CN101619012B - 一种单程辐射炉管乙烯裂解炉 - Google Patents

一种单程辐射炉管乙烯裂解炉 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种单程辐射炉管乙烯裂解炉，该裂解炉包括辐射段、对流段、急冷锅炉、集合管及分配管，辐射段设在裂解炉的左侧，辐射段内设有辐射室，辐射室内装有辐射炉管、底部燃烧器及侧壁燃烧器，对流段设在裂解炉的上部，对流盘管设在对流段的下部，急冷锅炉设在辐射段顶部，集合管设在辐射段的下部，分配管的一端连接集合管，另一端连接辐射炉管。与现有技术相比，本发明最大限度地利用炉管空间，减少裂解炉的几何尺寸和占地面积；相邻小组炉管为对称结构，使炉管的受热均匀，延长运行周期；采用的弯管结构，能用有效的降低炉管膨胀差对炉管的影响，减轻了炉管弯曲程度；采用的线性急冷锅炉有效阻止裂解气的二次反应，提高产品的收率。

Description

一种单程辐射炉管乙烯裂解炉
技术领域
本发明涉及一种乙烯裂解炉，尤其是涉及一种单程辐射炉管乙烯裂解炉。
背景技术
在本技术领域中，相对于多程管裂解炉来说，单程管裂解炉具有选择性高、停留时间短和乙烯收率高等优点，目前已有好几家乙烯厂采用了单程管乙烯裂解炉。但单程管裂解也有一些缺点：(1)裂解炉运行周期短；(2)辐射炉管经常被结焦堵住；(3)相对占地面积较大，投资多。针对单程管裂解炉的某个缺点，各专利商都采用了相应的应对措施。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种占地面积较小、提高裂解收率的单程辐射炉管乙烯裂解炉。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种单程辐射炉管乙烯裂解炉，其特征在于，该裂解炉包括辐射段、对流段、急冷锅炉、集合管及分配管，所述的辐射段设在裂解炉的左侧，辐射段内设有辐射室，辐射室内装有辐射炉管、底部燃烧器及侧壁燃烧器，所述的对流段设在裂解炉的上部，对流段的下部设有对流盘管，所述的急冷锅炉设在辐射段顶部，所述的集合管设在辐射段的下部，所述的分配管的一端连接集合管，另一端连接辐射炉管，烃及石油馏分经过对流盘管预热后进入集合管，再经分配管进行流量分配后进入辐射炉管进行裂解，然后裂解气通过急冷锅炉快速冷却后进入下游工序。
所述的辐射炉管为单程炉管，辐射炉管由直管及弯管组成。
所述的弯管和直管的内径相同，为35-60mm，弯管的弯曲半径为300-2000mm。
所述的弯管和直管的内径优选40-50mm。
所述的弯管的弯曲方向平行或垂直于管排面。
所述的辐射炉管1-16根组成一小组，2-5小组组成一大组。
所述的小组内炉管间距为辐射炉管内径的2-5倍，相邻小组之间炉管间距为辐射炉管内径的2-5倍。
所述的辐射炉管在辐射室内呈两排排列，两排炉管间距为150-500mm。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)相邻小组炉管采用相反的弯曲方向排列，能够最大限度地利用炉管空间，相当而言能减少裂解炉的几何尺寸和占地面积；
(2)相邻小组炉管为对称结构，能使炉管的受热更均匀，无形中能延长裂解炉的运行周期；
(3)辐射炉管下部采用了弯管结构，能用有效的降低炉管膨胀差对炉管的影响，减轻了炉管弯曲程度；
(4)采用线性急冷锅炉，能有效的阻止裂解气的二次反应，提高了裂解产品的收率。
附图说明
图1为实施例1中该裂解炉的结构示意图；
图2a为实施例2中裂解炉中辐射炉管的主视图，图2b为该辐射炉管的侧视图；
