毕业论文-乙烯裂解炉结焦及其抑制技术研究最新进展

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1、乙烯裂解炉结焦及其抑制技术研究最新进展学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：化工12-4姓名：学号：2014年11月14日-12月2号19摘要在乙烯装置中,裂解炉结焦是制约装置运行的重要因素。本文在乙烯裂解炉结焦和渗碳机理的基础上，阐述了近年来国内外在该领域所取得的最新研究成果，重点介绍了使用结焦抑制剂、新型炉管材料、表面预处理、采用强化传热炉管等结焦抑制方法研究最新进展。关键字：乙烯裂解炉；结焦抑制；炉管材料；表面预处理19Thelatestprogressinethylenecracki

2、ngfurnaceandcokinginhibitiontechnologyresearchAbstractInethylenecrackingfurnaceisanimportantfactorofrestrictingdevicerunningofanti-coking.Ethylenecrackingfurnacecokingandcarburizingmechanismispresentedinthispaper,onthebasisofthispaperexpoundstheprogre

3、ssinthisfieldathomeandabroadinrecentyears,thelatestresearchresults,focusontheuseofcokinginhibitor,newfurnacetubematerial,surfacepretreatment,heattransferenhancementusingfurnacetubecokinginhibitionmethods,suchasthelatestprogressinresearch.Keyword：Ethyl

4、enecrackingfurnace；Cokinginhibition；Furnacetubematerial；Surfacepretreatment19目录一.结焦危害4二.抑制和缓解结焦的措施42.1　新型炉管材料52.1.1　国外研究进展52.1.2　国内研究进展52.2　表面预处理抑制结焦技术62.2.1　国外研究进展62.2.2国内研究进展72.3采用结焦抑制剂82.3.1国外结焦抑制剂研究82.3.2国内结焦抑制剂研究92.4采用强化传热炉管92.4.1国外研究进展102.4.2国内研

5、究进展112.4.3裂解炉管强化传热数值模拟研究11三、结束语13四、参考文献1319前言乙烯是石油化工行业最重要的基础原料之一。目前，世界上大部分乙烯是采用管式炉蒸汽热裂解的方法生产的，在裂解过程中不可避免地会在裂解炉辐射段炉管内表面生成焦炭。这种高温条件下形成的焦炭是热的不良导体，会使炉管传热阻力增大、炉管内径变小，导致炉管外壁表面温度升高、炉管内流体压降增大，甚至堵塞炉管，影响正常生产。由结焦引起的裂解炉频繁的清焦操作，缩短了装置的有效生产时间和裂解炉的运转周期、增加了能耗、降低了炉管的使用

6、寿命，影响乙烯装置的经济效益。因此，开发针对乙烯裂解炉的结焦抑制技术，是全球乙烯生产企业及研究机构普遍关注的问题。本文阐述了乙烯裂解炉辐射段炉管结焦机理以及目前工业上已使用或正在研究的结焦抑制方法，重点介绍了近年来国内外在使用结焦抑制剂、采用强化传热炉管、采用强化传热炉管等技术领域所取得的最新研究成果。一.结焦危害在热裂解过程中，乙烯裂解原料的烃类物质通过催化反应和热裂解反应进行脱氢，生成了结焦副产物。随着乙烯裂解过程的不断进行，在裂解炉炉管的内表面累积了由上述途径或协同捕集作用所生成的结焦。炉管

7、内表面产生的结焦会影响管内的物料流动，使得其压降升高，炉管传热效率恶化。在一些较为严重的场合，结焦会大大减少炉管的有效内径，甚至将其堵塞，导致裂解炉无法继续运行。此外，较为严重的裂解炉结焦情况会降低主产品的收率、降低裂解深度，并增加能耗；与此同时，渗碳作用会缩短炉管寿命。上述结焦过程可以降低裂解炉的利用率达到5%～10%，导致乙烯等其它产品生产能力的降低。二.抑制和缓解结焦的措施以结焦机理为依据，缓解和抑制炉管结焦，可采用的方法有:裂解原料预处理，向裂解原料或稀释蒸汽中添加结焦抑制剂；改变炉管材料

8、的合金成分；改善炉管结构，炉管内表面预处理；将焦催化气化生成CO2和Ｈ2，减小焦垢厚度；19加氢热裂解等[1-2]2.1　新型炉管材料改善炉管材料不仅可以抑制炉管表面催化结焦，还可以有效提高炉管传热率，能够明显地改善炉管的结焦状况[3]。2.1.1　国外研究进展　美国OakRidge国家实验室开发了一种裂解炉管的新材料，与普通的铬镍不锈钢炉管相比，在抑制结焦和防渗碳性能方面提高了一个数量级，这种新材料的炉管在表面上有一层3.2mm厚的铝化物覆盖层，在炉管制造过程中，通过共挤出、共铸