裂解炉结焦的根本原因终于弄清楚了

近年来很多石油炼化企业都经常遇到裂解炉结结焦的问题，而且结焦次数逐渐增多，频繁的清焦不仅造成了设备损耗的增加，影响生产的高效运行，还使生产控制中不稳定因素增加，因此分析裂解炉的结焦因素，从而采取更优的控制方案则是未来炼化企业未来的工作重点。

  以烯烃裂解炉为例，在生成乙烯、丙烯、丁二烯的同时，还会在炉管壁产生积碳结焦，结焦过程一般发生在对流段、辐射段和废热锅炉工艺侧。随着结焦过程的加剧，管内流动和传热受阻，导致管内压降增大、辐射炉管表面温度和废热锅炉出口温度升高，迫使裂解炉进行周期性停炉清焦。影响裂解炉结焦的因素是多方面的，其中大体上分为原料性质因素、裂解温度因素、裂解反应停留时间等。

烃类裂解过程中结焦主要由原料中的芳烃化合物以及裂解气二次反应物形成。原料中芳烃与烯烃含量愈多,结焦速率也就愈快。此时只需对原料进行优化，调整裂解原料的组成，降低裂解原料芳香烃含量，提高乙烯产率，就能够避免因原料原因导致的结焦问题。

  烃类裂解过程的反应主要是断链和脱氢反应，均为强吸热反应，必须在高温下对系统提供足够的热量，从化学平衡的角度考虑，提高反应温度，吸热反应的平衡常数增大，能使化学反应平衡转化率增高；从反应动力学的角度分析，提高裂解温度能增加一次反应目标产物对二次反应的相对速度加快；但在实际生产过程中，由于裂解炉吸热不均匀，会导致局部炉管温度过高或偏低，管内热量不均匀，温度过高的部位裂解深度增加，结焦量增加；而温度偏低的部位，到不到裂解反应温度，也会导致芳香烃类重组份原料沉积在裂解管内壁形成结焦。

  因此，若要避免裂解炉内结焦，还是要从均衡炉内温度着手，可以在裂解炉炉膛与炉管外壁涂刷一层高发射高吸收的一种涂料，用以增加炉膛内的热辐射与炉管的热吸收。涂料可以选用ZS-1061耐高温远红外辐射涂料，涂料采用过渡族元素氧化物以及氧化锆、二氧化锰、三氧化铁、硅酸盐耐火材料等，经高温掺杂形成固溶体，既增加了材料电子的能级，提高热能红外辐射系数，又保持了相应的耐热性、高强度、耐腐蚀性、耐磨性等优异性能，提高涂层的整体强度和致密性。由于涂料吸收率高，裂解炉加热时，短时间内炉管便可以达到反应温度，炉膛内壁涂刷涂料之后，炉膛内壁热辐射增加，均衡了炉膛内的温度，也使裂解反应时间缩短，从而避免结焦。

通过采取优化原料、增加炉内红外辐射涂料涂刷、规范操作等一系列工艺优化，裂解炉结焦问题已基本解决，从而延长了裂解炉的运行周期，使得产品单位能耗降低，降低了企业的生产运行成本，增加了企业经济效益。