Etilen Parçalama Fırını: Tasarım, Boru Malzemeleri ve Çalıştırma Konuları

Bir üretim çalışmasının ortasında bir etilen parçalama fırınının radyant bobininde sıcak bir noktanın belirdiği anı hayal edin. Boru metal sıcaklıkları önceki döngüye göre daha hızlı yükselmeye başlıyor ve bakım ekibi kod çözme işleminin plansız bir şekilde kapatılması için rezervasyon yaptırıyor. Yılda bir milyon ton üretim yapan bir etilen tesisinde, kaybedilen her üretim günü, üç aylık faaliyet marjının önemli bir kısmını silebilir. Bu yüzden etilen kırma fırını Tüm etilen kompleksinin temel dönüşüm ünitesi olan , günlük operasyonda olduğu kadar satın alma sırasında da dikkati hak ediyor.

Piroliz fırını veya buhar parçalayıcı olarak da adlandırılan bir etilen parçalama fırını, seyreltme buharının varlığında nafta, etan, propan ve bütan gibi hidrokarbon besleme stoklarını etilen, propilen, bütadien ve piroliz benzinine termal olarak ayırır. Her ne kadar fırın olarak adlandırılsa da asıl reaksiyon, bobin çıkış sıcaklıklarının 820 ila 870 °C'ye ulaştığı ve boru metal sıcaklıklarının sıklıkla 1000 °C'yi aştığı radyant bobinin içinde gerçekleşir. Bu koşullar hem değerli olefinlerin verimini hem de kod çözme durakları arasındaki süreyi belirler, dolayısıyla fırında yapılan tasarım seçimleri tesisin karlılığı üzerinde doğrudan etkiye sahiptir.

EPC yüklenicileri ve tesis sahipleri için pratik satın alma sorusu yalnızca fırının beslemeyi ısıtıp ısıtamayacağı değildir. Soru, seçilen tasarımın metalürjisini koruyup koruyamayacağı, koklaşmaya karşı direnç gösterip gösteremeyeceği, sabit ısı akışını koruyup koruyamayacağı ve birçok çalışma döngüsü boyunca garantili hizmet ömrünü destekleyip destekleyemeyeceğidir. Tam bir etilen kırma fırını supply package bobin geometrisini, brülör seçimini, konveksiyon bölümü yüzey alanını ve söndürme sistemi tasarımını proje programı dahilinde tasarlanabilecek, kurulabilecek ve devreye alınabilecek tek bir tutarlı çözümde entegre etmelidir.

Çin Etilen Kırma Fırını Üreticisi, Özel Fabrika Tuopu Industry, bir Çin etilen kırma fırını üreticisi ve özel fabrikasıdır; etilen kırma fırını için tam ölçekli EPC sunuyoruz. Ürünü Görüntüle →

Sürecin Temelleri: Verimin Nereden Geldiği

Radyant bobin içindeki çatlama reaksiyonu serbest radikal zincir mekanizmasını takip eder. Etilen seçiciliği, kalma süresi kısa olduğunda, hidrokarbon kısmi basıncı düşük olduğunda ve sıcaklık profili maksimuma yalnızca bobin çıkışı yakınında yaklaştığında artar. Modern fırınlar, bobin konfigürasyonuna bağlı olarak 0,1 ila 0,5 saniyelik kalış süreleriyle çalışır ve koklaşmayı önlemek ve boru metali sıcaklık artışını sınırlamak için ağırlıkça yaklaşık 0,3 ila 0,8 buhar-hidrokarbon oranlarını kullanır.

Radyant bölüm, konveksiyon bölümü ve söndürme sistemi

Radyant bölüm çatlamanın gerçekte meydana geldiği yerdir. Besleme ilk önce konveksiyon bölümüne girer, burada önceden ısıtılır ve sıcak baca gazı ile buharlaştırılır; seyreltme buharı da burada aşırı ısıtılır. Radyant bobini 820 ila 870 °C'de bıraktıktan sonra, ikincil reaksiyonları durdurmak ve tipik olarak kırık gaz kompresörü türbinini çalıştıran yüksek basınçlı buharı geri kazanmak için parçalanmış gaz bir transfer hattı eşanjöründe (TLE) hızlı bir şekilde söndürülür. Bu nedenle fırın, basit ateşlemeli bir ısıtıcıdan ziyade entegre bir enerji sistemi olarak çalışır; bu nedenle termal verimlilik ve ısı geri kazanımı, proses verimiyle aynı anda değerlendirilmelidir.

Yaygın Fırın Tipleri ve Bobin Konfigürasyonları

Endüstriyel parçalama fırınları, her biri belirli bir hammadde aralığı ve kırma şiddeti için optimize edilmiş, iyi bilinen birkaç bobin konfigürasyonu ailesine dönüşmüştür. Aşağıdaki tablo temel farklılıkları özetlemektedir.

