[实用新型]一种裂解炉标定的取样装置

说明书

技术领域

一种裂解炉标定的取样装置，涉及石油烃类蒸汽裂解产物标定领域，具体为一种烃类裂解制乙烯工业裂解炉裂解产物在线分离与处理的取样成套装置。

背景技术

乙烯裂解装置是大型石化企业的龙头装置，全球大部分乙烯生产采用管式炉裂解工艺，不同烃类原料与稀释蒸汽在裂解炉辐射段盘管内经历高温、短停留、低烃分压条件进行裂解反应。烃类蒸汽热裂解过程与裂解产物非常复杂，包含H₂、CO、C0₂、C₁-C₅烃类等气相组分，以及裂解汽油、柴油和燃料油等液相组分，还有大量工艺冷凝水与少量焦粉等。乙烯生产装置一般由多台裂解炉组成，通常某时段的三烯收率，是包括了多台裂解炉产物汇集后经过深冷分离，进行物料衡算获取的平均结果。这种结果在一定程度上反映了整个乙烯生产装置宏观的平均状况，但不能够反映每一台裂解炉的真实状况。

不同烃类裂解原料对应有适宜的裂解工艺条件。要实现经济效益最大化，就需要对各型裂解炉在不同原料与裂解条件下的裂解产物分布经常进行标定分析，以便及时调整优化每一台裂解炉工艺运行参数。采用适合的标定取样成套装置，可安全、快速、准确地完成裂解炉产物的取样工作，为分析裂解产物分布和提供适宜的裂解工艺条件奠定基础。

工业裂解炉标定工作场所在数十米高的裂解炉顶部，取样环境比较恶劣，工作台面为栅格支撑板，空间小，气温高，还要面临风吹雨淋考验，因此裂解产物取样装置不但要考虑取样作业的实用性，还要考虑标定不同炉型时移动取样器的方便性与安装灵活性，另外其安全性能也不容忽视。

虽然一些大型乙烯装置配置了裂解气在线色谱分析取样装置，但只能分析其中的部分轻组分，以丙烯/乙烯的质量比考察裂解深度，不涉及液相产物组成分析；而且这些装置存在易堵塞、气液分离不完全、运行不稳定等问题。高温裂解产物在取样过程中随着物料温度的降低，气液相共存且不稳定，如果分离不彻底、轻组分流失、液相损失以及气体计量不准都会造成裂解组分测量准确度下降，影响标定结果。正因为裂解产物采样及分析难度大，很难反映真实的裂解产物分布情况，多数乙烯厂未进行裂解产物全分析。

针对乙烯装置裂解气在线色谱分析系统存在的问题与不足，现有专利提出了许多方法加以改进，如实用新型专利CN201173877Y公开了一种乙烯裂解气在线分析取样设备，CN2519911Y等公开了一种乙烯裂解炉裂解气自动取样装置，这些专利都使用涡旋制冷系统，只针对裂解产物中气相组分，即获取少量的裂解气供色谱分析，不收集焦油和工艺水部分，且气体不能计量；发明专利CN1456895A公开了一种乙烯管式裂解炉在线取样的装置和方法，其特征在于取样装置包括水冷器、废油罐、冰冷罐、水吸收罐和湿式流量计，重点在于分析方法及数据处理方法；此装置中使用锥形瓶、烧瓶等玻璃制品，强度低，气密性差，气液分离效果不好，安装不方便；CN201622190U公开了一种工业裂解炉裂解气在线取样装置，包括两个独立的密闭式壳体，多级螺旋急冷器，旋风分离与液相收集部件，多级深冷分离与分离部件，采样与测量部件等，具有体积小，安全性能高等特点，但装置中未设置气体增湿部件，结构较复杂，使用针型阀取样易堵塞。

针对裂解产物的采样及全分析的文献有，李风等的《裂解炉标定时裂解气的采样与分析》(齐鲁石油化工，2000，28(1)，71～73)介绍了一种裂解气采样装置，包括湿式流量计、蛇形冷凝瓶、分离瓶、空冷分离瓶等。该装置构件基本都是易碎玻璃制品，气液分离效果不佳，且在湿式流量计后采取气样会带入水汽。张彦君的《裂解气全分析方法研究》(乙烯工业，2003，15(3)，20～22)介绍了一种裂解气采样装置，水冷物料流经分离罐和冰冷分离器，进入缓冲罐和增湿罐，再经湿式流量计计量后取气样，最后进入分离瓶和稳压瓶，该装置采样系统较为复杂。于锦媛的《裂解气全分析》(石化技术与应用，2001，19(5)，333-335)介绍了一种裂解气取样装置，包括水冷却器、液体采样钢瓶、气体采样钢瓶，转子流量计和干式气体计量仪，该装置未经冰冷分离器深冷，易造成苯及甲苯损失，气体计量存在误差。

裂解产物是高温、高含水、含油的混合气体，对其降温且进行气液相有效分离并对其进行准确计量是取样装置的主要功能。现有的专门用于裂解炉气组份全分析取样装置，产品有成都倍诚分析技术开发公司研发的AS-3A型样品处理系统，由两个大小为1150×500×300(H×W×D)mm的仪表柜组合而成，体积庞大结构较为复杂，不利于裂解炉高空旋梯搬运。

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