文档介绍：第卷第期化学工程..
年月.
乙烯裂解炉对流段的模拟计算及设计优化
周莹,杨德芝
中国石化集团上海工程有限公司,上海
摘要:对乙烯裂解炉对流段的设计进行了研究,建立了对流段计算模型。此模型具有设计型和核算型功能,能计算
裂解炉对流段各段管排的热负荷、工艺物料和烟气侧的压力降以及管排的传热系数、管壁温度、翅尖温度等。以某
型炉和某型炉的设计数据与模型计算数据进行对比,验证了该模型具有较高的准确性,满足工程设计的要求。
最后使用此对流段设计模型,提出通过改变进料位置、选择注汽方式、调整管排布置等来优化裂解炉对流段设计的
理念。
关键词:乙烯;裂解炉;对流段;模拟;优化设计
中图分类号:. 文献标识码: 文章编号:

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裂解炉是乙烯装置的龙头,也是乙烯装置的能余热约占乙烯装置总能耗的%一% 。因此,对
耗大户⋯,其能耗占装置总能耗的% %。其流段的设计是否科学合理首先直接关系到能否满足
中,辐射段是裂解炉的反应“心脏”,对流段则是为裂解工艺要求,得到预期的裂解产物,其次关系到乙
“心脏”提供原料的重要“血脉”。对流段的主要功烯装置%以上的能量是否得到了合理应用,从而
能是首先满足裂解工艺的要求,并同时合理回收高直接决定了乙烯装置总的能耗水平。
温烟气的余热。即:气化原料油,并和稀释蒸汽混合对流段的设计涉及到很多问题,包括原料油的预
过热至辐射段的横跨温度,即石油烃的起始裂解温热气化即二相流的判别、管内流体的阻力降、烟道气
度;多余的热量用于预热锅炉给水、预热稀释蒸汽、的阻力降、各段管排的热量平衡及分配、管排内外的
过热超高压蒸汽等。传热问题等剖。每一个问题的解决都是复杂的计算
对流段预热原料油和稀释蒸汽到达辐射段的横过程,需要大量的工程数据和经验公式,不是现有商
跨温度,如横跨温度过高,烃类物质会在对流段内发业软件的计算功能所能解决的。因此,对流段的模拟
生裂解反应,致使炉管内结焦;如横跨温度过低,会计算大多为专利商所持有,如,,
增加辐射段负荷,不利于反应的短停留时间。现等公司。目前,我国报道的对流段模拟计算软件仅中
代裂解炉辐射段约吸收%左右的燃烧热,其余热国石化工程建设工程公司和中国石化集团上海工
量将以高温烟气方式进入对流段,则对流段回收的程有限公司前身为上海医药工业设计院拥有。
作者简介:周莹一,女,工程师,从事石油化工工艺设计,—:..。
· · 化学工程年第卷第期
裂解炉对流段计算模型的确立管内物料侧和管外烟气侧的阻力降。
裂解炉对流段计算模型的公式基于中国石化集团⑤计算烟气收缩进入烟囱、烟气经过烟囱档板、
上海工程有限公司的专有技术《乙烯裂解炉对流段烟烟气在烟道中的摩擦等局部阻力降,得到烟气的总
道气阻力降计算》和《乙烯裂解炉对流段传热计算》。阻力降,提供裂解炉引风机的工艺数据。
裂解炉对流段计算模型的结构包括个主程序和优化设计功能
个子程序,子程序分别为烟道气计算、对流段热平衡①调整管排的布置位置,与不同能位的烟气换
计算、对流段传热计算、对流段阻力降计算。由于裂解热,确定最佳的