图3a为实施例3中裂解炉中辐射炉管的主视图，图3b为该辐射炉管的侧视图；
图4a为实施例4中裂解炉中辐射炉管的主视图，图4b为该辐射炉管的侧视图；图4c为该辐射炉管的俯视图；
图5a为实施例5中裂解炉中辐射炉管的主视图，图5b为该辐射炉管的侧视图；图5c为该辐射炉管的俯视图；
图6a为实施例6中裂解炉中辐射炉管的主视图，图6b为该辐射炉管的侧视图；图6c为该辐射炉管的俯视图；
图7a为实施例7中裂解炉中辐射炉管的主视图，图7b为该辐射炉管的侧视图；图7c为该辐射炉管的俯视图；
图8a为实施例8中裂解炉中辐射炉管的主视图，图8b为该辐射炉管的侧视图；图8c为该辐射炉管的俯视图；
图9a为实施例9中裂解炉中辐射炉管的主视图，图9b为该辐射炉管的侧视图；图9c为该辐射炉管的俯视图。
图中1为辐射段、2为对流段、3为辐射室、4为集合管、5为分配管、6为弯管、7为直管、8为急冷锅炉、9为底部燃烧器、10为侧壁燃烧器、11为对流盘管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种单程辐射炉管乙烯裂解炉，其结构如图1所示，该裂解炉包括辐射段1、对流段2、集合管4、分配管5及急冷锅炉8，辐射段1设在裂解炉的左侧，辐射段1内设有辐射室3，辐射室3内装有辐射炉管、底部燃烧器9及侧壁燃烧器10，该辐射炉管为单程炉管，由弯管6及直管7组成，弯管6和直管7为等径管，二者内径相同，为35mm，弯管6的弯曲半径为300mm，弯曲方向平行于管排面，1根辐射炉管组成一小组，2小组组成一大组，小组内炉管间距为辐射炉管内径的2倍，相邻小组之间炉管间距为辐射炉管内径的2倍，辐射炉管在辐射室内呈两排排列，两排炉管间距为150mm，对流段2设在裂解炉的上部，对流盘管11设在对流段2的下部，急冷锅炉8设在辐射段顶部，集合管4设在辐射段的下部，分配管5的一端连接集合管4，另一端连接辐射炉管。
使用本发明的简单工艺流程为：来自界区的原料首先进入对流段2，通过对流盘管11预热原料，期间可以用稀释蒸汽与原料混合降低烃分压，当原料预热到一定温度(550℃～650℃)后，通过高温跨管把原料运送到集合管4，再通过流量分配管5进入辐射炉管进行热裂解反应。裂解反应产物裂解气进入急冷锅炉8进行快速降温以便阻止裂解气的二次反应，降温后的裂解气经油急冷器进一步降温便可进入下游的工艺设备。
实施例2
一种单程辐射炉管乙烯裂解炉，该裂解炉的辐射炉管的排列如图2a～2b所示，每个辐射室3中布置96根辐射炉管，每6根辐射炉管组成一个小组，每4个小组为一大组，每个辐射室共四大组这样的辐射炉管。如果辐射段只有一个这样的辐射室，则该裂解炉的乙烯生产能力能达到5～6万吨/年；如果辐射段设有两个这样的辐射室，则该裂解炉的乙烯生产能力能达到10～12万吨/年。该裂解炉的几个重要尺寸为：辐射炉管内径Din＝40mm，组成小组的辐射炉管数N＝6，两排炉管的间距L1＝300mm，小组内炉管间距P1＝108mm，相邻小组之间的炉管间距P2＝108mm，辐射室长12.5m。
实施例3
一种单程辐射炉管乙烯裂解炉，该裂解炉包括辐射段、对流段、集合管、分配管及急冷锅炉，该裂解炉的辐射炉管的排列如图3a～3b所示，辐射段设在裂解炉的左侧，辐射段内设有辐射室，辐射室内装有辐射炉管、底部燃烧器及侧壁燃烧器，该辐射炉管为单程炉管，由弯管及直管组成，弯管和直管为等径管，二者内径相同，为60mm，弯管的弯曲半径为2000mm，弯曲方向平行于管排面，6根辐射炉管组成一小组，2小组组成一大组，小组内炉管间距为辐射炉管内径的5倍，相邻小组之间炉管间距为辐射炉管内径的5倍，辐射炉管在辐射室内呈两排排列，两排炉管间距为500mm，对流段设在裂解炉的上部，对流盘管设在对流段的下部，急冷锅炉设在辐射段顶部，集合管设在辐射段的下部，分配管的一端连接集合管，另一端连接辐射炉管，集合管共有两根，平行布置，分配管分别连接在两根集合管上。
