GK-VI型裂解炉辐射段炉管弯曲原因及对策分析

齐鲁乙烯装置GK-VI型裂解炉在投用运行三年后,辐射段炉管均出现了严重弯曲的现象,本文从炉管周向温差、炉管热膨胀、炉底导向槽及高温蠕胀变形等四个方面对炉管弯曲的原因进行了分析,最后得出分析结论,并提出相应的解决措施.     

GK-Ⅵ型裂解炉辐射段炉管弯曲原因及对策分析

齐鲁乙烯装置GK-Ⅵ型裂解炉在投用运行三年后,辐射段炉管均出现了严重弯曲的现象,本文从炉管周向温差、炉管热膨胀、炉底导向槽及高温蠕胀变形等四个方面对炉管弯曲的原因进行了分析,最后得出分析结论,并提出相应的解决措施。     

考虑汽化影响的乙烯裂解炉对流段数值模拟

在考虑原料蒸发段汽化影响的情况下,采用Flunt软件对某一次注气乙烯裂解炉对流段进行了数值模拟。对对流室和不同炉管段分别进行建模,模拟结果与工业数据一致。模拟结果表明:对流室底部与横跨段90°拐角处存在回流区,不利于裂解炉的长周期运行;考虑原料蒸发段汽化影响的耦合计算结果更加准确;炉管吸热量受炉管位置的影响,不同炉管的管壁温度和出口油气温度不同。模拟结果对裂解炉的设计和操作优化具有参考意义。     

提高生焦反应焦化炉给热方法的研究

提出了生焦反应焦化炉给热及生焦反应给热比的概念 ,在确保焦化炉管不发生严重结焦的条件下 ,研究了焦化炉注气及炉出口温度的优化方法 ,以提高生焦反应焦化炉给热及延迟焦化装置液体收率。利用过程模拟软件 ,分别对单面辐射及双面辐射焦化炉进行了管内外过程模拟。结果表明 ,注气比维持在 1% ,炉出口温度由 4 90℃到 5 0 5℃时 ,每升高 5℃ ,生焦反应焦化炉给热增加 4 5～ 5 9kJ/kg ;炉出口温度维持在 5 0 5℃ ,注气比由 3%至 1%每降低 0 .5个百分点 ,生焦反应焦化炉给热增加 2 0～ 32kJ/kg。采用调整注气比和炉出口温度优化同时操作的方案 ,其效果优于仅控制炉出口温度的方案     

提高生焦反应焦化炉给热方法的研究

提出了生焦反应焦化炉给热及生焦反应给热比的概念，在确保焦化炉管不发生严重结焦的条件下，研究了焦化炉注气及炉出口温度的优化方法，以提高生焦反应焦化炉给热及延迟焦化装置液体收率。利用过程模拟软件，分别对单面辐射及双面辐射焦化炉进行了管内外过程模拟。结果表明，注气比维持在1％，炉出口温度由490℃到505℃时，每升高5℃，生焦反应焦化炉给热增加45～59kJ／kg；炉出口温度维持在505℃，注气比由3％至1％每降低0．5个百分点，生焦反应焦化炉给热增加20～32kJ／kg。采用调整注气比和炉出口温度优化同时操作的方案，其效果优于仅控制炉出口温度的方案。     

焦化炉处理量上限理论分析

焦化炉是延迟焦化装置的核心单元设备，也是整个装置提高处理量的制约因素。对5座焦化炉进行了现场标定和管内外过程模拟，在控制炉管结焦速率的情况下，对单面辐射焦化炉的处理量上限进行了分析。结果表明，以现场操作工况下平均热强度和1984年设计规范中冷油流速上限为基准时，4座单面辐射焦化炉的单炉处理量可分别提高到600-650kt/a和700－800kt/a，而炉出口热转化率仍低于炉管内重油的最大可裂化度。如将炉出口热转化率限制在20％，分别以操作工况下炉管平均热强度和1984年设计规范中平均热强度上限为限制条件时，4座单面辐射焦化炉的单炉处理量可分别提高到680.8-796.8kt/a和764－1100kt/a。     

