[发明专利]一种可视化裂解炉烧焦状态监测装置

说明书

本发明公开了一种可视化裂解炉烧焦状态监测装置，包括有安装在控制室的多组分气体检测装置、数据处理分析装置、终端显示装置和安装在裂解炉上的可视化监测装置，多组份气体检测装置采集裂解炉烧焦尾气，分析尾气浓度，输出尾气浓度至数据分析处理装置；可视化监测装置采集炉管红外辐射信号，分析炉管表面温度，输出炉管温度至数据分析处理装置；所述数据分析处理装置分析烧焦尾气浓度和炉管表面温度，判断烧焦进程，输出控制决策至烧焦控制装置执行烧焦控制，同时输出分析处理结果至终端显示装置。本发明利用可视化监测装置及烧焦尾气浓度检测装置跟踪烧焦过程、监视焦层反应进程，提高烧焦效果、延长装置使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种可视化裂解炉烧焦状态监测装置，属于石油化工领域，具体涉及到乙烯裂解技术。

背景技术

乙烯是重要的化工原料，乙烯工业水平反应一个国家的石油化工实力。在乙烯的炼化生产中，裂解炉管内除了产生乙烯裂解反应还伴随着各种二次裂解反应。二次裂解反应会在炉管内壁形成结焦，随着裂解深度加深结焦程度加重。裂解炉结焦会降低传热效率，管壁温度升高，易形成热点聚集，缩短炉管使用寿命。同时，结焦造成炉管内径变小，物料流动过程压降增加，降低乙烯收率。实际工作中，当管壁温度或者压降达到允许极限时，裂解炉就需要停产烧焦。

裂解炉烧焦时间的长短、烧焦效率直接影响乙烯的产率、燃料消耗、炉管寿命。目前，国内乙烯厂大部分都采用国外知名厂商的清焦软件包，进行在线烧焦。烧焦程序预设烧焦时间，一般是24小时。实际上，各乙烯厂所采用的裂解原料不一致，成分不稳定，呈现多样性，各炉管结焦的状况也不一样。如果采用同样的烧焦时间进行清焦，会造成某些结焦轻微的炉管过度烧焦，浪费生产时间，造成炉管损伤，缩短使用寿命，对于结焦比较顽固的炉管会造成烧焦时间不够，烧焦不彻底，再次投入生产会缩短了下个周期开始烧焦时间，影响乙烯生产。因此急需一种可以实时监测烧焦状态的装置来实现乙烯裂解炉的可视化、安全、高效、彻底烧焦。

专利CN1282730C公开了一种在线监控烧除焦碳过程的方法，该方法可以监测CO、CO₂气体浓度，虽然能够一定程度上监测烧焦尾气中这两种气体浓度变化，但是该方法存在以下问题：烧焦过程中无O₂含量监测，无法掌握碳与氧的化学反应速率以及烧焦尾气中CO和CO2的体积含量，即无法控制烧焦过程释放的热量，从而无法避免炉管出现局部过热现象，不能确保炉管的安全。其次，无法获得烧焦过程中整个炉管热点分布，无法实时跟踪焦层反应进程。

文章《乙烯裂解炉烧焦技术进展》介绍了各种烧焦办法，但是都是国外知名厂商的软件包，预设条件规定烧焦时间。这种方法存在炉管轻度结焦时发生过度烧焦，重度结焦时清焦又不彻底，易造成炉管损伤，装置运行时间缩短，影响生产效率。同时，这篇文章中介绍的烧焦尾气的监测方法是人工取样分析，一般半小时分析一次，信息反馈时间至少在2小时以上，无法实时监测烧焦尾气浓度变化情况，无法快速做出烧焦控制决策。

发明内容

为了弥补现有技术存在不足，本发明提供了一种可视化裂解炉烧焦状态实时监测装置。在裂解炉烧焦过程中，烧焦控制装置启动烧焦程序，可视化监测装置实时监测炉管温度分布和热点移动，跟踪烧焦反应进程；多组分气体分析装置实时测量烧焦尾气浓度；数据处理分析装置根据实时烧焦尾气浓度和炉管温度分布做出决策发送至烧焦控制装置，并执行烧焦控制；终端显示装置实时显示炉管热点移动以及烧焦尾气浓度变化，便于人工干预，从而保证烧焦过程平稳、安全、高效、彻底。

本发明采用的技术方案是：