CN100429292C - 一种用于乙烯裂解炉的两程辐射段炉管 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种一种两程辐射段炉管的裂解炉，涉及一种裂解炉，尤其涉及用于石油裂解生产乙烯的裂解炉。该裂解炉包括：炉体，高压汽包，对流段，炉管，燃烧器，燃烧室，废热锅炉。炉管为两程立式炉管，该炉管的第一程分为上、下两段，上段是两个管径相同的等径管，下段是单一的等径管，其直径大于第一程上段21中任一个分支管的直径；第二程炉管是一个等径管。本发明的炉管构型具有运转周期长、机械性能好、辐射段炉膛小的优点。本发明用于乙烯生产装置中。
Description
技术领域：
本发明涉及一种裂解炉，尤其涉及用于石油裂解生产烯烃的裂解炉。
背景技术：
在乙烯装置中，裂解炉是核心设备。为了尽可能缩短裂解反应的停留时间，同时又提高裂解深度，裂解炉的辐射盘管(炉管)向短长度、小直径的方向发展，双程盘管被广泛采用，单程辐射管业已用于工业装置。
辐射盘管的设计是决定裂解选择性，提高裂解产品烯烃收率和提高对不同裂解原料适应性的关键。改进辐射盘管的结构，成为管式裂解炉技术发展中最核心的部分。20多年来，相继出现了单排分支变径管、混排分支变径管、不分支变径管、单程等径管等不同结构的辐射盘管。
为使原料消耗大大降低、维持适当的运转周期和具有较好的原料适应性，目前大多数公司均采用两程(18～24m)分支变径或两程变径高选择性炉管，将停留时间控制在0.15～0.25s。第一程采用小直径炉管，利用它比表面积大的特点达到快速升温的目的，第二程采用较大直径的炉管以降低对结焦敏感性的影响。所采用的两程高选择性辐射段炉管有1-1型(U型)、2-1型、4-1型、5-1型、6-1型、8-1型等炉管。高选择性炉管最短停留时间小于0.1s的单程小直径炉管(毫秒炉管)，由于它的比表面积最大，升温速度快，裂解温度最高，因此选择性最高。
20世纪八、九十年代以来，随着百万吨级乙烯装置的问世，与之相匹配的大型裂解炉技术也得到很大发展，目前世界上已经建设了几十台单炉乙烯年生产能力达到10万吨以上的大型裂解炉，最大达18万吨/年(液体原料)。大型裂解炉的优势是：(1)可节省约10％左右的投资；(2)由于炉子台数减少，便于管理和维修；(3)占地面积亦可相应减少。
裂解炉大型化与其他装置和设备的大型化有所不同，提高裂解炉的能力是通过增加辐射段炉管数量来实现的。但是辐射段炉管增加后，裂解炉辐射段长度相应也增加。如何能够在不增加炉膛长度的情况下提高裂解炉的能力，是实现大型化的一条途径。
1-1型(U型)两程炉管具有较大的比表面积，具有较好的机械性能，但运行周期比其他两程炉管要短。
2-1型两程炉管具有较大的比表面积，但与1-1型炉管相比辐射段长度要长。见图2。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是：
为了克服1-1型两程炉管和2-1型两程炉管各自的缺点，并保留各自的优点，本发明将2-1型两程炉管的第一程2根管子的长度缩短，也即相当于将1-1型两程炉管的上段改为2根管子，使比表面积提高，克服了1-1型两程炉管运转周期短的缺点，同时克服2-1型两程炉管辐射段长度长的缺点。
本发明的技术方案是：
一种两程辐射段炉管的乙烯裂解炉，该裂解炉包括：炉体1，高压汽包2，对流段3，炉管4，燃烧器5，燃烧室6，废热锅炉7；其特征是：所述的炉管4为两程立式炉管；
该炉管4的第一程分为上、下两段，第一程上段21是两个等径管，每个管的管径相同；原料从上端进入第一程上段21的两个分支管；
第一程上段21的下面连接集合管22，该集合管的上端是两个管口，下端汇合到一个管口，与第一程下段23连通，上、下管口直径不同；第一程下段23是单一的等径管，其直径大于第一程上段21中任一个分支管的直径；在第一程下段23的下端连接弯头24；
弯头24的下游一端连接水平管段25，水平管段25的另一端连接弯头26，弯头26的另一端连接第二程炉管27；
第二程炉管27是一个等径管；物料从第二程炉管27的上端出料。
所述的第一程下段23的长度与第一程炉管总长度之比的范围通常是0.2至0.8，其中0.25至0.75更常用，也可以是0.5，即第一程上段与第一程下段长度相同。
所述的水平管段25可以是等径管，即第二程炉管27的管内径等于第一程下段23的管内径。水平管段25也可以是变径管，其进口端的管内径等于第一程下段23的管内径，出口端的管内径等于第二程炉管27的管内径，出口端的管内径大于进口端的管内径。
所述的水平管段25可以是直管，也可以是在水平面内有弯曲的。目的是在排列炉管时便于绕开其他管子。
所述的第一程上段21任一个分支管的内径与第一程下段23单管内径之比的范围是1∶1.2至1∶1.6。
所述的第一程下段23的管内径与第二程炉管27的内径之比的范围是1∶1.05至1∶1.15。
