裂解炉控制系统设计+文献综述(3)
原料变化必将引起工艺设计参数改变，因此在设计中必须考虑对对流段、辐射段、急冷锅炉、油急冷器、急冷油粘度带来的影响，并采取相应措施解决。因此原料的种类越多，裂解炉系统及分离系统的设计就越复杂，副产品的数量就差别愈大，不能保证每一种原料都能在最佳的工艺条件下操作，因此单位乙烯所需的能量和投资也较多。然而，原料灵活性不但可以减轻市场原料供应的冲击，而且增加了选择价格相对便宜原料的余地，从而用降低原料费用创造的利润来抵消投资费用的增加，缩短投资回收期。基于上述原因，各乙烯承包商均开发并掌握了原料灵活性裂解炉设计技术，但工厂最终选择原料种类前，必须深入调查后慎重确定。
2.1.4抑制炉管结焦技术的发展
烃类裂解制乙烯炉管内不可避免地会发生生焦反应，因此需定期清焦，影响生产和经济效益。为此，从80年代开始，开发了许多的结焦抑制技术，以提高裂解炉的运转周期和生产能力。结焦抑制技术主要包括三项。
1、 裂解原料预处理和改质。即采用降低原料中结焦先兆物的含量来达到减少结焦反应的目的。
2、 研制新的合金炉管材料。如采用渗铝的合金炉管来减少结焦。
3、 在裂解原料或稀释蒸汽中添加结焦抑制剂。结焦抑制剂的作用:① 与炉管内表面进行反应使表面钝化，抑制非均相反应结焦。② 改变自由基反应历程, 抑制均相结焦。③ 催化水蒸汽与焦层的气化反应，降低管壁表观结焦量。④ 改变焦的物理性质及形态，使之松散，易于清除。抑制炉管结焦工作已进行多年，但由于影响炉管结焦的因素较复杂，对此项工作的前景尚有分歧，因此尚未达到工业应用。
2.2节能技术方面的进展
2.2.1裂解炉热效率提高
60年代以前的裂解炉烟气采用自然抽风排放，空气过剩系数大，对流段回收管减少，炉子生产能力小，散热损失大，裂解热效率在85%以下。能源紧张和燃料价格上涨，炉子规模扩大等因素促进了各乙烯承建商改进技术，努力提高炉子热效率、减少燃料单耗来降低生产成本，提高市场竞争力，因此裂解炉的热效率逐渐提高。当今裂解炉设计热效率平均在93%以上，最高可达96%。裂解炉热效率提高主要基于以下几方面的技术改进。
1、采用引风机排烟来强化对流段的热回收。从70年代开始，裂解炉均采用引风排烟，使对流段管排紧凑，布管增多，既强化了对流段传热，又可有效地控制炉膛的负压，减少漏风所造成的热损失。
2、合理安排对流段热回收管排，降低排烟温度。现代裂解炉在对流段按照温度等级科学性排布空气预热段、原料预热段、锅炉给水预热段、稀释蒸汽过热段、超高压蒸汽过热段、原料过热段等，使排烟温度降至80～100℃，烟气排放热损失降低。但值得注意的是降低排烟温度必然会增加投资，同时如果燃料含硫量较高则排烟温度不宜过低，否则会发生低温部分炉管烟气中酸气露点腐蚀，因此要慎重考虑确定。
3、采用预热过的空气作为助燃空气。
4、改进炉体结构和采用低导热性能的保温材料。由于改进炉体结构和采用低导热性能的保温材料，减少裂解炉表面的散热损失，现代裂解炉的散热损失已降至1.5%左右。
2.2.2控制技术的改进
裂解炉系统早期采用的单参数或双参数的调节方法早已不能适用技术的进步，与其它工业装置一样，最近十多年来多数乙烯装置采用了先进的DCS 控制系统，使装置在数据数字化的基础上，形成了高度的控制系统，并可与计算机连接，从而扩大有关操作管理、生产管理方面的功能。计算机的运用对装置的生产过程可以实现超前控制、最佳控制等，不仅降低成本，而且节能，采用最佳化控制后乙烯装置的效率可提高2%～4%，其中裂解系统的控制的改进占有很大比例。