第三讲炼油装置管式炉..

• 加热型管式炉的炉管壁温在400- 650℃之间， 而加热一反应型管式炉(制氢转化炉)的管壁 金属温度常常在850 - 1000℃范围内。 • 管式炉盘管承受的工作压力低的如蒸馏炉， 一般是 1 ~ 3MPa，高的如高压加氢炉，可 高达18 ~ 20MPa。
• 炼油管式炉炉管内的介质大都是原油、馏分 油、溶剂、氢气等。在高温下油和溶剂极易 裂解、析碳，严重时则结焦。结焦后管壁温 度增加，而裂解和结焦又相应加剧，如此形 成恶性循环，从而影响产品品质，缩短运转 周期，甚至烧穿炉管。油、溶剂和氢气等一 旦穿出炉管，火灾和爆炸就在所难免。因此， 从设计和操作两方面保证炉管受热均匀，防 止局部过 热，避免介质裂解和结结垢，既 是保证和提高产品品质的关键，也是保证管 式炉长周期、平 稳、安全运转的关键。
• • • • • • 1、热载体炉 2、蒸馏炉 3、残渣油加热炉 4、加氢炉 5、润滑油加工炉 6、气体加热炉
1、热载体炉
• 当加热要求均匀缓和，严格控制和调节加 热温度时，常采用间接热源加热的方法。 • 这种方法的加热设备和用热设备是分开的， 中间由一种热载体的循环来传递热量。加 热热载体的加热炉叫热载体炉。
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(4)热效率高，操作费用低； (5)操作方便、安全可靠、操作弹性大； (6)使用寿命长、检修维护方便； (7)满足环保要求，大气污染和噪声污染应 符合国家和地方法规的规定。
二、选择加热炉应用的基础数据
• (1)原料的流量、吸热量(热负荷)和出人口条 件——温度、压力、汽化率等； • (2)原料的理化性质：密度、粘度、管程和 反应热等； • (3)燃料种类——燃料气、燃料油或油气混 烧，烧油时的雾化剂种类等； • (4)燃料性质：组成、密度、粘度、热值等， 烧油时还应有雾化剂的性质如温度和压力 等；
• (5)生产和检修的特殊要求，如工况变化情 况、油膜最高温度限制、介质在炉管内的 停留时间、最大允许压降、注水(汽)口和烧 焦口位置等； • (6)建厂地区的气象和地质资料，如风力、 地震、场地土及冬季计算温度等； • (7)环境保护、职业安全卫生及其他要求等。
三、炼油管式炉的特殊性和重要性
• 与炼油装置中的其他设备相比，管式炉的 特殊性在于直接火焰加热； • 与一般工业炉相 比，管式炉的盘管要承受 高温、高压和介质腐蚀； • 与锅炉相比，管式炉盘管内的介质不是水 和蒸汽，而是易燃、易爆、易裂解、易结 焦和腐蚀性较强的油和气。 • 这些就是炼油装置管式 炉的主要特点。
• 石油化工常用的热载体有联苯类和热油类， 联苯类主要是二苯混合物。它是联苯和联 苯 醚组成的低共熔共沸混合物，亦称道生 (DOWTHERH），其加热炉也称“联苯炉” 或“道生炉”。 • 热油类主要是石油产品或副产品经加工制 得，导热油如透平油、四线脱蜡油、芳烃 三线 油、常压三线油、YD导热油等，其加 热炉亦称"热油炉"。
• 炉管内的工艺介质大都具有腐蚀性，诸如 硫腐蚀、酸腐蚀、氢腐蚀、氢加硫化氢腐 蚀等等，在管式炉内均有不同程度的存在。 • 炉管外的烟气有高温硫一钒腐蚀和低温露 点腐蚀等。 • 因此，在炉管选材和运行监控中对腐蚀问 题均应予以充分的重视。
炼油管式炉的重要性
• 炼油管式炉的重要性表现在其能耗、基建 投资和污染问题在炼油装置中都占有相当 重要 的地位。 • 管式炉的燃料消耗在炼油装置总能耗中占 有相当大的比例： • 少则20% ~30%， • 多则80% ~90%，
• 管式炉内的热传递是通过炉管管壁进行的。 由于需要足够的传热温差，加上内膜热阻、 焦垢层热阻、管壁金属热阻和各种受热不 均匀性的作用，管壁金属温度一般要比管 内介质高几十到一百多度。 • 这是与一般设备完全不同的。 • 再者，炉管直接与火焰接触，任何泄漏都 可能造成 爆炸或火灾，这也是非见火设备 不能相比的。
• 热载体炉的最大特点是流量大、温升小。 塔底重沸炉也具有这一特点，并且某些塔 底重沸炉如芳烃联合装置中的二甲苯塔底 重沸炉，其被加热介质还兼作热载体，因 此，将这类管式炉也并入热载体炉一类。 • 纯粹的热载体炉通常不气化，与之相比， 重沸炉的主要特点是一 般都有较大的气化 率，甚至高达50% -70%。
能耗比例
装置名称 管式炉能耗/ 装置总能耗 常减压 蒸馏 82~92 焦化 ~90 连续 重整 ~82 柴油 加氢 ~30
• 管式炉的基建投资占有相当大的份额。加 热型管式炉的工程费占装置工程费的比例 较小，加热一反应型管式炉占的比例则较 大 工程费比例
工程费 常减压 焦化 连续 重整 柴油 加氢 6~8 制氢 乙烯
第三讲炼油装置管式炉
• 一、对炼油装置管式炉的基本要求 • 二、选择加热炉时应基础数据 • 三、炼油管式炉的特殊性和重要性 • 四、炼油装置各种常见的管式炉
一、对炼油装置管式炉的基本要求
• (1)全面满足炼油工艺的要求，例如热负荷、 压降、加热均匀性等； • (2)技术先进可靠，经济合理，并应能满足 长周期、安全、平稳、运行的要求； • (3)结构紧凑、占地面积少、投资省；
• 二苯混合物具有水的某些特性，因此早期 的联苯炉都类似于锅炉，如火管式联苯炉、 水管式联苯炉。但石化行业用的联苯炉基 本上还是管式炉。如圆筒炉、立管或卧管 式立炉和箱 式炉。十多年前出现了一种结 构型式较为特殊的多层螺旋盘管式联苯炉 一般盘管层数为二 至四层，多为三层，其 管心距接近于炉管外径，彼此紧密相联、 分层放置。其中最内一层一半管面受辐射 传热，另一半管面受对流传热，其余各层 均受对流传热。
炉投资/ 10~17 10~12 12~16 总投资
25~30 25~30
管式炉各部分工程费比例
炉名 常压炉 碳钢管 常压炉 连续 柴油 Cr5Mo 焦化炉 制氢炉 重整炉 加氢炉 管
盘管系统
钢结构 炉衬
62
25 13
76
16 8
52
26 22
58
30 12
74
16 10
66
15 19
四、炼油装置各种常见的管式炉
• 这种炉子微正压操 作，结构紧凑，体积小， 耗用金属材料及占地面积亦少。这种炉子 一般都要采用“燃烧器控管系统”这样高 水平的自动化控制系统。 • 炼油装置用热载体炉的炉型选择原则与蒸 馏炉一样， • 当热负荷不大于30MW时，一般选用辐射对流型圆筒炉； • 当热负荷大于30MW时，则选用立管或卧管 的立式炉和箱式炉。