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<二氯乙烷裂解炉全周期操作特性>
  

   通过模拟计算,可以得到很多二氯乙烷裂解炉全周期操作特性,包括过程气温度,炉管外壁温度,结焦特性,以及氯乙烯产品收率等,而这些信息在现场中均难准确测量,却对二氯乙烷裂解炉全周期的操作优化有很大的指导意义。因此,在全周期模型的基础上,定量分析二氯乙烷裂解炉全周期操作特性非常必要。表4.3给出了该全周期模拟在清洁管时期的关键性能指标与裂解炉设计值对比信息。从表中可以看出模型最大的相对误差在5%,在可接受的范围内。误差造成的原因可归结为:1一维lobo-Evans建模方法中分区过少,导致烟气分布估计粗糙,传热计算不精确,2.全周期基础案例模拟中,裂解原料进料的纯度考虑为100%,没有任何杂质,而工业原料中含有一些对裂解反应有重要的影响的杂质,纯度为99.5% o
    由于焦炭在炉管管内壁上沉积,若EDC原料流量及燃料气体流率保持恒定,EDC的裂化性能会随着运行时间推进而逐渐衰退。二氯乙烷裂解炉全周期仿真结果详细情况如下。
    图4.2和图4.3给出了焦炭厚度以及反应炉管流动内径沿炉管长度以及时间的时空三维分布图。图4.2显示结焦厚度沿着炉管长度方向分布不均匀,焦层厚度随着沿着长度方向不断增加,最大焦炭累积位置发生在炉管出口。这是由于EDC的裂解反应为强吸热反应,炉管前半程主要用于过程气升温,几乎没有裂解反应,更没有焦的生成。当过程气温度达到一定的温度(-4000C)时,裂解反应才逐渐加剧。因此,二氯乙烷的结焦反应主要发生在炉管的后半程。而管内过程气温度沿着炉管长度方向不断上升,使得二氯乙烷裂解过程中的结焦速率在炉管出口处最大,导致最大的焦层厚度出现在炉管出口处。从图4.2中可以看出,当裂解炉运行周期达到70周时,炉管出口处结焦厚度达到0.0078m。焦层的不断累积必然使得管内过程气的流通内径随着运行时间不断减小,图3.3显示炉管出口的流通内径在运行初期为0.1013m,而到70周后缩减为0.0857m。

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