溫裂解氣迅速冷卻到終止二次反應的溫度(600℃以下),避免目的烯烴損失和結焦;另一方面還要求最大限度地回收裂解氣的高位熱能、降低能耗,提高乙烯裂解爐的開工率和經濟性。
通常,裂解氣急冷鍋爐采用間壁換熱方式,即高溫裂解氣走管內,冷卻介質走管外,使高溫裂解氣迅速冷卻,同時產生高壓蒸汽。
急冷鍋爐在運行過程中,最不受歡迎又不可避免的是換熱管內結焦,結焦導致了急冷鍋爐的壓力降和出口溫度升高,運行周期縮短,高壓蒸汽產量減少,到達一定程度后,必須進行燒焦或水力清焦。
傳統急冷鍋爐大都采用雙套管式和薄管式。但傳統急冷鍋爐入口絕熱段裂解氣停留時間較長,烯烴損失較大,存在流體分配問題,中間部位的換熱管束中,裂解氣流速大,停留時間短,周邊部位的換熱管束中,裂解氣流速小,停留時間長,易結焦,甚至將換熱管堵死。線性急冷鍋爐的裂解氣入口直接與爐管相連,每根輻射爐管的出口均與一根換熱管相連,急冷鍋爐入口裂解氣呈流線型分布,從根本上解決了裂解氣流量分配問題;裂解氣在絕熱段的停留時間短,烯烴損失少。但這種“一對一”的線性急冷鍋爐存在處理量較小,急冷鍋爐出口溫度較高或換熱管較長等問題。
為了解決上述問題,就需要開發新型大能力急冷鍋爐,這樣不僅增加了換熱面積,提高了急冷鍋爐的處理量,可以把急冷鍋爐出口溫度設計得比較低,有利于提高急冷鍋爐的運轉周期;而且由于流通面積的增加,使得急冷鍋爐的壓降較低,有利于進一步降低烴分壓,提高產品收率。
李金科、康 翼、張 建、安發亮、劉韞硯、孫建兵、毛小亮、李 寧、丁雪芬
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單位名稱: |
天華化工機械及自動化研究設計院有限公司 |
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謝曉玲 |
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單位地址: |
甘肅省蘭州市西固區合水北路3號 |
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