所述的第一程上段21的任一个分支管的内径范围是37mm至45mm。
所述的第一程下段23的管内径范围是52mm至64mm。
所述的第二程炉管27的内径范围是56mm至68mm。
炉管的壁厚一般每一段为等厚的，但在特殊情况下，特别是由于加工过程的因素，壁厚也可能沿轴向有变化。各段炉管的壁厚可以一样，也可以不一样。炉管内径较小时，往往其壁厚也薄一些。
本发明的炉体1，高压汽包2，对流段3，燃烧器5，燃烧室6，废热锅炉7等其余部件是常规的，炉管的排列方式也是常规的，可以根据具体应用条件选择各种形式组合、替换，或采用本领域普通技术人员所公知的其他形式。
本发明的炉管称为2-1-1型炉管，与现有的2-1型炉管相比，具有较高的选择性和较好的机械性能。
由于2-1型炉管在裂解炉内错排时互相遮蔽，以至于沿着炉管周向产生温差，容易引起炉管弯曲，尤其是在炉管的下段更严重。本发明的2-1-1型炉管在裂解炉内错排时，由于炉管的上段的温度不是很高，因遮蔽而产生的温差较小，而下段由于已经合二为一，产生的遮蔽很少，故可以避免该问题。
本发明的有益效果是：
本发明的炉管构型具有运转周期长、机械性能好、辐射段炉膛小的优点。
附图说明：
图1是裂解炉示意图。
图2是现有技术——2-1型两程炉管的示意图。
图3是2-1-1型炉管的示意图。
图4是水平段变径的2-1-1型炉管的示意图。
图5是2-1-1型炉管的排布平面示意图。
具体实施方式：
以下描述仅表示本发明的具体实施方式，只是为了进一步对本发明进行说明，而并不对本发明进行限制。
实施例1：
一种两程辐射段炉管的裂解炉，该裂解炉包括：炉体1，高压汽包2，对流段3，炉管4，燃烧器5，燃烧室6，废热锅炉7；所述的炉管4为两程立式炉管；该炉管4的第一程分为上、下两段，第一程上段21是两个等径管，每个管的管径相同；原料从上端进入第一程上段21的两个分支管；第一程上段21的下面连接集合管22，该集合管的上端是两个管口，下端汇合到一个管口，与第一程下段23连通，上、下管口直径不同；第一程下段23是单一的等径管，其直径大于第一程上段21中任一个分支管的直径；在第一程下段23的下端连接弯头24；弯头24的下游一端连接水平管段25，水平管段25是变径管，水平管段25的另一端连接弯头26，弯头26的另一端连接第二程炉管27；第二程炉管27是一个等径管；物料从第二程炉管27的上端出料。
具体参数见表1、表2。
实施例2、3、4：
一种两程辐射段炉管的裂解炉，与实施例1的区别在于结构参数不同，具体见表3。
表1实施例1与现有技术结构比较
| 炉管构型 | 实施例1 | 现有技术2-1型炉管 | 现有技术1-1型炉管 |
| 总组数(同炉膛可放最大组数) | 37 | 26 | 39 |
| 第一程上段 | |||
| 炉管根数 | 2 | 2 | 1 |
| 管内径 m | 0.041 | 0.044 | 0.050 |
| 壁厚 m | 0.006 | 0.006 | 0.006 |
| 管外径 m | 0.053 | 0.056 | 0.062 |
| 管间距 m | 0.594 | 0.101 | 0.116 |
| S/D | 1.122 | 1.804 | 1.871 |
| 管长 m | 5.25 | 10.50 | 10.50 |
| 炉管体积 m<sup>3</sup> | 0.5129 | 0.8302 | 0.8041 |
| 内表面积 m<sup>2</sup> | 50.0408 | 75.4736 | 64.3241 |
| F/V m<sup>-1</sup> | 97.561 | 90.909 | 80.000 |
| 第一程下段 | |||
| 炉管根数 | 1 | ||
| 管内径 m | 0.054 | ||
| 壁厚 m | 0.006 | ||
| 管外径 m | 0.066 | ||
| 管间距 m | 0.1224 | ||
| S/D | 1.855 | ||
| 管长 m | 5.25 | ||
| 炉管体积 m<sup>3</sup> | 0.4449 | ||
| 内表面积 m<sup>2</sup> | 32.9537 | ||
| F/V m<sup>-1</sup> | 74.074 | ||
| 第二程 | |||
| 炉管根数 | 1 | 1 | 1 |
| 管内径 m | 0.058 | 0.062 | 0.054 |
| 壁厚 m | 0.006 | 0.006 | 0.006 |
| 管外径 m | 0.070 | 0.074 | 0.066 |
| 管间距 m | 0.1224 | 0.126 | 0.116 |
| S/D | 1.7486 | 1.7027 | 1.7576 |
| 管长 m | 10.50 | 10.50 | 10.50 |
