管式反应器的可控因素

工业生产中，使用管式反应器的生产装置并不是很多，但烃类热裂解反应则是一个典型的管式反应器操作，裂解操作过程中，主要是裂解温度的控制。

1、点火升温

首先打开点火燃料气各阀门，将燃料气引至点火烧嘴（长明灯），点燃底部长明灯点火烧嘴。将底部燃料气引至火嘴前，稍开底部燃料气控制阀，压力控制在50kPa以下，点燃底部火嘴。

裂解炉的点火总体顺序是先点燃长明线烧嘴，再点燃底部烧嘴，最后点燃侧壁烧嘴。为 了保证炉内四路裂解炉管的出口温度尽量接近，各组炉管受热均勻，裂解炉的点火操作要求 对称进行，具体操作按操作规程中的点火顺序图进行。

升温操作与点火操作要互相配合，同时，还要兼顾其他操作。当炉膛温度达到200℃时，要向炉管内通人稀释蒸汽，控制四路炉管稀释蒸汽流量均匀，防止偏流对炉管造成损坏。 当烟道气的温度超过220℃，引适量的稀释蒸汽进入石脑油进料管线，防止炉管损坏，并稍开消声器阀，使汽包产生的蒸汽由消声器放空。当产生的过热蒸汽温度达到450℃时，应通过控制阀注入少量无憐水，将蒸汽温度控制在520℃左右。

图（1）管式反应器用于煤化工，管口需要采用KN17反应器防腐涂料

在整个点火升温过程中，一定要注意控制汽包液位不要超过60%、裂解炉的炉膛负压维持在-30MPa、烟道气的氧含量要小于4%。

裂解炉的升温操作一定要按照升温速度曲线升温，不同的炉型，升温速度曲线也不同。

在升温过程中要根据炉膛温度的变化，不断调整增加稀释蒸汽量，才能保证裂解炉管的稳定性。

在炉膛温度稳定在760℃后，打开石脑油进料阀，给裂解炉管通人石脑油原料，同时关闭石脑油进料管线中的稀释蒸汽，并且增加燃料气压力，迅速升温至操作温度。

2、反应温度控制

裂解反应温度控制在830℃左右，一般是以炉出口温度为准。由于裂解炉内一般均设有 几组炉管，每组炉管内的反应状况各不相同，导致各组炉管的出口温度也不尽相同，因此， 裂解炉温度的控制方案也不同，但不论采用何种控制方案，炉管的温度都是通过燃烧器的燃 阀调节阀来控制的。在改变燃烧器的燃料调节阀时，要注意控制炉膛的负压、烟道气中的氧气含量，保证燃料的充分燃烧和炉子的热效率。同时还要注意炉管的结焦问题，根据结焦情 判断温度的变化，随时调节燃料量。

3、流量控制

裂解炉的流量控制主要有两个：裂解原料流量和稀释水蒸气流量。其中稀释水蒸气的主 要作用是降低裂解原料烃在热裂解反应中的分压，提高一次反应的速率，降低二次反应的发生，提高产品乙烯的收率。由于在高温炉管中，原料已完全汽化。因此，要控制裂解原料烃的分压不变，必须控制原料与稀释水蒸气的分子比不变。

4、能量回收

管式反应器一般适用于高温、高压反应。裂解反应不仅是在高温下反应，而且还是一高温下的强吸热反应。反应过程中，通过燃料的燃烧提供了大量的热量，燃料的燃烧产生的高温烟道气的热量必须回收。裂解装置中主要是通过下列方式回收烟道气的热量： 首先通过预热空气，使空气和燃料混合均勻，控制一定的空气过剩系数，减少炉膛散热损失来提高裂解炉的热效率；其次是采用在裂解炉内的对流段设置几组预热盘管来降低烟道气离开炉膛的温度，以充分利用烟道气的热量。

图（2）超大型反应器内壁防腐蚀

5、突发事故的处理

为保护反应炉管，要能够对反应过程中突发事故进行处理。通常所遇到的主要事故有冷却水中断、锅炉给水故障、脱盐水中断、石脑油中断等。此时，处理的方法基本相同。首先关烃进料隔离阀，所有燃料（长明线除外）全部关闭，将稀释蒸汽流量设定到正常值，炉底 和侧壁烧嘴全部关闭。调节引风机挡板将炉膛负压控制在工艺范围之内。打开进料蒸汽跨线阀，用蒸汽吹扫隔离阀下游的烃进料管线。打开清焦管线阀，同时关裂解气总管阀，当炉膛 温度低于400℃时将急冷锅炉的蒸汽包排放至常压。高压蒸汽改由消声器放空， 同时注意汽包液位。当炉管出口温度低200℃时，中断稀释蒸汽，关燃料气截止阀，稀释蒸汽截止阀，关汽包消声器阀。