CN102660316A

CN102660316A - 一种乙烯裂解炉的扩能改造方法

Info

Publication number: CN102660316A
Application number: CN2012101428154A
Authority: CN
Inventors: 涂国华; 张磊; 李保有
Original assignee: Wison Engineering Ltd
Current assignee: Wison Engineering Ltd
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2012-05-09
Publication date: 2012-09-12

Abstract

本发明涉及一种乙烯裂解炉的扩能改造方法，改造时将高侧墙向外移动扩大裂解炉的辐射段，然后在辐射段内新增数个辐射炉管并配置相应的急冷换热器，并在扩大部分的辐射段设置相应的底部燃烧器。与现有技术相比，本发明可使裂解炉的生产能力大幅提高，并且裂解炉的其他性能也得到相应改善，同时利用本方法对现有裂解炉进行改造，可以节约建设用地，最大程度地利旧原有设备，建设投资也少等优点。

Description

一种乙烯裂解炉的扩能改造方法

技术领域

本发明属于烃油裂化设备领域，尤其是涉及一种乙烯裂解炉的扩能改造方法。

背景技术

近年来，各大乙烯生产企业纷纷对其乙烯装置进行扩能改造，同时需要对裂解炉区进行扩能改造，对裂解炉区进行扩能改造的方法有两种，一种是新增适当数量的裂解炉，另一种在现有裂解炉的基础上进行扩能改造。使用第二种方法对裂解炉进行扩能改造需要在现有有限的炉膛内布置更多的辐射炉管，这就造成裂解炉辐射炉膛体积热强度非常大，炉管的遮蔽效应也非常严重，从而导致裂解炉运行周期非常短、炉管使用寿命不长等，目前很多改造后的裂解炉都在进行降负荷操作。而采用本方法对现有裂解炉进行改造，能成功地解决上述裂解炉改造后遇到的问题。

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乙烯裂解炉的扩能改造方法，使现有裂解炉的生产能力大幅提高，同时能延长裂解炉的运行周期，延长辐射辐射炉管的使用寿命，并且配合对流段的改造，也能实现裂解炉的节能降耗。与现有裂解炉扩能改造技术相比，本方法具有：扩能效果明显、裂解炉性能得到提升、不增加建设用地、可利用旧设备多、建设周期短、建设投资少等优势。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种乙烯裂解炉的扩能改造方法，改造前的乙烯裂解炉包括辐射段及对流段，所述的辐射段包括辐射炉管、底部燃烧器、侧壁燃烧器、高侧炉墙、矮侧炉墙、炉顶及炉底，所述的辐射炉管位于辐射炉膛中心，底部燃烧器及侧壁燃烧器位于辐射炉管两侧，改造时将高侧墙向外移动扩大裂解炉的辐射段，然后在辐射段内新增数个辐射炉管并配置相应的急冷换热器，在辐射段的扩大部份设置数个底部燃烧器。

所述的高侧墙向外移动距离为原辐射段宽度的0.5～1.5倍。

所述的高侧墙向外移动距离为原辐射段宽度的0.9～1.1倍。

新增的辐射炉管与原辐射炉管的炉管构型相同，也可采用其他炉管构形，可为1-1型炉管、2-1型炉管、2-2-1-1-1-1型炉管、2-2-1-1-1-1-1-1型炉管。

原先的辐射炉管可更换为新的辐射炉管。

新的辐射炉管在炉膛内可以是单排排列，也可以是多排排列。

新增的急冷换热器与原急冷换热器相同，也可以采用其他急冷换热器，比如采用目前使用比较多的线性急冷换热器。

原先的急冷换热器可更换为新的急冷换热器。

新增的底部燃烧器与原底部燃烧器相同，也可以采用其他底部燃烧器，比如圆形火焰底部燃烧器和超低NOx底部燃烧器。

原先的底部燃烧器可更换为新的底部燃烧器。

原辐射炉管及新增辐射炉管均可实现双面辐射的换热方式。

为保证辐射炉管受热均匀，原有侧壁燃烧器可被取消。

为保证对流盘管使用大的投料量，对流段可进行适当的改造，对流段也可配合节能降耗要求进行改造。

为保证裂解炉的正常操作，裂解炉的控制系统需做局部调整。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)能适合较大范围生产能力扩大的要求，并且扩能改造效果非常明显。

(2)绝大部分旧设备得到了利用，同时节省了建设用地。

(3)本改造方法施工难度小，因此建设周期短。

(4)相当传统的改造方法，本改造方法建设投资少。

附图说明

图1为改造前乙烯裂解炉的结构示意图；

图2为改造后乙烯裂解炉的结构示意图。

图3为1-1型辐射炉管结构示意图。

图4为2-1型辐射炉管结构示意图。

图5为2-2-1-1-1-1型辐射炉管结构示意图。

图6为2-2-1-1-1-1-1-1型辐射炉管结构示意图。

图中，1为乙烯裂解炉、2为辐射段、3为对流段、4为风机、5为辐射炉管、5a为新增的辐射炉管、6为对流盘管、7为底部燃烧器、7a为新增的底部燃烧器、8为侧壁燃烧器、9为急冷换热器、9a为新增的急冷换热器、10为下降管、11为上升管、12为裂解气管、13为汽包、14为高侧墙、15为矮侧墙、16为炉顶、17为炉底、18为烟囱、19为高温跨管。

