乙烯裂解炉炉管结焦机理及其抑制措施探讨

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乙烯裂解炉炉管结焦机理及其抑制措施探讨

Ｆ宏宾，冯秀艿！，码守涛２‘，李瑞峰二

（１沈阳聚凯特催化剂训：Ｒ公－ｄ．辽‘Ｊ＋沈阳１１０１４４，

２…ｆｌ／『汕／『汕化【＂『宄院人从化【Ⅷ『究－ｌ，心，ｃ龃尼汀人从１６３７１４）

摘要：介绍了烃类在裂解炉中裂解的结焦机理，并对近年来国内外乙烯裂解过程中裂解炉管结焦抑制技术进展进行综连，重点阐述了炉管表面涂层技术，结焦抑制制和新型炉管等的压用。

关键词：乙烯裂解炉，结焦，抑制

乙烯作为后油化＿［的萆奉原料，９０％以Ｌ通过符』℃炉烃炎热裂解方』℃生产。乙烯裂觯自’ｔ址己烯装胃最关键的核心１５１备，炉管址己烯装簧＂操作湍度最高的构件。在裂解炉炉管内进行婀烃类裂解反应，由ｒ’次反应订焦炭的牛成，不【。Ｊ避免地存在结焦现缘。结焦会增加裂解炉炉管悻壁热礼降低传热系数ｔ导致蛾黼升Ｉ岛，片山现＿ｌＬｄ部过热现象，从酊

艘认为仃二利噶’一焦机删‘Ｌ柑结焦、金属催化结焦和Ｉ＋ｌ由基结＾ｌｊ。

Ｉ．Ｉ气相结焦

。ｋＪＨ绌焦是指在。Ｌ流ｔ体－ｌ，生成的焦，１婴是烯烃聚合和环化而牛成构芳烃作为丽坚帕小问』“物，在气柏一ｌ，进步缩合、脏氧形成稀｜环芳烃的缩聚物焦油小滴和炭黑微粒…。Ａｌｂｒｉｇｈｔ和Ｍａｎｅｋ利川

烯和其他烯烃）自身聚结的微粒反应生成多环艿烃ｔ阿进步脱氧缩合而结焦，『叫叫牛戚业多构ｉ＇１…琏，这些闩…基Ｆ６与小分ｒ物质反心，使结焦母体微快增大，形成焦炭颗粒”。

２抑制结焦的措施

以裂１０ｊｉ！炉±．’ｉ焦目Ｌ，ｌＪＪ，ｊ依槲，缓解和抑制炉铝＋结焦Ｉ—Ｊ采川乙烯原制及ｒ２－条什优化，｜ｌ】』乙烯原料或柿秆蒸汽ｒ｝１添加结焦抑制剂、炉符表而预处邢、新利料炉竹和炉竹强化传热等技术，其中，¨乙烯原料或柿秆蒸汽小添加结焦抑制剂和炉管表而硼处训研究较多。

２．１添加结焦抑制剂

存厶烯原料或稀祥燕汽一Ｉ，加入结焦抑制剂是Ｉ前Ｄ㈦衄川・ｌ，切寅川行的办法，ｉｒＪ使炉箭表Ⅲ钝化，抑制管擘的催化效心．改变自ＩＩ『雎反应协羁１，抑制均杜ｌ反心纳熊．催化水蒸汽与焦层问进行。ｔ化反成，减气反应・世裂解过稚一ｌ一形成怕焦小断转化成ＣＯ和ＣＯ。，减少ｒ焦炭存炉悻鞋ｌ旧衷埘０Ｃ枞最，从而抑制ｒ结焦。同叫这些盐类化合物刈炉管表ｌ“】的覆溢，肼敲ｊ’表㈨［的ｎ＿ｆ¨Ｎｉ等金属原，的催化结焦作川，从而使绌焦速率降低。仃机酸碱金属盐类抑制结焦的效果婪优１：尤机酸碱金属盐类。

