CN104194831A - 一种结构集成式加氢装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于石油化工行业加热设备技术领域，涉及一种结构集成式加氢装置；加氢装置的内部中下端分隔成多个辐射室，辐射室的中央通过反应进料炉辐射炉管管架制有间隔式平行排列且相互连通的反应进料炉辐射炉管，反应进料炉辐射炉管的两侧等间距排列设有固定在辐射室底端的燃烧器；加氢装置的外围由钢结构框架组合构成，钢结构框架的内侧设置有衬里，辐射室上端内外两侧的衬里上分别通过分馏塔底重沸炉辐射炉管吊钩固定悬吊式制有相互连通的分馏塔底重沸炉辐射炉管；辐射室的上部顶端中间处连通式对接有内置分馏塔底重沸炉对流炉管的对流室，对流室的顶端对接有烟囱；该装置结构简单，原理可靠，设计科学合理，制造成本低，使用环境友好。

Description

一种结构集成式加氢装置

技术领域：

本发明属于石油化工行业加热设备技术领域，具体涉及一种结构集成式加氢装置，采用集成式设计模式，将传统相互独立的反应进料炉和分馏塔底重沸炉合二为一，形成整体集成结构的加氢装置。

背景技术：

随着世界原油重质化、劣质化和原油深度加工的进展，加氢装置越来越多的受到人们的重视，目前炼油工业广泛采用了加氢裂化、加氢脱硫或脱氮、加氢处理或加氢精制等装置，根据工艺流程的需要，加氢装置内一般设置有两台加热炉，一台反应进料加热炉和一台分馏塔底重沸炉。反应进料加热炉常选用单排管双面辐射立管立式炉，一方面，该炉型管系所需合金钢支撑部件的用量较少，无须在炉膛的两端留出足够的抽管空间，结构简单经济，且原料油较轻，在操作中基本无结焦现象，操作温度也不是很高，超温的风险较小；另一方面，对于较轻的气液两相油品，能够通过提高流速在较宽的操作弹性范围内实现较为理想的流型，而且可以在最高热强度不超限的情况下，得到较高的平均热强度，缩短炉管总长度和减少弯头数量，从而得到最小的管内压降，降低反应进料加热炉的投资；但是，为了避免遮蔽管处的高热强度造成油品裂解(尤其是对重质油品和润滑油)，反应进料加热炉经常被设计成纯辐射型，高温烟气离开辐射室后经烟道进入分馏塔底重沸炉的对流室中，以回收烟气余热，而输送高温烟气的烟道由于受结构限制，实践中不可能做得很粗，这使得进入分馏塔底重沸炉对流室中的烟气分布较为不均匀，从而导致分馏塔底重沸炉对流炉管内工艺介质出现热裂解、结焦等现象，严重影响了分馏塔底重沸炉的安全运行。对于分馏塔底重沸炉，经常根据对流炉管内介质的工艺特性，选用辐射-对流型圆筒炉。现有技术的加氢装置中，反应进料加热炉和分馏塔底重沸炉经常放在一起布置，两者共用一套余热回收系统，使得整体加氢装置占地面积和散热面积较大，一次性投资成本高，但加热效率却不高；因此本发明设计一种二合一集成结构的加氢装置，将反应进料炉和分馏塔底重沸炉设计成为一体式加氢装置，从而有效减少炉子的一次性投资且提高炉子效率，具有良好的应用前景和市场价值。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，设计提供一种结构集成式加氢装置，减少整套设备的外部占地面积和炉墙散热损失，并采用辐射传热和对流传热方式以提高其效率。

为了实现上述目的，本发明涉及的结构集成式加氢装置主体结构包括燃烧器、分馏塔底重沸炉辐射炉管、辐射室、反应进料炉辐射炉管、反应进料炉辐射炉管管架、衬里、分馏塔底重沸炉辐射炉管吊钩、钢结构框架、分馏塔底重沸炉对流炉管、对流室、烟囱和转油线，内空式立体结构的整体加氢装置的内部中下端分隔形成2-8个辐射室，辐射室的中央垂直方向架设有反应进料炉辐射炉管管架，反应进料炉辐射炉管管架上间隔式平行排列制有相互连通的反应进料炉辐射炉管，反应进料炉辐射炉管的两侧等间距排列设有燃烧器，排列成矩阵状的燃烧器固定设置在辐射室的底端，燃烧器的火焰向上燃烧用于向反应进料炉辐射炉管均匀传热；加氢装置的整体外围结构由钢结构框架组合构成，钢结构框架的内侧设置有衬里，辐射室上端内外两侧的衬里上分别固定嵌设有分馏塔底重沸炉辐射炉管吊钩，分馏塔底重沸炉辐射炉管吊钩上固定悬吊式制有相互连通的分馏塔底重沸炉辐射炉管，用于接收燃烧器的单面火焰辐射以加热油品介质；辐射室的上部顶端中间处连通式对接制有对流室，对流室中均匀排列式制有相互连通的分馏塔底重沸炉对流炉管，用于对流吸收烟气热量，分馏塔底重沸炉对流炉管的下端管口通过转油线与辐射室中内侧的分馏塔底重沸炉辐射炉管密封对接，对流室的顶端密封式对接制有烟囱用于排放烟气。