焦化炉处理量上限理论分析

焦化炉是延迟焦化装置的核心单元设备 ,也是整个装置提高处理量的制约因素。对 5座焦化炉进行了现场标定和管内外过程模拟 ,在控制炉管结焦速率的情况下 ,对单面辐射焦化炉的处理量上限进行了分析。结果表明 ,以现场操作工况下平均热强度和 1984年设计规范中冷油流速上限为基准时 ,4座单面辐射焦化炉的单炉处理量可分别提高到 6 0 0～ 6 5 0kt/a和 70 0～ 85 0kt/a,而炉出口热转化率仍低于炉管内重油的最大可裂化度。如将炉出口热转化率限制在 2 0 %,分别以操作工况下炉管平均热强度和 1984年设计规范中平均热强度上限为限制条件时 ,4座单面辐射焦化炉的单炉处理量可分别提高到 6 80 .8～ 796 .8kt/a和 76 4～ 110 0kt/a。     

浅析高校乙烯裂解实验装置的维护

本文以广东石油化工学院乙烯裂解实验装置为研究对象,分析了近8年该套设备的裂解在轻质化原料占有比、乙烯收率、双烯收率及能耗等参数变化情况.通过对装置炉管受腐蚀的情况和内在原因等进行分析,并不断改进维护与保养方法,在高校实现了乙烯和双烯收率达到33.11%和48.23%,能耗降低至596.29 kg/t.因此,乙烯裂解实验装置的正确维护和合理保养,能有效地降低能耗,适度提高乙烯和双烯的收率.     

新型乙烯裂解炉的温度控制

采用温度支路平衡技术，实现了对从国外引进的GK-6型乙烯裂解炉裂解深度和转化率的优化控制，经在齐鲁乙烯裂解炉改造应用表明提高了乙烯收率和选择性、延长了炉管的使用寿命，达到了节能降耗的目的。     

双辐射室裂解炉不同横跨段结构实验及数值模拟

双辐射室裂解炉采用两个辐射室共用一个对流段的结构,在一侧辐射室正常生产而另一侧进行烧焦操作时,对流室烟气的偏流和回流会引起对流炉管的受热不均,局部对流炉管传热能力下降.通过冷模实验和数值模拟分析了双辐射室裂解炉原水平横跨段结构、倾斜横跨段结构和桥墙结构对对流室底部烟气流动的影响.结果表明,倾斜横跨段结构和对流室底部增设桥墙结构对对流室烟气的偏流和回流具有明显的改善作用,烟气在对流室的偏流率由原来的50.08%分别降为24.39%和2.44%,烧焦一侧对流室的温度也有较大程度地降低.     

空气预热器技术应用于乙烯裂解炉的计算流体力学模拟

为了深入了解裂解炉内的辐射及燃烧情况,并分析空气预热器的效果和影响,采用计算流体力学软件Fluent对KBR型乙烯裂解炉炉膛辐射段的流动、燃烧反应及辐射传热进行了三维模拟。在得到炉膛中温度场、主要组分质量分数分布等情况的基础上,对裂解炉安装空气预热器、预热进入炉膛底部燃烧器的空气的情况进行了研究。分析得出投用空气预热器的节能效果及对炉膛运行的影响。模拟结果与工业实际符合较好,为空气预热器的应用提供了理论上的参考。     

乙烷和丙烷共裂解的最优传热强度控制

该文根据乙烷和丙烷共裂解的化学反应机理及泛函数极值方法，了工业炉实施乙烷和丙烷共裂解过程的优化模型，求出了炉管的最优热强度分布和炉管最优出口温度，用于指导实际操作取各了显著的效果，并为今后进步开拓裂解原料和裂解炉辐射管设计提供了理论参考。     

工业裂解炉数学模拟的加速算法

乙烯裂解炉裂解过程模拟是一个复杂的迭代试算过程 ,现有模拟方法计算时间冗长 ,难以用于在线优化。为此提出的加速算法把裂解过程中的能量平衡关系式作适当简化 ,把反应管管壁温度的求解转换为解一元四次方程的根 ,从而直接得到温度沿管长的微分方程式 ,再结合反应物料和压力沿管长的微分方程式 ,使得裂解过程由一套新的、完整的微分方程组来描述 ,并在模拟过程中对能量关系式的简化作了逐步改进的处理。工业实例表明该算法避免了复杂的迭代计算 ,模拟计算的速度比以前的算法提高约 1/18,同时模拟准确度也有相当的保证     

新型乙烯裂解炉炉管材料及表面预处理技术研究进展

综述了乙烯裂解炉结焦的机理及影响因素,并综述了现有的乙烯裂解炉结焦抑制技术和装置,着重介绍了新型乙烯裂解炉炉管材料及炉管内表面预处理技术的国内外研究最新进展.     