实施例4
一种单程辐射炉管乙烯裂解炉，该裂解炉的辐射炉管的排列如图4a～4c所示，每个辐射室3中布置96根辐射炉管，每6根辐射炉管组成一个小组，每4个小组为一大组，每个辐射室共四大组这样的辐射炉管。如果辐射段只有一个这样的辐射室，则该裂解炉的乙烯生产能力能达到5～6万吨/年；如果辐射段设有两个这样的辐射室，则该裂解炉的乙烯生产能力能达到10～12万吨/年。该裂解炉的几个重要尺寸为：辐射炉管内径Din＝40mm，组成小组的辐射炉管数N＝6，两排炉管的间距L1＝300mm，小组内炉管间距P1＝108mm，相邻小组之间的炉管间距P2＝108mm，辐射室长12.5m。
实施例5
一种单程辐射炉管乙烯裂解炉，该裂解炉包括辐射段、对流段、集合管、分配管及急冷锅炉，该裂解炉的辐射炉管的排列如图5a～5c所示，辐射段设在裂解炉的左侧，辐射段内设有辐射室，辐射室内装有辐射炉管、底部燃烧器及侧壁燃烧器，该辐射炉管为单程炉管，由弯管及直管组成，弯管和直管为等径管，二者内径相同，为40mm，弯管的弯曲半径为1500mm，弯曲方向垂直于管排面，两侧的弯管的弯曲方向呈对称，16根辐射炉管组成一小组，4小组组成一大组，各组之间呈错位分布，小组内炉管间距为辐射炉管内径的4倍，相邻小组之间炉管间距为辐射炉管内径的4倍，辐射炉管在辐射室内呈两排排列，两排炉管间距为300mm，对流段设在裂解炉的上部，对流盘管设在对流段的下部，急冷锅炉设在辐射段顶部，集合管设在辐射段的下部，分配管的一端连接集合管，另一端连接辐射炉管，集合管共有两根，平行布置，分配管分别连接在两根集合管上。
实施例6
一种单程辐射炉管乙烯裂解炉，该裂解炉包括辐射段、对流段、集合管、分配管及急冷锅炉，该裂解炉的辐射炉管的排列如图6a～6c所示，辐射段设在裂解炉的左侧，辐射段内设有辐射室，辐射室内装有辐射炉管、底部燃烧器及侧壁燃烧器，该辐射炉管为单程炉管，由弯管及直管组成，弯管和直管为等径管，二者内径相同，为40mm，弯管的弯曲半径为1500mm，弯曲方向平行于管排面，两侧的弯管的弯曲方向呈对称，16根辐射炉管组成一小组，4小组组成一大组，各组之间呈错位分布，小组内炉管间距为辐射炉管内径的4倍，相邻小组之间炉管间距为辐射炉管内径的4倍，辐射炉管在辐射室内呈两排排列，两排炉管间距为300mm，对流段设在裂解炉的上部，对流盘管设在对流段的下部，急冷锅炉设在辐射段顶部，集合管设在辐射段的下部，分配管的一端连接集合管，另一端连接辐射炉管，集合管共有两根，平行布置，分配管分别连接在两根集合管上。
实施例7
一种单程辐射炉管乙烯裂解炉，该裂解炉的辐射炉管的排列如图7a～7c所示，每个辐射室3中布置96根辐射炉管，每6根辐射炉管组成一个小组，每4个小组为一大组，每个辐射室共四大组这样的辐射炉管。如果辐射段只有一个这样的辐射室，则该裂解炉的乙烯生产能力能达到5～6万吨/年；如果辐射段设有两个这样的辐射室，则该裂解炉的乙烯生产能力能达到10～12万吨/年。该裂解炉的几个重要尺寸为：辐射炉管内径Din＝40mm，组成小组的辐射炉管数N＝6，两排炉管的间距L1＝300mm，两弯管之间的距离L2＝700mm，小组内炉管间距P1＝98mm，辐射室长11.5m。
实施例8