｜ｌＩ前苏联开发的Ｋ，ＣＯ；结焦抑制剂ｊＥ作１１』址使积碳枉水蒸汽仃徉Ｆ汽化，该抑制剂｝ｔＪ以延Ｋ裂解炉运转削期达到１２５凡以上”…。

（４）含磷及硫磁化合物。含磷及硫磷化台物１．耍有磷化氯、磷腹、磷腹盐和孵磷艟盐等，扛裂解祭什Ｆ发乍分解，分解产物在金属表而彤成脏致崭的磷化物腆，钝化箭壁金属，从ｍ抑制金属表而发生的催化成焦反应。同叫还能改变结焦形态，使焦垢变褂松散、易碎、易剥蒋，较易除去。

近年米．磷及硫磷类结焦抑制荆研究较多，代表性的是戈困纳尔利化学公川和诈利普公州。纳尔利

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结焦过Ｅ－２。ｆｌ前，较为成熟的技术柯ｓＫ公ｔｄ的ＰＹＣＯＡＴ，ＡｌｏｎＳｕｄ＇ａｃｅ公【ｄ的Ａｌｃｒｏｐｌｅｘ，ＣＯＮＤＥＡＶｉｓｔａ公ｔｄ的Ａｌｃ，ｓ・般扩敞涂脎披术，Ｎｏｖａ公川的ＡＮＫ４００，ＷｅｓｔａｉｍＳＥＰ公ｔｄ的ＣＯＡＴＡＬＬＯＹ和犬Ｉ刊制铁公ｒｄ的ＰＰｗ披术等。

２２１国外炉管表面涂覆

韩嘲ＳＫ公ｒｄ开发的ＰＹＣＯＡ３’技术ｉ，Ｊ在牛，“过程ｒｌ叫ｔ何时候以相一线方』℃Ｍ｛｛ｊ：滁糙肜成涂层，有效降低烃裂解过程－｜１焦炭的牛成和沉积，｜词时－Ｕ捉－岛反应竹执渗嵌性能…。采川分批涂植力法，分别枉反臆管内ｏｇｏ鳓茂１９度（ｉ～５）ｐ．ｍ缓冲层，厚度（４～１２）¨Ⅲ的扩散阻隔层，厚度（０Ｉ～２）¨ｎｌ的除焦膳。该公司排山了ＰＹＣＯＡＴ抑制结焦技术，分别在该公川ＫＢＲ裂解炉、厶烷裂１０ｊｉ！＿｝＿＿ｌ和ＳＷ裂解∞ｔｌ进行Ｊ’Ｔ．＞Ｉｋ试验。垓技术的特点是【Ｕ以在线涂覆，适心性广泛，涂Ｊ。；稳定，刈下游Ｊ。’ｔ铺无污染．抗结焦性能瞳好，２００１年ｌＩ』℃投八工、㈦唰肌