Pratik fark verimle sınırlı değildir. Daha kısa kalma süreli konfigürasyonlar genellikle daha yüksek çıkış sıcaklıklarını tolere etmek için gelişmiş boru alaşımları gerektirir; bu da ilk ekipman maliyetini artırır ancak kok yerleşimini azaltabilir ve çalışma uzunluğunu uzatabilir. Optimum seçim, tesisin hammadde listesine, aşağı yöndeki geri kazanım bölümünün kısıtlamalarına ve operatörün akıştaki kullanılabilirliğe verdiği değere bağlıdır.

Radyant Bobin Malzemeleri ve Arıza Mekanizmaları

Radyant bobin fırındaki güvenlik açısından en kritik bileşendir. Çoğu bobin, östenitik ısıya dayanıklı paslanmaz çeliklerden santrifüj döküm yoluyla üretilir. Klasik kalite olan HK-40 (25Cr-20Ni), modern yüksek dayanımlı fırınlarda büyük ölçüde HP-40 (25Cr-35Ni) ve daha yüksek akma kopma mukavemeti ve karbürizasyona karşı daha iyi direnç sunan niyobyumla stabilize edilmiş HP-40 modifikasyonları ile değiştirilmiştir. 1000 °C'de gösterge niteliğindeki 100.000 saatlik sürünme kopma mukavemeti, niyobyumla değiştirilmiş HP-40 kaliteleri için 25 ila 35 MPa ile karşılaştırıldığında, HK-40 için kabaca 15 ila 20 MPa'dır. Bu metalürjik marj, neredeyse tüm yeni kırma fırınlarının yüksek alaşımlı malzemeyi seçmesinin nedenidir.

Karbürizasyon, baskın uzun vadeli bozunma mekanizması olmayı sürdürüyor. Proses gazından gelen karbon boru duvarına yayılır, krom karbürleri çökeltir ve metali daha kırılgan hale getirir. Sürünme hasarı, termal yorgunluk ve oksidasyon daha sonra bobinin değiştirilmesini zorlayan çatlakları başlatır. Bu nedenlerden dolayı operatörler ve EPC alıcıları, alaşım kimyasını, döküm kalitesini ve kaynak prosedürlerini belgelenmiş izlenebilirlikle kontrol eden bir radyant bobin tedarikçisine ihtiyaç duyar. Özel özelliklere sahip tedarikçiler çatlama tüpü ve radyant bobin ürünleri normalde bir projenin inceleme yetkisini karşılayan olumlu malzeme tanımlama kayıtları, boyut raporları ve kaynak onarım prosedürleri sağlayabilir.

Çin Radyant Bobin Üreticisi, Çatlama Borusu Fabrikası Tuopu Industry, doğrudan fabrikamızdan yüksek performanslı kırma tüpleri ve toplayıcılar tedarik eden bir Çin radyant bobin üreticisidir. Selam... Ürünü Görüntüle →

Isı Akısı, Koklaşma ve Çalışma Uzunluğu

Isı akışı hem seçicilik hem de bobin ömrü için kontrol değişkenidir. Ortalama radyan kesit ısı akışı, nafta parçalaması için tipik olarak 50 ila 80 kW/m² ile sınırlıdır, ancak brülörlerin yakınındaki ve bobin girişindeki yerel tepe noktaları, ortalamayı iki kat aşabilir. Aşağıdaki tablo tipik bir döngüyü göstermektedir: kok iç boru duvarında biriktiğinde etkili termal direnç artar, böylece boru metal sıcaklığı aynı proses çıkış sıcaklığını korumak için yukarı doğru kayar.

Boru metal sıcaklığı, seçilen alaşım için izin verilen maksimum değere yaklaştığında fırın, buhar-hava karışımı ile kokudan arındırılır ve tekrar hizmete alınır. Daha uzun çalışmalar, daha fazla sürünmeye dirençli alaşım, yerel ısı akışını dengelemek için daha sıkı yakıt-hava oranı kontrolü veya daha düşük işlem şiddeti gerektirir. Son brülör tasarımı iyileştirmeleri ve bobin yüzey işlemleri aynı zamanda kok yapışmasını geciktirebilir ve akış süresini uzatabilir.

Isıl Verimlilik ve Enerji Geri Kazanımı

Etilen parçalama fırını, petrokimya kompleksindeki en büyük enerji tüketicilerinden biridir. Modern fırınlar, konveksiyon bölümü besleme-atık ısı geri kazanımı, yanma havası ön ısıtması ve doğru boyutta bir TLE içerdiğinde, daha düşük bir ısıtma değeri (LHV) bazında yüzde 92 ila 94 genel termal verimliliğe ulaşır. Aşağıdaki halka grafiği yakıt ısı dağılımının gösterge niteliğindeki bir dökümünü vermektedir.

Modern bir etilen parçalama fırınının gösterge niteliğindeki yakıt ısı dağılımı, LHV bazında.

Önlenebilir baca gazı kaybının her yüzde puanı, fırının yirmi yıllık ömrü boyunca ölçülebilir bir işletme maliyetine dönüşür. En uygun maliyetli iyileştirme genellikle daha derin bir iyileştirmedir. konveksiyon bölümü modülü Baca gazından daha fazla duyulur ısı elde etmek için kanatlı veya çivili borularla. Geri kazanılan atık ısının sağladığı yanma havası ön ısıtması ile birleştirildiğinde bu, baca gazı çıkış sıcaklığını yaklaşık 100 ila 120 °C'ye düşürebilir ve kaldırma fırını verimliliğini yüzde 95'e yaklaştırabilir.