一种单程辐射炉管乙烯裂解炉，该裂解炉包括辐射段、对流段、集合管、分配管及急冷锅炉，该裂解炉的辐射炉管的排列如图8a～8c所示，辐射段设在裂解炉的左侧，辐射段内设有辐射室，辐射室内装有辐射炉管、底部燃烧器及侧壁燃烧器，该辐射炉管为单程炉管，由弯管及直管组成，弯管和直管为等径管，二者内径相同，为30mm，弯管的弯曲半径为1000mm，弯曲方向垂直于管排面，两侧的弯管的弯曲方向呈对称，6根辐射炉管组成一小组，2小组组成一大组，各组之间呈错位分布，小组内炉管间距为辐射炉管内径的2倍，相邻小组之间炉管间距为辐射炉管内径的2倍，辐射炉管在辐射室内呈两排排列，两排炉管间距为200mm，两弯管之间的距离为800mm，对流段设在裂解炉的上部，对流盘管设在对流段的下部，急冷锅炉设在辐射段顶部，集合管设在辐射段的下部，分配管的一端连接集合管，另一端连接辐射炉管，集合管共有两根，平行布置，分配管分别连接在两根集合管上。
实施例9
一种单程辐射炉管乙烯裂解炉，该裂解炉包括辐射段、对流段、集合管、分配管及急冷锅炉，该裂解炉的辐射炉管的排列如图9a～9c所示，辐射段设在裂解炉的左侧，辐射段内设有辐射室，辐射室内装有辐射炉管、底部燃烧器及侧壁燃烧器，该辐射炉管为单程炉管，由弯管及直管组成，弯管和直管为等径管，二者内径相同，为30mm，弯管的弯曲半径为1000mm，弯曲方向平行于管排面，两侧的弯管的弯曲方向呈对称，6根辐射炉管组成一小组，2小组组成一大组，各组之间呈错位分布，小组内炉管间距为辐射炉管内径的2倍，相邻小组之间炉管间距为辐射炉管内径的2倍，辐射炉管在辐射室内呈两排排列，两排炉管间距为200mm，两弯管之间的距离为800mm，对流段设在裂解炉的上部，对流盘管设在对流段的下部，急冷锅炉设在辐射段顶部，集合管设在辐射段的下部，分配管的一端连接集合管，另一端连接辐射炉管，集合管共有两根，平行布置，分配管分别连接在两根集合管上。

Claims (7)

1.一种单程辐射炉管乙烯裂解炉，其特征在于，该裂解炉包括辐射段、对流段、急冷锅炉、集合管及分配管，所述的辐射段设在裂解炉的左侧，辐射段内设有辐射室，辐射室内装有辐射炉管、底部燃烧器及侧壁燃烧器，所述的对流段设在裂解炉的上部，对流段的下部设有对流盘管，所述的急冷锅炉设在辐射段顶部，所述的集合管设在辐射段的下部，所述的分配管的一端连接集合管，另一端连接辐射炉管，烃及石油馏分经过对流盘管预热后进入集合管，再经分配管进行流量分配后进入辐射炉管进行裂解，然后裂解气通过急冷锅炉快速冷却后进入下游工序；
所述的辐射炉管为单程炉管，辐射炉管由内径相同的直管及弯管组成；辐射炉管在辐射室内呈两排排列。
2.根据权利要求1所述的一种单程辐射炉管乙烯裂解炉，其特征在于，所述的弯管和直管的内径相同，为35-60mm，弯管的弯曲半径为300-2000mm。
3.根据权利要求2所述的一种单程辐射炉管乙烯裂解炉，其特征在于，所述的弯管和直管的内径优选40-50mm。
4.根据权利要求1所述的一种单程辐射炉管乙烯裂解炉，其特征在于，所述的弯管的弯曲方向平行或垂直于管排面。
5.根据权利要求1所述的一种单程辐射炉管乙烯裂解炉，其特征在于，所述的辐射炉管1-16根组成一小组，2-5小组组成一大组。
6.根据权利要求5所述的一种单程辐射炉管乙烯裂解炉，其特征在于，所述的小组内炉管间距为辐射炉管内径的2-5倍，相邻小组之间炉管间距为辐射炉管内径的2-5倍。
7.根据权利要求1所述的一种单程辐射炉管乙烯裂解炉，其特征在于，两排炉管间距为150-500mm。
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