Simulation of Whole Periodic Operation of Naphtha Pyrolysis

IntroductionEthylene is the organic material produced in largeamounts industrially,and the increase growth ofits production even exceeds the growth rate of theGDP[1] .The technology level ofthe steam crackingfurnaces is the mostimportantkey to the economi…     

焦化加热炉先进控制系统

以某炼化公司的焦化加热炉为工业应用背景,采用预测函数控制-P ID透明控制结构,辅以基于延迟焦化过程焦炭塔的预热切换事件设计的前馈控制器,研究开发出了一种实用的焦化加热炉先进控制系统。系统投运后,整个生产过程的平稳性和控制精度得到了显著的提高。     

大型乙烯工业裂解炉烧焦过程COT分布最小方差协方差约束控制

传统烧焦控制方法中炉管出口温度(coil outlet temperature, COT)的均值通过串级燃气流量比例积分微分(proportional integral derivative, PID)控制回路进行控制，易造成烧焦过程COT分布不均衡，COT过高的炉管有烧穿的风险。针对此问题，将烧焦过程COT分布用概率密度函数(probability density function, PDF)进行描述，并使用Hammerstein模型表述PDF基函数权值的动态变化。基于Hammerstein模型，提出一种鲁棒最小方差协方差约束控制方法，用于烧焦过程COT的分布控制，仿真结果及工业应用测试证实了所提方法的可行性和有效性，为实现大型乙烯工业裂解炉烧焦过程中的COT均衡分布控制提供了一条新的有效途径。     

对提高乙烯装置生产负荷的数理统计分析

通过数理统计中的方差分析等方法，对提高乙烯装置的生产负荷进行了深一步的分析和探讨，找出了延长裂解炉运转周期的措施及控制急冷油粘度的最佳工艺参数值，便于技术人员在生产中做到心中有数、安全生产，取得更高的经济效益。     

Cr25Ni35Nb和Cr35Ni45Nb裂解炉管的抗高温渗碳能力

以Cr25Ni35Nb和Cr35Ni45Nb合金为炉管材料对象,通过渗碳试验研究了高温(1 000和1 100 °C)下2种合金的渗碳动力学规律,采用金相和扫描电子显微镜观察分析其中Fe、Cr、Ni与Nb元素含量和渗碳层变化、组织结构及微区成分转变的情况,并对其抗渗碳能力进行分析.结果表明：Cr35Ni45Nb的抗渗碳能力比Cr25Ni35Nb更强;经2次渗碳后,2种合金试样出现了表面渗碳层剥落的现象,且Cr25Ni35Nb较为严重,并使得裂解炉管结焦而管壁变薄,从而降低了炉管的承载能力和服役寿命;合金的非渗碳层区域析出了大量弥散的碳化物,碳化物的密度随渗碳层与试样表面距离的增加而降低;在1 100 °C下,2种合金的骨架状组织形态消失,且晶界处碳化物出现了剥离.     

基于改进遗传算法和有限元分析的罗氏线圈结构优化设计

针对矿热炉电极电流过大、难以实时精确测量等问题,结合改进遗传算法和有限元分析,设计了一种优化的罗氏线圈结构,并进一步建立了罗氏线圈优化系统。首先根据罗氏线圈的测量原理,结合COMSOL软件,建立罗氏线圈仿真模型,并在不同结构参数情况下,对罗氏线圈的测量结果进行分析和比较。通过COMSOL和MATLAB混合编程,以罗氏线圈测量准确率为优化目标函数,结合精英保存策略和惩罚函数改进的遗传算法,实现了罗氏线圈结构的优化设计。优化设计的罗氏线圈在组合使用后能够较精确地测量矿热炉电极电流,满足了矿热炉电极电流测量的要求,具有较好的实用价值。