管式裂解炉优缺点_江西化学工业学校.ppt

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1、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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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Φ3～7in（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

7、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】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Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型等三种炉型，如图6-2所示。Ⅰ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

8、辐射段的停留时间长；Ⅱ型炉中也有8根立管，但从原料气进口到裂解气出