| 炉管体积 m<sup>3</sup> | 1.0264 | 0.8242 | 0.9378 |
| 内表面积 m<sup>2</sup> | 70.7894 | 53.1746 | 69.4700 |
| F/V m<sup>-1</sup> | 68.966 | 64.516 | 74.074 |
| 总管长 m | 21.00 | 21.00 | 21.00 |
| 总体积 m<sup>3</sup> | 1.9842 | 1.6544 | 1.7419 |
| 总内表面积 m<sup>2</sup> | 153.7840 | 128.6481 | 133.7940 |
| 总F/V m<sup>-1</sup> | 77.5027 | 77.7605 | 76.8095 |
表2实施例1与现有技术实验结果比较
表中数据的比较基础是在相同裂解深度下，乙烯设计收率为28.0％，裂解炉投油量为20.0吨/时。
表3实施例2、3、4数据
从实验结果可以看出，本发明2-1-1炉管与1-1型炉管相比，具有较大的传热面积和较长的运行周期。
在相同炉膛内排管组数，由于本发明2-1-1炉管采用错排方式，所以布管组数比2-1型炉管的布管组数多。
在相同投油量，相同稀释蒸汽比和相同裂解深度时，本发明2-1-1型炉管的辐射段出口温度最低、运转周期最长。
2-1和1-1炉管构型受压力降控制比较明显，对结焦比较敏感。
Claims (10)
1一种用于乙烯裂解炉的两程辐射段炉管，其特征是：所述的炉管(4)为两程立式炉管；
该炉管(4)的第一程分为上、下两段，第一程上段(21)是两个等径管，每个管的管径相同；原料从上端进入第一程上段(21)的两个分支管；
第一程上段(21)的下面连接集合管(22)，该集合管的上端是两个管口，下端汇合到一个管口，与第一程下段(23)连通；第一程下段(23)是单一的等径管，其直径大于第一程上段(21)中任一个分支管的直径；在第一程下段(23)的下端连接弯头(24)；
弯头(24)的下游一端连接水平管段(25)，水平管段(25)的另一端连接弯头(26)，弯头(26)的另一端连接第二程炉管(27)；
第二程炉管(27)是一个等径管；物料从第二程炉管(27)的上端出料。
2根据权利要求1所述的两程辐射段炉管，其特征是：所述的第一程下段(23)的长度与第一程炉管总长度之比的范围是：0.2至0.8。
3根据权利要求1所述的两程辐射段炉管，其特征是：所述的第一程下段(23)的长度与第一程炉管总长度之比的范围是：0.25至0.75。
4根据权利要求1所述的两程辐射段炉管，其特征是：所述的水平管段(25)是变径管，其进口端的管内径等于第一程下段(23)的管内径，出口端的管内径等于第二程炉管(27)的管内径，出口端的管内径大于进口端的管内径。
5根据权利要求1所述的两程辐射段炉管，其特征是：所述的水平管段(25)不是直管，在水平面内有弯曲。
6根据权利要求1所述的两程辐射段炉管，其特征是：所述的第一程上段(21)任一个分支管的内径与第一程下段(23)单管内径之比的范围是1∶1.2至1∶1.6。
7根据权利要求3所述的两程辐射段炉管，其特征是：所述的第一程下段(23)的管内径与第二程炉管(27)的内径之比的范围是1∶1.05至1∶1.15。
8根据权利要求1至6之一所述的两程辐射段炉管，其特征是：所述的第一程上段(21)的任一个分支管的内径范围是37mm至45mm。
9根据权利要求1至6之一所述的两程辐射段炉管，其特征是：所述的第一程下段(23)的管内径范围是52mm至64mm。
10根据权利要求1至6之一所述的两程辐射段炉管，其特征是：所述的第二程炉管(27)的内径范围是56mm至68mm。
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN1025607C (zh) * | 1990-10-05 | 1994-08-10 | 中国石油化工总公司 | 乙烯裂解炉 |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1025607C (zh) * | 1990-10-05 | 1994-08-10 | 中国石油化工总公司 | 乙烯裂解炉 |
| US6528027B1 (en) * | 1997-05-13 | 2003-03-04 | Stone & Webster Process Technology, Inc. | Cracking furance having radiant heating tubes the inlet and outlet legs of which are paired within the firebox |
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