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

某乙烯生产厂现有一台以石脑油为原料的裂解炉，辐射段的尺寸为(长)19.636米×(高)14.410米×(宽)4.210米；辐射炉膛内布置24组4-1型辐射炉管并伸出炉顶，辐射炉管还通过高温跨管与对流盘管连接，每4组辐射炉管对应1个急冷换热器，共设6台，急冷换热器还连接有下降管、上升管、裂解气管；炉底设有2排底部燃烧器，共设36台；对流段从上往下设置对流盘管构成对流段：上原料预热段(UFPH)、锅炉给水预热段(BFWPH)、原料预热段(LFPH)、上原料混合段(UMPH)、上高压蒸汽过热段(USSH)、下高压蒸汽过热段(LSSH)、下原料混合段(LMPH)；对流段上方通过烟道与风机相连，烟气最后通过烟囱排入大气；另外该裂解炉还设有1台汽包。该裂解炉的原料为轻质石脑油，流量为54.000吨/小时，实际运行周期为30天。

应用本发明的方法对该裂解炉进行改造的方案如下：把裂解炉的高侧墙向外移动2.105米，使辐射炉膛扩大到现有炉膛的1.5倍；在新增炉膛位置布置96组1-1型新增的辐射炉管，1-1型辐射炉管结构如图3所示，炉管呈双排排列，并且把原辐射炉管也更换成96组1-1型双排排列的辐射炉管，为新增辐射炉管配置6台与原急冷换热器相同型号的急冷换热器，同时在新增辐射炉管的两侧布置36台超低NOx底部燃烧器；对流段内的上原料预热段(FPH)进行适当的改造，风机、汽包保持不变，其他部位进行相应的小调整既能完成改造。经过这样的改造，该裂解炉的投料量能达到80.000吨/小时，运行周期达到90天。裂解炉的改造效果见表1。

表1裂解炉改造效果

实施例2

应用本发明的方法对该裂解炉进行改造的方案如下：把裂解炉的高侧墙向外移动3.789米，使辐射炉膛扩大到现有炉膛的1.9倍；在新增炉膛位置布置64组2-1型新增的辐射炉管，2-1型辐射炉管结构如图4所示，炉管呈双排排列，并且把原辐射炉管也更换成64组2-1型双排排列的辐射炉管，为新增辐射炉管配置6台与原急冷换热器相同型号的急冷换热器，同时在新增辐射炉管的两侧布置36台超低NOx底部燃烧器；对流段内的上原料预热段(FPH)进行适当的改造，风机、汽包保持不变，其他部位进行相应的小调整既能完成改造。经过这样的改造，该裂解炉的投料量能达到80.000吨/小时，运行周期达到80天。裂解炉的改造效果见表2。

表2裂解炉改造效果

实施例3

某乙烯生产厂现有一台以乙烷为原料的裂解炉，辐射段的尺寸为(长)16.600米×(高)14.435米×(宽)4.220米；辐射炉膛内布置6组4-2-1-1-1-1型辐射炉管并伸出炉顶，辐射炉管还通过高温跨管与对流盘管连接，每2组辐射炉管对应1个急冷换热器，共设3台，急冷换热器还连接有下降管、上升管、裂解气管；炉底设有2排底部燃烧器，共设24台；高侧墙设有3排侧壁燃烧器，共设36台；矮侧墙设有2排侧壁燃烧器，共设24台；对流段从上往下设置对流盘管构成对流段：原料预热段(FPH)、锅炉给水预热段(BFWPH)、上原料混合段(UMPH)、上高压蒸汽过热段(USSH)、下高压蒸汽过热段(LSSH)、下原料混合段(LMPH)；对流段上方通过烟道与风机相连，烟气最后通过烟囱排入大气；另外该裂解炉还设有1台汽包。该裂解炉的原料为循环乙烷+丙烷，流量为28.500吨/小时，实际运行周期为40天。

应用本发明的方法对该裂解炉进行改造的方案如下：把裂解炉的高侧墙向外移动4.220米，使辐射炉膛扩大到现有炉膛的2倍，并取消高侧墙和矮侧墙上的侧壁燃烧器；在新增炉膛位置布置6组2-2-1-1-1-1型新增的辐射炉管，2-2-1-1-1-1型辐射炉管结构如图5所示，炉管呈单排排列，原辐射炉管保持不变，为新增辐射炉管配置3台与原急冷换热器相同的新增的急冷换热器，同时在新增辐射炉管的两侧布置24台与原底部燃烧器相同型号的底部燃烧器；对流段内的原料预热段(FPH)进行适当的改造，风机、汽包保持不变，其他部位进行相应的小调整既能完成改造。经过这样的改造，该裂解炉的投料量能达到42.000吨/小时，运行周期达到90天。裂解炉的改造效果见表3。

