CN104371754B - 乙烯裂解炉 - Google Patents

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Abstract

本发明属于石油化工领域的生产设备，具体涉及一种乙烯裂解炉，包括炉体内设置的裂解管，所述裂解管的管壁外布设有电阻丝，所述裂解管两端分别设有进料口和出料口，所述裂解管为至少两个且各裂解管之间相互平行，所述电阻丝穿插设置在各裂解管之间。本发明设计旨在对现有的管式乙烯裂解炉进行适当改进，采用电阻丝加热技术，使电能转化为热能来提供乙烯裂解炉中烷烃裂解的所需要的能量，以提高乙烯裂解炉裂解选择性，降低反应器能耗，减少大气污染。

Description

乙烯裂解炉
技术领域
本发明属于石油化工领域的生产设备，具体涉及一种乙烯裂解炉。
背景技术
随着石化工业的发展,乙烯装置的规模不断扩大，许多石化公司投入大量的资金和技术力量去研究新型的乙烯裂解炉。通过理论与实践的结合，研究人员了解了烃类裂解的原理和反应动力学，根据这些知识建立数学模型，并利用计算机技术将多门学科有效的结合起来，促进了乙烯裂解炉技术的发展。为了提高乙烯裂解炉的性能，研究人员对辐射管构型进行了多样化的设计，使得能够提高原料的转化率和产物的选择性、收率。20世纪60年代初期,乙烯裂解炉辐射段炉管为水平布置,停留时间长且能力小,60年代后期开始采用垂直排列的辐射段炉管,70年代开始采用分支管,在80年代主要集中在降低停留时间以提高乙烯、丙烯的选择性。为了克服乙烯裂解炉的产物选择性不高，研究人员从原料入手，改变反应器，使得反应器能够灵活适应多种原料，不仅仅只限于气体原料，还从乙烷、 液化石油气、 石脑油、 柴油出发，改进现有的乙烯裂解炉。为了提高乙烯裂解炉的使用寿命，研究人员寻找一系列的抑制结焦的方法，在很大程度上减少了裂解管内的结焦，但是，却不能从根本上消除结焦影响。总的来说，技术人员一直在解决传统乙烯裂解炉中所存在的各种问题，却没有考虑到乙烯生产技术要适应新的国内国外环境，一味的提高乙烯的产量，却忽视了新技术的开发对能源的需求以及对环境影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种乙烯裂解炉，该乙烯裂解炉不会对环境造成污染，同时提高了能源的利用率。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：一种乙烯裂解炉，包括炉体内设置的裂解管，所述裂解管的管壁外布设有电阻丝，所述裂解管两端分别设有进料口和出料口，所述裂解管为至少两个且各裂解管之间相互平行，所述电阻丝穿插设置在各裂解管之间；
进一步的，所述炉体内设有电阻丝陶瓷框，所述电阻丝的两端固定在电阻丝陶瓷框的两个对边上；
进一步的，所述炉体内还设有两块相互平行的密封钢板，所述裂解管的两端分别穿过两块密封钢板且裂解管的管壁与密封钢板之间密封连接；
进一步的，所述两块密封钢板彼此相对的板面上均设有用于安装电阻丝陶瓷框的连接部，所述连接部呈条槽状，所述电阻丝陶瓷框的两条对边即固定电阻丝的两条对边分别卡接在两块密封钢板的连接部的条槽内；
所述两块密封钢板的外侧各设有一个密封罩，所述密封罩与密封钢板围合成密封腔体，所述裂解管与该密封腔体连通，所述两个密封腔体上分别设有进料管和出料管；
所述电阻丝呈螺旋状盘绕设置；
所述进料管和出料管均至少设有三个。
本发明的技术效果在于：
提高经济性
由于电阻丝乙烯管式裂解炉没有设置对流段,设计直接使用电阻丝加热原料油进行气化。而且电阻丝乙烯管式裂解炉没有排烟损失，使得热损失降低。天然气、甲烷、助燃性气体以及液体燃料的运输、储存和安全维护需要大量资金，这就使得生产成本较高。改用电阻丝乙烯管式裂解炉，不需要任何气液燃料，因此可以省去这些资金的投入。
提高安全性
传统乙烯裂解炉在乙烯生产过程中，直接利用火焰喷头燃烧加热裂解管，裂解管长期处于火焰燃烧中,材料的内部结构会发生变化,降低了生产的安全性。电阻丝乙烯管式裂解炉采用电阻丝产热以传热形式间接加热裂解管，避免火焰直接接触裂解管，这样，使得裂解管材料比较稳定，有效提高了裂解管的使用寿命。燃料的运输与储存也存在不安全性。道路运输、管道运输、以及石油工厂内部燃料的储存，都存在危险性。电阻丝乙烯管式裂解炉的设计则可以降低上述危险性。
提高环保性
传统乙烯裂解炉燃料燃烧会产生大量温室气体，导致全球温室效应的加重，对环境危害很大，电阻丝乙烯管式裂解炉采用电阻丝加热，不会产生任何污染性气体，有效的降低温室气体对环境的危害性。
提高能量的利用率
在传统乙烯裂解炉生产过程中，会排放大量的烟道气，随着烟道气的排放会带走大量的能量，导致生产过程中能量的利用率较低。电阻丝乙烯管式裂解炉，采用电阻丝加热，不会产生任何烟道气，使得能量损失降低，以提高生产过程中能量的利用效率。
附图说明
图1是本发明的俯视图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是图2的B-B剖视图；
图4是本发明的电阻丝陶瓷框结构示意图；
图5是本发明的电阻丝陶瓷框与钢板连接部卡接结构示意图；
图6是图5的C-C剖视图；
图7是本发明裂解管与密封钢板连接结构示意图。
具体实施方式
下述实施例是对于本发明内容的进一步说明以作为对本发明技术内容的阐释，但本发明的实质内容并不仅限于下述实施例所述，本领域的普通技术人员可以且应当知晓任何基于本发明实质精神的简单变化或替换均应属于本发明所要求的保护范围。
如图1、2所示一种乙烯裂解炉，包括炉体10内设置的裂解管11，所述裂解管11的管壁外布设有电阻丝12，所述裂解管11两端分别设有进料口和出料口，所述裂解管11为至少两个且各裂解管11彼此间相互平行，所述电阻丝12穿插设置在各裂解管11之间空隙中。
如图2所示，所述炉体10内还设有两块相互平行的密封钢板13，所述裂解管11的两端分别穿过两块密封钢板13且裂解管11的管壁与密封钢板13之间密封连接。裂解管11两端采用螺母固定在乙烯裂解炉两端的密封钢板13上，利用垫片、垫圈、螺母等紧固件，将裂解管11紧紧固定在密封钢板13上，使得进口原料气与裂解管11加热段隔绝开来。如图7所示，采用两端拉丝的裂解管11与螺母133匹配，裂解管11上端与密封钢板13固定时，与密封钢板13紧连的上部依次为耐高温密封垫片131、密封垫圈132、螺母133，与密封钢板13紧连的下部依次为耐高温密封垫片131、密封垫圈132、螺母133，利用螺母133紧固作用，将裂解管11与密封钢板13连接在一起。密封钢板两端的耐高温密封垫片131在螺母的作用下，起到密封的作用，使得使得进口原料气与裂解管11加热段隔绝开来。裂解管11下端与密封钢板13连接与上面所述相同。
如图3、5、6所示，所述两块密封钢板13的内侧板面上均设有用于安装电阻丝陶瓷框17的连接部18，所述连接部18呈条槽状，所述电阻丝陶瓷框17的两条对边即固定电阻丝12的两条对边分别卡接在两块密封钢板13的连接部13的条槽内。
如图1、2所示，所述两块密封钢板13的外侧各设有一个密封罩14，所述密封罩14与密封钢板13围合成密封腔体，所述裂解管11与该密封腔体连通，所述两个密封腔体上分别设有进料管15和出料管16，所述进料管15和出料管16均至少设有三个。所述密封腔体是裂解原料的缓冲空间，从进料管15进入到缓冲空间的原料，再通过连接在密封钢板13上的裂解管11进行裂解，生成乙烯。生成的乙烯再进入到下端密封腔体中，最后通过出料管16输出。
如图4、6所示，如图所述炉体10内设有电阻丝陶瓷框17，所述电阻丝12的两端固定在电阻丝陶瓷框17的两个对边上。所述电阻丝12呈螺旋状盘绕设置。本设计所采用的电阻丝12为弹簧式电阻丝,可以提高电阻丝12的发热性能。弹簧式电阻丝通过两端旋钮19固定在耐高温的陶瓷框17上,耐高温陶瓷框17内部对各电阻丝12进行连接,形成一个完整的电路。再将电阻丝陶瓷框17竖直插入焊接在乙烯裂解炉上下密封钢板13上的凹槽内，外部通过导线,将电阻丝陶瓷框17连接成一通路,外加电源对电阻丝12进行加热。
上述结构的优点在于：对乙烯裂解炉进行维修时，电阻丝12的安装和拆卸比较方便，可直接将电阻丝陶瓷框17从密封钢板13上的凹槽中抽出进行操作。如需更换新的电阻丝12，直接打开旋钮19，进行更换，也可以更换整块电阻丝陶瓷框17。在实际生产过程中，需要改变电阻丝12所提供的热量时，可通过改变外部电压或者电流，同样，也可以通过增加或者减少电阻丝12的根数来达到所要求的目标。

