THERMa-PUR® 4122在乙烯装置中的应用

发布日期:2020年11月13日   作者:李玲

2019年底,浙江石化一期140万吨/年的乙烯装置成功投产,作为目前国内双烯产能(210万吨乙烯+丙烯)最大的乙烯装置,其开车成功标志着我国对世界级超大规模的乙烯装置的建设能力再上一个台阶。

Garlock是该乙烯装置高温垫片的独家供应商,THERMa-PUR®4122高温系列垫片在极限高温下的高效密封性能和使用上的便捷,为装置的如期开车和平稳运行提供了最有力的保障。

THERMa-PUR®4122在浙江石化一期乙烯装置超高温油气、含水蒸汽的介质环境中,持续提供优异的密封性能,二期乙烯项目继续延用了THERMa-PUR®4122系列高温垫片。

THERMa-PUR® 4122在乙烯装置中的应用

1 乙烯裂解工艺流程

乙烯是石油化工的重要基础原料,乙烯装置是石油化工生产有机原料的基础,是石油化工的龙头,它的规模、产量和技术,标志着一个国家的石油化学工业的发展水平。

乙烯装置以石油或天然气为原料,以生产高纯度乙烯和丙烯为主,同时副产多种石油化工原料。乙烯装置主要由裂解和分离两部分组成,其中裂解炉是裂解过程的核心。裂解以管式炉裂解制乙烯工艺最为成熟,由于裂解管布置方式和烧嘴安装位置及燃烧方式的不同,管式裂解炉有多种;分离部分根据分离形式可以分为顺序分离法、前端脱乙烷、前端脱丙烷和渐进分离流程,下图为顺序分离法流程。

THERMa-PUR® 4122在乙烯装置中的应用

▲ 乙烯装置典型流程图

裂解反应是一个强吸热反应,温度高达900℃,一般需要8-14台裂解炉来完成裂解反应。急冷热交换系统通过快速降温来防止有害的二次裂解反应,并副产高压蒸汽。

2 裂解炉是乙烯装置的核心

裂解炉是乙烯生产装置的核心设备,主要作用是在800-900℃的温度下, 通过0.2s-0.4s的停留时间,把天然气、炼厂气、原油及石脑油等各类原料加工成裂解气,裂解气再通过下游的后处理单元最终加工成乙烯、丙烯及各种副产品。

由于裂解反应的强吸热性,且需要高达近900℃的反应温度,所以裂解炉内部结构非常复杂,炉管内充满了易燃易爆的裂解气。裂解炉的密封点有炉管出口热电偶温度套管法兰和急冷交换弯管法兰,每台裂解炉共有密封点近百个,一套乙烯装置通常又有8-14台裂解炉。

由于这些部位温度高,且裂解炉需周期性烧焦,温度也周期性的发生变化,密封部位存在着温度剧烈循环。高温及温度循环使这些密封点部位的密封垫片回弹性下降,蠕变松弛,裂解气泄漏倾向性较大,极易发生着火事故,所以高温部位的泄漏也正是密封的最大难点。

THERMa-PUR® 4122在乙烯装置中的应用

▲ 现场图片来自网络

3 Garlock在乙烯裂解炉上的密封解决方案

Garlock THERMa-PUR®4122 ,是由微米级和亚微米级的硅酸镁基矿物质制成的,最高可含95%~99%的无机高温矿物材料,只含很少的胶粘剂,因此能确保其在近1000℃工况下的热稳定性和密封性。THERMa-PUR®4122 系列高温垫片应用主要集中在加热段的裂解炉、急冷热交换系统管线和过滤器接管垫片上。

应用案例:

  • 应用位置:炉管出口热电偶温度套管法兰和急冷交换弯管法兰
  • 设计温度:Max. 900℃
  • 介质:石脑油、乙烯、丙烯、丁烯、氢气、水蒸汽
  • 压力:常压
  • 尺寸:缠绕垫最大尺寸 42"
  • 材料:THERMa-PUR®4122金属缠绕垫(INCONEL600, INCONEL800, 347H等)

由THERMa-PUR®4122高温密封材料制成的缠绕垫片,具有很好的压缩、回弹性,很适合在这种温度波动频繁的高温、苛刻场合使用。

THERMa-PUR®4122系列高温密封垫片在以上装置中卓越的表现,更扩展了其在其它裂解炉型和其它裂解炉制造公司的应用。

THERMa-PUR®4122高温系列垫片卓越的性能,已经被广泛的应用在石油化工的高温工艺装置上,如乙烯裂解、苯乙烯、丙烷脱氢、连续重整、MTO、催化裂化、制氢裂解炉等,此外在热电厂、焚烧炉和光热发电的熔融盐工况中的使用也表现优异,已逐渐成为专利商、设计院和业主在高温密封领域应用的首选材料。

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