乙烯裂解炉炉管渗碳损伤分析.docx

乙烯裂解炉炉管渗碳损伤分析
引言
乙烯裂解是石油化工行业中的一个重要环节，乙烯在农药、塑料、橡胶、纺织、合成纤维等工业中均有广泛应用。乙烯裂解炉炉管是乙烯裂解的关键设备之一，由于高温、高压的工作条件，炉管渗碳问题是影响乙烯裂解炉运行的主要因素。本文将从炉管渗碳的原因、损伤形式、预防措施等方面，对乙烯裂解炉炉管渗碳损伤进行分析。
一、炉管渗碳的原因
炉管渗碳的原因主要有以下几方面：
1、炉内反应产物的混合作用。乙烯裂解过程中，炉内反应产物主要为乙烯、丙烯，以及一些不饱和烃和碳氢化合物。由于气流动态变化，炉内反应产物不断流动和混合，使得难燃物质的存在增加，致使炉管表面温度升高，进而导致渗碳现象。
2、炉管表面形貌不良。炉管表面的形貌不良，如细小粗糙，或表面存在不规则凸起等情况，会使炉内反应产物附着在炉管表面，而且附着产物之间也会形成一个小空气隙间，这些都会促使炉管表面渗碳。
3、炉管材质的差异。炉管的材质不同，对其渗碳的影响也是不同的。一些较差材质的炉管，如合金钢、高华钢，渗碳现象往往更加严重。
二、炉管渗碳的损伤形式
炉管渗碳导致的损伤形式主要有以下几种情况：
1、热裂纹。由于炉管表面温度过高，而炉管材质的屈服强度已经超过其应力，所以会出现热裂纹的损伤形式。热裂纹一旦出现，由于炉管表面开裂，渗碳现象会更加严重。
2、孔洞裂纹。由于炉内反应产物在炉管表面不断附着，其间存在隙间，而隙间内氧气不足，所以一些有机物质会在炉管表面缺氧情况下氧化，使得炉管表面形成一些孔洞，而孔洞会引起炉管的内部腐蚀，致使炉管表面出现裂纹。
3、表面炭化。炉内产生的碳化物，由于反应激烈而极度稳定，会在炉管表面形成一层不易清除的炭化物质，使得炉管表面的炭化现象更加严重。
三、预防措施
乙烯裂解炉炉管碳损伤的预防，主要从以下几个方面入手：
1、选择合适的炉管材料。根据实际情况，对于需求反应热稳定性更好、材质能力相对较高、硬度、抗腐蚀以及抗热性等较好的好材质，我们可以从多方面进行改良，并满足不同的需要。
2、对炉管表面进行优化处理。过程中，对炉管表面进行优化处理，切实解决表面不平滑问题。
3、加强炉内反应产物的催化反应。通过加强炉内反应产物的催化反应，使得其中产生的难燃物质，能够得到充分燃烧，进而降低炉管表面温度，降低渗碳现象的发生。
4、加强炉内气流力学性对炉管表面的控制。可以加强进出口的密闭性，控制炉内气流的动态流动情况，使得炉内反应产物“从容”流动，不会形成区域性聚集，从而实现对炉管表面的控制。
结论
乙烯裂解炉炉管渗碳损伤对工业生产造成了严重的影响，这往往表现为炉管表面的热裂、孔洞裂纹和表面炭化等损伤形式。为此，我们需要在炉管材料选择、炉管表面优化处理、炉内反应产物的催化反应和炉内气流力学性控制等方面进行加强与改进，以达到乙烯裂解炉炉管渗碳损伤的预防。