Çin Konveksiyon Bölüm Modülü Üretici, Fabrika Tuopu Industry, ağır hizmet tipi modüler fırın konveksiyon bölümleri sunan bir Çin konveksiyon bölümü modülü üreticisi ve fabrikasıdır. Ürünü Görüntüle →

Fırın Tedarikçisi Seçerken Neleri Doğrulamanız Gerekir?

Kırma fırını proses performansını, metalurjiyi ve büyük ölçekli saha montajını birbirine bağladığından, satın alma kararı hiçbir zaman yalnızca teklif edilen fiyata dayanmamalıdır. Bir sipariş vermeden önce üç pratik alanı doğrulayın.

• Proje yürütme yeteneği. Tedarikçi, yalnızca mağaza imalatının yanı sıra mühendislik, satın alma ve inşaat yönetimi de dahil olmak üzere EPC teslimatının geçmiş performansını göstermelidir. Fırın tipi, hammadde ve devreye alma yılını içeren bir referans listesi isteyin.
• Şirket içi üretim genişliği. Kendi radyant bobinlerini döken, konveksiyon modülleri üreten ve radyant kutusunu kontrollü bir atölyede monte eden bir tedarikçi, farklı atölyelerden bileşenler sunan bir tedarikçiye göre, sahibine program ve kalite üzerinde daha iyi kontrol sağlar.
• Kalite sistemi ve belgelendirme. İmalat atölyesi ISO bazlı bir kalite sistemi altında çalışmalı ve kaynakçılar ve muayene personeli projede belirtilen kodlarla ilgili sertifikalara sahip olmalıdır. Çin'deki projeler için Sinopec, CNPC veya CNOOC'a birinci sınıf tedarikçi olarak nitelendirilmek güçlü bir tarama sinyalidir.

Tuopu Industry (Jiangsu) Co., Ltd. bu özellikleri birleştiren bir tedarikçidir. Fırın işi 1998 yılına dayanmaktadır ve üretim üssünde 150 ton kaldırma kapasiteli 40.000 m²'lik bir ağır ekipman merkezi, robotik kaynak hatları ve büyük boy ısıtıcı modülleri için özel bir ro-ro iskelesi bulunmaktadır. Şirket, Sinopec, CNPC ve CNOOC'un listelenmiş birinci sınıf tedarikçisidir ve EPC esasına göre etilen kırma fırınları teslim etmektedir. Kısa bir liste oluşturuyorsanız pratik ilk adım, şirketin iletişim sayfası İlgili proje referanslarını talep etmek. Ayrıca teknik bir makale de okuyabilirsiniz. petrokimya tesislerinde ateşlemeli ısıtıcı seçimi ve mühendislik uygulamaları ile ilgili makale Gerçek projelerde ısıtıcı tipinin, görev değerinin ve yerleşim planı seçimlerinin nasıl yapıldığını açıklayan bilgiler.

Sıkça Sorulan Sorular

Etilen parçalama fırını ile buhar reformer arasındaki fark nedir?

Etilen parçalama fırını, hidrokarbonları katalizör olmadan termal olarak parçalıyor ve olefin verimini maksimuma çıkarmak için kısa bir kalma süresi kullanıyor. Hidrojen veya sentez gazı üretimi için kullanılan bir buhar dönüştürücü, alaşımlı tüplerin içindeki nikel katalizörüne dayanır ve daha düşük çıkış sıcaklıklarında ve daha yüksek iç basınçlarda çalışır.

Etilen parçalama fırını neden seyreltme buharına ihtiyaç duyar?

Seyreltme buharı, hidrokarbon kısmi basıncını düşürür, bu da çatlama dengesini olefinlere doğru kaydırır ve tüp duvarında kok birikme oranını azaltır. Buhar aynı zamanda boru metalinin sıcaklık artışını da azaltır ve parçalanmış gazın bobin boyunca taşınmasına yardımcı olur.

Bir etilen parçalama fırınının koku giderme işlemi ne sıklıkla yapılmalıdır?

Tipik çalışma uzunlukları, bobin tasarımına, ısı akışına, çatlama şiddetine ve hammadde kalitesine bağlı olarak nafta besleme stoğu için 30 ila 80 gün arasında ve etan için daha uzun arasında değişir. Boru metal sıcaklığı tasarım sınırına ulaştığında veya fırın artık çıkış sıcaklığını tutamadığında çalışma sona erer.

Bir kırma fırını birden fazla hammaddeyi işleyebilir mi?

Birçok modern fırın, etan, LPG ve nafta arasında esneklik sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Bununla birlikte, serpantin geometrisi ve beklenen çalışma uzunluğu ham maddeye göre farklılık gösterdiğinden, daha ağır bir beslemeye geçiş genellikle çalışma uzunluğunu kısaltır ve buhar oranının ve serpantin çıkış sıcaklığının ayarlanmasını gerektirir.