本发明中涉及的分馏塔底重沸炉辐射炉管的方向与辐射室底端垂直，反应进料炉辐射炉管的方向与辐射室底端平行；所述对流室的个数为1或与辐射室的个数相同，即一个辐射室单独对应连通一个对流室，或所有辐射室共同对应连通一个对流室。

本发明涉及的结构集成式加氢装置的运行原理和过程为：待加热的油气混相介质A自辐射室内上部的反应进料炉辐射炉管流入，并沿着反应进料炉辐射炉管逐渐向下流动，在流动过程中吸收燃烧器的双面辐射热量，待达到工艺要求的温度和汽化率后自辐射室内下部的反应进料炉辐射炉管流出；待加热的油气混相介质B自对流室内上部的分馏塔底重沸炉对流炉管流入，并沿着分馏塔底重沸炉对流炉管逐渐向下流动，在流动过程中以对流方式吸收烟气的热量，对流吸热量占介质总吸热量的20％～30％，随后待加热的油气混相介质二通过管间转油线流入辐射室中内侧的分馏塔底重沸炉辐射炉管中，并沿着分馏塔底重沸炉辐射炉管逐渐流动，在流动过程中吸收燃烧器的单面辐射热量，待达到工艺要求的温度和汽化率后自辐射室中外侧的分馏塔底重沸炉辐射炉管顶部流出。

本发明与现有技术相比，采用集成式结构设计节省原材料和成本投资，并减少占地面积，使装置整体布置更加合理紧凑；其炉墙外表面积减小，即散热面积减小，在相同的炉墙壁温下，炉墙散热损失减少，以提高炉效率；由于分馏塔底重沸炉辐射炉管沿着每排燃烧器间隔布置，仅需要从半数的燃烧器吸收热量，能够灵活方便地调节分馏塔底重沸炉管辐射管内介质吸收的热负荷；辐射室与对流室直接连通对应，不但省去了传统反应进料炉至分馏塔底重沸炉对流室之间的烟道，而且使对流室的烟气温度场、遮蔽管热强度分布更为均匀；该加氢装置整体结构简单，原理可靠，设计科学合理，制造成本低，使用环境友好。

附图说明：

图1为本发明的的主体结构原理剖面示意图。

图2为本发明的主体结构俯视原理示意图。

具体实施方式：

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明并不仅局限于下列实施方式。

实施例1：

本实施例涉及的结构集成式加氢装置的主体结构包括燃烧器1、分馏塔底重沸炉辐射炉管2、辐射室3、反应进料炉辐射炉管4、反应进料炉辐射炉管管架5、衬里6、分馏塔底重沸炉辐射炉管吊钩7、钢结构框架8、分馏塔底重沸炉对流炉管9、对流室10、烟囱11和转油线12，内空式立体结构的整体加氢装置的内部中下端分隔形成2-8个辐射室3，辐射室3的中央垂直方向架设有反应进料炉辐射炉管管架5，反应进料炉辐射炉管管架5上间隔式平行排列制有相互连通的反应进料炉辐射炉管4，反应进料炉辐射炉管4的两侧等间距排列设有燃烧器1，排列成矩阵状的燃烧器1固定设置在辐射室3的底端，燃烧器1的火焰向上燃烧用于向反应进料炉辐射炉管4均匀传热；加氢装置的整体外围结构由钢结构框架8组合构成，钢结构框架8的内侧设置有衬里6，辐射室3上端内外两侧的衬里6上分别固定嵌设有分馏塔底重沸炉辐射炉管吊钩7，分馏塔底重沸炉辐射炉管吊钩7上固定悬吊式制有相互连通的分馏塔底重沸炉辐射炉管2，用于接收燃烧器1的单面火焰辐射以加热油品介质；辐射室3的上部顶端中间处连通式对接制有对流室10，对流室10中均匀排列式制有相互连通的分馏塔底重沸炉对流炉管9，用于对流吸收烟气热量，分馏塔底重沸炉对流炉管9的下端管口通过转油线12与辐射室3中内侧的分馏塔底重沸炉辐射炉管2密封对接，对流室10的顶端密封式对接制有烟囱11用于排放烟气。

