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為什么說石油化工生產的龍頭是裂解爐
來源: | 發布時間:2018-9-28 9:12:38 | 瀏覽次數:

石油組成比較復雜,即便是成油品,也是眾多組分的混合物。例如,汽油中就含有上百種碳氫化合物,它們的沸點范圍從室溫到200℃,其主要組分為烷烴、環烷烴、烯烴和芳香烴。

當石油作為燃料燃燒時,可以直接利用這些混合物。但將石油作為化工原料時,必須先將其中所含的各種化合物通過化學反應轉化成分子較小的烴類,如乙烯、丙烯、苯和甲苯等,這個重任就落在乙烯裝置的龍頭——裂解爐來完成。目前,世界上石油化工產品的原料主要出自裂解爐。

裂解爐以輕烴、石腦油、柴油等作為裂解原料,在水蒸氣的伴隨下,約在800℃的高溫下,在很短的時間里(0.2秒或更短)完成裂解反應,形成低分子量的烴類,再經過分離提純就可得到目的產物:三烯(乙烯、丙烯、丁二烯)、三苯(苯、甲苯和二甲苯)和副產物(裂解焦油等)。通常用乙烯、丙烯的產率和能量消耗來衡量裂解爐的技術水平。目前,經濟合理的裂解裝置,其乙烯年生產能力都在60萬噸甚至達到百萬噸以上。所以,工業裂解爐絕大多數是鋼鐵構成的龐然大物。

工業上采用的是管式裂解爐,它和蒸汽鍋爐一樣,爐內有許多按一定規則排列的合金鋼管。蒸汽鍋爐管內通水,管外燒火加熱,在一定溫度下使水變蒸汽;而裂解爐和燒鍋爐的道理一樣,只不過管子內通的是裂解原料。裂解原料經預熱后,與過熱蒸汽混合進入裂解爐上部即對流段爐管,將裂解原料升溫至600℃左右。此時,原料全部氣化,進入裂解爐下部即輻射段爐管,輻射段爐膛溫度高達1000℃,氣化的原料很快升至800℃左右,發生裂解反應。裂解是強吸熱反應,燃料氣通過噴嘴噴入爐膛燃燒,以加熱輻射段爐管,燃燒后的高溫煙氣繼續加熱對流段爐管,然后從煙囪排出。

從裂解爐出來的高溫裂解氣,立即進入廢熱鍋爐,一方面回收裂解氣的熱量,產生高壓蒸汽,用以驅動各種機泵,另一方面必須使裂解氣快速降溫至500℃以下,防止繼續發生反應。降溫后的裂解氣進入急冷系統,進一步冷卻,除去液體產物,再送至壓縮分離部分。

裂解過程中,除了生成以“三烯”為主的氣體產物和以“三苯”為主的液體產物以及裂解焦油等副產物外,還有少量的焦炭結在裂解爐管內壁和廢熱鍋爐的換熱管內。這就像飯鍋底結的鍋巴和水壺底結的水垢一樣,影響傳熱,必須定期清除,稱為“清焦”。兩次清焦的間隔,稱為裂解爐的運轉周期。運轉周期越長,效率越高。

裂解反應對石油化工的發展相當重要,因此,裂解爐是石油化工的龍頭。

 
 
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