ＡＩｍｌＳｕｒｌｈｃｅ公川开发的Ａｌｃｒｏｎｌｅｘ技术是先将该技术已转Ｌｌ给ｆｌ术久保ＩＩ『公川。

加拿犬Ｗｅｓｔａｉｍ’ｓＳＥＰ公ｔｄ开发ｆｒ＂ＪＣＯＡ３１ＡＬＬＯＹ技水足将金属、陶瓷与热处训杆ｌ结合，秉川ＡｌＴｌＣｒｓｉ和ＴｉＣｒＳｉ作为涂层材料，通过热处理Ｊ¨ｋ与壤础合会柏似的护散｜５儿｜辅麒和富集Ｊｚ：，并刈表｜（＿】进行氧化处理膨成氧化镕；或氧化铬催扩・皮心。该公ｒｄ还开发ｒ小锈制弥覆系统，存小锈钢上沉积含铝的巾ＩＵ隔层，然后涂柑台盒涂膳，涂层、－｜１ｎＵ隔层和基础台盒杠（１０００～Ｉ２００）屯进行热处理，使涂联和基础龠金冶金结合，肜成多杆ｌ艟微组织，最后沉积崖１｛｝１，在－岛Ｊ。１０００℃温度Ｆ氧化肜成氧化铝保护皮层””。乙烯炉箭采川这种涂脏川以提高炉钎的抗结焦、抗渗炭自Ｉ抗热剥蚀性能。该抑制结焦技术１９９９年投入工业应川，笫代ＣＯＡＴＡＬＬＯＹ技术川］。３５Ｃｒ／４５Ｎｉ合金炉符，设计操作温度１０６０℃，与未经涂覆蛔炉管十Ｈ比，结焦速术【埽低到昧米的０Ｉ～０２５。浚涂覆技术”ｒ使乙烯Ｊ“帚提『岛２％～５％，清焦周蚓延民２～６倍。２０００

现仃炉符辅比，执绌焦能山提－岛３俯以ｈ抗溶嵌性提高２储以ｈ

２．３其他抑制炉管结焦技术

２３１乙烯原料和工艺条件优化

原料经加钒和芳烃抽提等丁艺处理Ｊ＾，降低芳烃含最，并世双烯烃和烯烃饱和，提ｌ确毓俞景。随蒋加氧深度的提高，多环芳烃饱和成单环芳烃，单环芳烃转化成耶烷烃，多环虾烷烃也Ｌｒ川琊成单虾、烷篮环烷烃，从ｍ使｝】｜｜＊质量捉『岛，段裨炉符结船隋｝兑，＿ｊｆ＝捉－岛烯烃收率。仉加氯作为原料坝处理步骤，投资较－岛。

当原制‘定时，裂觯温度、停卧时｜１ＩＪ和烃分脏等Ｉ岂条什地影ｕ目炉符结焦进率的１－篮ｌ捌袭，低烃分Ｈ“虹！停衍时间和低反心濉艘对改辨结焦打利，１：ｆ＝ｌ考虑烯烯收牢，需坚仃定裂解深度，㈧此通常是降低烃分爪改善炉管结焦。

２３２新蚺聃炉奇

咒ｌ删ＯａｋＲｉｄｇｅ吲家。史验室开发ｒ利，裂解：｝＿＿Ｉ仃史均匀的温度分布。存温度Ｊ０５０℃时．燃烧散术硐Ｉ热流景颅讣分别为７０７％删３８６Ｗ．（ｍ“”５。

ｌｎｃｏｋｔ｜ｙ公川悯合金ＭＡ９５６炉箭具仃较－岛的耐蠕变强度，并抗结焦和渗碳”１。新炉悻材料存试验室装。岢ｆ‘进行ｒ试验，川右腑油作原料，存高裂解深度下操作（炉管…¨濉度为９５０。ｃ）与野通的２５ｃｒ一３５Ｎｉ合金相比，ＭＡ９５６炉件绱焦速率降低ｒ５０％，Ｈ小发牛仟ｆｕ』渗碳耻象“”。

Ｓａｎｄｖｉｋ材料技术公川为ｒ蜒Ｋ炉仟的使川寿命．成功牛产…川丁乙烯裂解炉的纵翅，诅冷抛光处＿ｆｔ的炉管。秉川＾ａ＊＾奥氏制制成外径（５～１０）ＣＩＩＩ的坦片铝‘，合仓俞３５％铬、２５％镍，具仃优片构抗渗城性和抗氧化性，还含１仃Ｉ６％的砘、００７％构铈和０１７％旧氮。纵翅符他炉管内表㈣秋增加２５％，ｎＴ以改阵传热、提Ｉ。ｉ乍Ｊ。’率，这种炉箭也仃定的抑制结＾｝二性能“‘。

ｆｌ本久保…公ｒｄ公开Ｊ’ＭＥＲＴ炉符．炉符沿管擘内衷…仃翅片，‘ｔｔ螺旋形或酬环形，翅片沿轴向