乙烯裂解爐綜合數(shù)值模擬.pdf

1、乙烯裂解過程是乙烯工業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一，裂解爐是乙烯裝置的核心設(shè)備。目前世界上僅有少數(shù)公司掌握生產(chǎn)乙烯的成套技術(shù)，國內(nèi)對引進(jìn)、吸收此項技術(shù)十分重視。但國內(nèi)對裂解爐爐內(nèi)的流體流動、燃燒、裂解反應(yīng)與熱量傳遞等情況缺乏充分的認(rèn)識，導(dǎo)致我國乙烯裂解爐技術(shù)在國際上缺乏競爭力。因此，深入研究裂解爐內(nèi)傳遞與反應(yīng)過程細(xì)節(jié)具有十分重要的意義。本文在分析國內(nèi)外乙烯裂解爐模擬的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，對乙烯裂解爐進(jìn)行數(shù)值模擬研究，研究內(nèi)容主要包括以下四個

2、方面：
　　 在全面分析裂解爐爐膛內(nèi)燃燒、煙氣流動傳熱及反應(yīng)管內(nèi)裂解原料的流動、傳質(zhì)、傳熱和裂解反應(yīng)的等復(fù)雜過程及其之間強烈相互作用的基礎(chǔ)上，以流體力學(xué)基本微分方程為基礎(chǔ)，考慮流體的湍流流動，結(jié)合擴散燃燒PDF模型，離散坐標(biāo)輻射傳熱模型、25分子反應(yīng)動力學(xué)并結(jié)合湍流k-ε模型，建立了能夠描述裂解爐內(nèi)燃燒與裂解反應(yīng)等眾多復(fù)雜傳遞反應(yīng)過程及其耦合作用的綜合數(shù)學(xué)模型。
　　 利用新建的乙烯裂解爐綜合數(shù)學(xué)模型對齊魯石化的北方裂解

3、爐進(jìn)行模擬計算，模擬計算結(jié)果與工業(yè)數(shù)據(jù)吻合良好，驗證了數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性。模擬計算結(jié)果揭示了乙烯裂解爐內(nèi)流動、傳熱、傳質(zhì)、燃料燃燒與裂解反應(yīng)等過程的基本特征，為乙烯裂解爐的改造和設(shè)計提供全方位的化學(xué)工程參數(shù)。
　　 利用已經(jīng)建立的乙烯裂解爐數(shù)學(xué)模型，對不同操作參數(shù)(空氣過剩系數(shù)、底部燒嘴負(fù)荷、底部燒嘴空氣溫度)和結(jié)構(gòu)參數(shù)(管間距、管徑)下的裂解爐進(jìn)行數(shù)值模擬，得到了不同工況下的溫度及組分濃度分布。通過對模擬結(jié)果進(jìn)行比較，定量掌握了