本实施例中涉及的分馏塔底重沸炉辐射炉管2的方向与辐射室3底端垂直，反应进料炉辐射炉管4的方向与辐射室3底端平行；所述对流室10的个数为1或与辐射室3的个数相同，即一个辐射室3单独对应连通一个对流室10，或所有辐射室3共同对应连通一个对流室10。

本实施例涉及的结构集成式加氢装置的运行原理和过程为：待加热的油气混相介质A自辐射室3内上部的反应进料炉辐射炉管4流入，并沿着反应进料炉辐射炉管4逐渐向下流动，在流动过程中吸收燃烧器1的双面辐射热量，待达到工艺要求的温度和汽化率后自辐射室3内下部的反应进料炉辐射炉管4流出；待加热的油气混相介质B自对流室10内上部的分馏塔底重沸炉对流炉管9流入，并沿着分馏塔底重沸炉对流炉管9逐渐向下流动，在流动过程中以对流方式吸收烟气的热量，对流吸热量占介质总吸热量的20％～30％，随后待加热的油气混相介质二通过管间转油线12流入辐射室3中内侧的分馏塔底重沸炉辐射炉管2中，并沿着分馏塔底重沸炉辐射炉管2逐渐流动，在流动过程中吸收燃烧器1的单面辐射热量，待达到工艺要求的温度和汽化率后自辐射室3中外侧的分馏塔底重沸炉辐射炉管2顶部流出。

实施例2：

本实施例涉及的结构集成式加氢装置在与实施例1中相同的基础上，提供进一步的优选技术方案：辐射室3两侧的分馏塔底重沸炉辐射炉管2，能够每间隔一排燃烧器1而均匀排列设置，使得分馏塔底重沸炉辐射炉管2主要接受距离最近的燃烧器1的辐射热量，以实现灵活方便地调节分馏塔底重沸炉辐射炉管2内介质吸收的热负荷。

Claims (2)

1.一种结构集成式加氢装置，其特征在于主体结构包括燃烧器、分馏塔底重沸炉辐射炉管、辐射室、反应进料炉辐射炉管、反应进料炉辐射炉管管架、衬里、分馏塔底重沸炉辐射炉管吊钩、钢结构框架、分馏塔底重沸炉对流炉管、对流室、烟囱和转油线，内空式立体结构的整体加氢装置的内部中下端分隔形成2-8个辐射室，辐射室的中央垂直方向架设有反应进料炉辐射炉管管架，反应进料炉辐射炉管管架上间隔式平行排列制有相互连通的反应进料炉辐射炉管，反应进料炉辐射炉管的两侧等间距排列设有燃烧器，排列成矩阵状的燃烧器固定设置在辐射室的底端，燃烧器的火焰向上燃烧用于向反应进料炉辐射炉管均匀传热；加氢装置的整体外围结构由钢结构框架组合构成，钢结构框架的内侧设置有衬里，辐射室上端内外两侧的衬里上分别固定嵌设有分馏塔底重沸炉辐射炉管吊钩，分馏塔底重沸炉辐射炉管吊钩上固定悬吊式制有相互连通的分馏塔底重沸炉辐射炉管，用于接收燃烧器的单面火焰辐射以加热油品介质；辐射室的上部顶端中间处连通式对接制有对流室，对流室中均匀排列式制有相互连通的分馏塔底重沸炉对流炉管，用于对流吸收烟气热量，分馏塔底重沸炉对流炉管的下端管口通过转油线与辐射室中内侧的分馏塔底重沸炉辐射炉管密封对接，对流室的顶端密封式对接制有烟囱用于排放烟气。

2.根据权利要求1所述的结构集成式加氢装置，其特征在于所述分馏塔底重沸炉辐射炉管的方向与辐射室底端垂直，反应进料炉辐射炉管的方向与辐射室底端平行；所述对流室的个数为1或与辐射室的个数相同，即一个辐射室单独对应连通一个对流室，或所有辐射室共同对应连通一个对流室。