表3裂解炉改造效果

实施例4

应用本发明的方法对该裂解炉进行改造的方案如下：把裂解炉的高侧墙向外移动4.642米，使辐射炉膛扩大到现有炉膛的2.1倍，并取消高侧墙和矮侧墙上的侧壁燃烧器；在新增炉膛位置布置6组2-2-1-1-1-1-1-1型新增的辐射炉管，2-2-1-1-1-1-1-1型辐射炉管结构如图6所示，并且把原辐射炉管也更换成6组2-2-1-1-1-1-1-1型辐射炉管，炉管呈单排排列，为新增辐射炉管配置3台线性急冷换热器，同时在新增辐射炉管的两侧布置24台超低NOx底部燃烧器；对流段内的原料预热段(FPH)进行适当的改造，风机、汽包保持不变，其他部位进行相应的小调整既能完成改造。经过这样的改造，该裂解炉的投料量能达到42.000吨/小时，运行周期达到100天。裂解炉的改造效果见表4。

表4裂解炉改造效果

实施例5

某乙烯生产厂现有一台以乙烷为原裂解的裂解炉，如图1所示，辐射段的尺寸为(长)16.600米×(高)14.435米×(宽)4.220米；辐射炉膛内布置6组4-2-1-1-1-1型辐射炉管并伸出炉顶，辐射炉管还通过高温跨管与对流盘管连接，每2组辐射炉管对应1个急冷换热器，共设3台，急冷换热器还连接有下降管、上升管、裂解气管；炉底设有2排底部燃烧器，共设24台；高侧墙设有3排侧壁燃烧器，共设36台；矮侧墙设有2排侧壁燃烧器，共设24台；对流段从上往下设置由对流盘管构成对流段：原料预热段(FPH)、锅炉给水预热段(BFWPH)、上原料混合段(UMPH)、上高压蒸汽过热段(USSH)、下高压蒸汽过热段(LSSH)、下原料混合段(LMPH)；对流段上方通过烟道与风机相连，烟气最后通过烟囱排入大气；另外该裂解炉还设有1台汽包。该裂解炉的原料为循环乙烷+丙烷，流量为28.500吨/小时，实际运行周期为40天。

应用本发明的方法对该裂解炉进行改造的方案如下；把裂解炉的高侧墙向外移动6.330米，使辐射炉膛扩大到现有炉膛的2.5倍，并取消高侧墙和矮侧墙上的侧壁燃烧器；在新增炉膛位置布置6组2-2-1-1-1-1-1-1型新增的辐射炉管如图6所示，炉管呈单排排列，原辐射炉管保持不变，为新增辐射炉管配置3台与原急冷换热器相同的新增的急冷换热器，同时在新增辐射炉管的两侧布置24台与原底部燃烧器相同型号的新增的底部燃烧器；对流段内的原料预热段(FPH)进行适当的改造，风机、汽包保持不变，其他部位进行相应的小调整既能完成改造，如图2所示。经过这样的改造，该裂解炉的投料量能达到42.000吨/小时，运行周期达到100天。裂解炉的改造效果见表5。

表5裂解炉改造效果

Claims

1.一种乙烯裂解炉的扩能改造方法，乙烯裂解炉包括辐射段及对流段，所述的辐射段包括辐射炉管、底部燃烧器、侧壁燃烧器、高侧墙、矮侧墙、炉顶及炉底，所述的辐射炉管位于辐射炉膛中心，底部燃烧器及侧壁燃烧器位于辐射炉管两侧，其特征在于，改造时将高侧墙向外移动扩大裂解炉的辐射段，然后在辐射段内新增数组辐射炉管并配置相应的急冷换热器，并在扩大部份的辐射段内设置相应的底部燃烧器。

2.根据权利要求1所述的一种乙烯裂解炉的扩能改造方法，其特征在于，所述的高侧墙向外移动距离为原辐射段宽度的0.5～1.5倍。

3.根据权利要求1所述的一种乙烯裂解炉的扩能改造方法，其特征在于，所述的高侧墙向外移动距离为原辐射段宽度的0.9～1.1倍。

4.根据权利要求1所述的一种乙烯裂解炉的扩能改造方法，其特征在于，新增的辐射炉管与原辐射炉管的炉管构型相同，也可采用其他炉管构形，可为1-1型炉管、2-1型炉管、2-2-1-1-1-1型炉管、2-2-1-1-1-1-1-1型炉管。

5.根据权利要求1所述的一种乙烯裂解炉的扩能改造方法，其特征在于，原先的辐射炉管可更换为新的辐射炉管。

6.根据权利要求1所述的一种乙烯裂解炉的扩能改造方法，其特征在于，新的辐射炉管在炉膛内可以是单排排列，也可以是多排排列。