Claims (3)

1.一种乙烯裂解炉，其特征在于：包括炉体(10)内设置的裂解管(11)，所述裂解管(11)的管壁外布设有电阻丝(12)，所述裂解管(11)两端分别设有进料口和出料口，所述裂解管(11)为至少两个且各裂解管(11)彼此间相互平行，所述电阻丝(12)穿插设置在各裂解管(11)之间空隙中；所述炉体(10)内设有电阻丝陶瓷框(17)，所述电阻丝(12)的两端固定在电阻丝陶瓷框(17)的两个对边上；所述炉体(10)内还设有两块相互平行的密封钢板(13)，所述裂解管(11)的两端分别穿过两块密封钢板(13)且裂解管(11)的管壁与密封钢板(13)之间密封连接；所述两块密封钢板(13)的内侧板面上均设有用于安装电阻丝陶瓷框(17)的连接部(18)，所述连接部(18)呈条槽状，所述电阻丝陶瓷框(17)的两条对边即固定电阻丝(12)的两条对边分别卡接在两块密封钢板(13)的连接部(18)的条槽内；所述电阻丝(12)呈螺旋状盘绕设置，电阻丝(12)为弹簧式电阻丝。
2.根据权利要求1所述的乙烯裂解炉，其特征在于：所述两块密封钢板(13)的外侧各设有一个密封罩(14)，所述密封罩(14)与密封钢板(13)围合成密封腔体，所述裂解管(11)与该密封腔体连通，所述两个密封腔体上分别设有进料管(15)和出料管(16)。
3.根据权利要求2所述的乙烯裂解炉，其特征在于：进料管(15)和出料管(16)均至少设有三个。
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