乙烯装置中裂解炉的节能增效措施分析

乙烯装置中裂解炉的节能增效措施分析

于涛

(大庆石化公司化工一厂，黑龙江省大庆市 163000)

摘要：随着市场竞争的越发激烈，化工企业想要获得更为明显的市场优势，则必须重视加强内控管理，提高成本管理效益。在化工生产过程中，乙烯生产装置的运行是耗能较为严重的环节，也因此成为了化工企业成本控制的重要环节。为实现对乙烯裂解炉工作效率的有效提升，实现能耗的有效控制，化工企业必须重视采用节能降耗措施对乙烯裂解工艺进行合理优化，更好地满足化工生产需求。基于此，文章对乙烯裂解炉及相关节能降耗措施进行了有效分析、探讨，希望能够为提高乙烯裂解炉的运行效率提供有益参考。

关键词：乙烯；裂解炉；节能降耗；优化措施

前言

在化工生产过程中，乙烯生产装置是至关重要的设备，同时也是耗能较为严重的乙烯生产的核心装置。就化工企业生产的可持续性而言，加强对乙烯裂解炉的深入研究，采用优化设计、优化工艺等方式，在满足化工生产的同时降低乙烯裂解炉能耗十分必要。随着乙烯生产工艺体系的不断发展、成熟，唯有降低生产过程中的能耗，方可实现生产效率的显著提升。

一、乙烯裂解炉的相关概述

在化工生产过程中，乙烯裂解生产装置，尤其是乙烯裂解炉的运行状态会在较大程度上影响乙烯生产工艺的整体能耗。加强对乙烯裂解炉的结构优化、改进，降低装置运行能耗，确保石油材料等原料的较高裂解效率，实现乙烯产品产出率，实现石油化工生产的经济效益最大化。

在乙烯裂解炉运行过程中，裂解的原料在裂解炉中的对流室内进行预热处理，完成预热后的原料和蒸汽进行混合，通过进一步加热达到进行初裂解的温度，然后送入混合罐中，采用平均分配的方式进入辐射段炉管当中进行加热裂解。从辐射段出口的裂解气送入到急冷器中与锅炉给水进行换热反应，进而得到质量合格的乙烯产品。在此过程中，由于乙烯裂解炉产生的排烟具备较高温度，携带大量热量，这些热量的排放导致了裂解炉较大的能量损失。加上乙烯裂解炉的运行周期短，并且需要投入较大的检修成本，这也是乙烯裂解生产成本居高不下的重要原因，对化工企业带来较大损失。所以，采取有效措施降低和控制乙烯裂解炉的能耗，有助于提高化工企业乙烯裂解生产的经济效益。

二、乙烯裂解炉的节能增效措施

（一）优化裂解原料

优化裂解原料对于提高乙烯裂解炉的反应效率，降低热损失有着较为重要的作用。对于裂解材料进行合理选择，对生产方案进行优化设计，严格控制石油炼制过程，提高乙烯裂解原材料的质量，确保和提高正构烷烃含量较高的石脑油供应效率，实现对燃料油与化工原料的有效结合，尤其是在进行原料选择过程中，为提高石脑油收率，需重视采取有效措施提高原油的炼制效果，为乙烯裂解生产反应提供优质的原料，提高反应速率，降低能耗损失。乙烯的收率在较大程度上受到原材料裂解性能的影响，通过优化原材料品质为乙烯裂解反应提供优质原料，能够有效节约能量消耗，提高乙烯产品产出率，进而实现化工生产效益提升。从生产原料的源头品质进行乙烯裂解生产控制，提供优质的石脑油材料，提高乙烯裂解生产效率。

（二）优化烧焦控制方案设计

在乙烯裂解炉生产过程中，采取有效措施减少裂解炉烧焦次数，尽可能地缩短裂解炉烧焦时间，能够有效降低生产过程中的能量损耗。乙烯裂解炉出现烧焦会大幅增加燃料消耗。通过对乙烯裂解炉运行参数的合理控制，降低烧焦次数，能够有效降低乙烯裂解生产危害。乙烯裂解炉经过较长时间的运行，其中的炉管、激冷锅炉会出现较为严重的内部结垢现象。而且若是乙烯裂解炉中的裂解温度过高，也会降低产品的产出率，提高炉管结焦速度，增加裂解炉烧焦次数，进而导致较为严重的能量损失。对乙烯裂解炉的运行方案进行合理优化，实现对烧焦次数的有效减少，合理提高烧焦温度，缩短烧焦时间，充分发挥乙烯裂解炉的作用，降低生产能耗，提高乙烯产品产出率。

（三）提高裂解炉的热效率

在乙烯裂解炉生产过程中，排烟温度、空气过剩等都会造成较为严重的热能损失。因此，降低裂解反应的排烟量与排烟温度，对于降低乙烯裂解炉生产的能量损失有着十分重要的作用，同时也是实现对反应余热充分利用，提高乙烯裂解炉热效率的重要方式，更好地满足乙烯生产要求。但是在降低排烟温度的同时也需要对酸气的露点温度进行充分考虑，预防酸气转换成为酸性溶液对装置造成腐蚀而使得乙烯裂解炉强度削弱，引发生产安全事故，对乙烯裂解生产带来严重损失。以及需要对燃料中的含硫量进行合理控制，避免生成大量的硫化物与烟气一起排放到大气中，带来严重的环境污染。对过剩空气系统进行合理控制，合理调节进入乙烯裂解炉的空气量，即对过剩空气系数进行合理控制，避免剩余空气系数过大的降低裂解炉的热效率。虽然增加进炉空气量能够使得燃烧反应更为充分，但也会使得排烟的热损失大幅增加。除此之外，还需重视加强对设备的绝热保温，以免乙烯裂解炉保温性能下降而出现较大的热能损失，不利于裂解炉热效率提升。

（四）加强对节能新技术的研发应用

随着乙烯裂解炉的不断应用，能量损耗问题也越发受到重视，化工企业唯有加强对乙烯裂解炉热效率影响因素的分析，制定实施有效的节能措施，方可实现对乙烯生产能耗的有效控制与降低，实现乙烯生产效率最大化。加强对燃烧空气预热技术及相关措施，能够有效降低燃料消耗。例如，对生产工艺中产生的废热来对进炉空气进行预热，能够厚度较好的废热回收利用效果。同时，提高预热炉效率对原料进行充分的预热处理，然后再经过乙烯裂解炉的高温裂解获得较为理想的产品收率，以及实现热能损耗的有效控制。加强对乙烯裂解炉炉管的强化传热技术的应用研究，对于提高炉管传热效率，节约燃料消耗也有着至关重要的作用，能够在满足乙烯裂解生产需求的同时避免出现较大的热能损失。完成传热之后炉管的温度会自然下降，也有利于提高炉管使用寿命，降低化工企业的生产成本。除此之外，采用风机控制炉膛负压的方式取代烟道挡板的作用，以及合理应用变频电机，或者将裂解炉与燃气轮机进行结合使用等，都能有效降低乙烯裂解炉的生产能耗，提高生产效率。此外，因为扭曲片能够发挥着均匀炉管中温度、降低结焦等作用，可以大大降低烧焦环节的成本没用。所以在联合运用燃气轮机与裂解炉过程中，能够将王燃气轮机发电内倒入燃料气，随后将发电环节所生成的高温燃气运输至裂解炉内，从而发挥着空气助燃的效果。

三、结束语

综述可知，在乙烯裂解炉生产过程中，会产生较为严重的能量损耗，如何有效控制、降低这些能量损失成为了化工企业控制生产成本的重要内容与途径。对此，化工企业必须对乙烯裂解炉能量损耗的环节、原因等进行明确、分析，进而采取有效的节能降耗措施，在提高乙烯生产效率的同时降低能量损耗，提高企业生产效益。

参考文献：

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[3]潘伟.乙烯装置裂解炉节能降耗措施分析[J].化工设计通讯,2019,45(05):129-130.