CN117264653A - 裂解气急冷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及乙烯裂解炉技术领域，尤其涉及一种裂解气急冷系统。该裂解气急冷系统包括预热器、裂解炉、急冷换热器和高压汽包；其中，预热器、裂解炉和急冷换热器首尾闭环连通，预热器的壳程流通有裂解原料和稀释蒸汽，预热器的管程流通有经急冷换热器降温后的裂解气。高压汽包与急冷换热器闭环连通，高压汽包内的饱和水能够流动至急冷换热器壳程并与急冷换热器管程内的裂解气进行热交换；饱和水换热后形成饱和蒸汽水混合物能够流回高压汽包。急冷换热器的管程的一端连通裂解炉，急冷换热器的管程的另一端连通预热器的管程，以使降温后的裂解气能够流入预热器继续急冷。该裂解气急冷系统能够减少裂解炉的碳排放，节约能源，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及乙烯裂解炉技术领域，尤其涉及一种裂解气急冷系统。
背景技术
通常，在裂解炉高温裂解乙烯的过程中，需要将产生的裂解气迅速冷却下来，防止高温裂解气发生二次反应，从而影响乙烯产品的回收率。
现有技术中通常是通过在换热器的壳程中流通低温饱和水，在换热器的管程中流通高温裂解气，通过低温饱和水和高温裂解气进行热交换，从而对高温裂解气进行降温冷却。这种冷却方式虽然能够实现对裂解气进行冷却的目的，但是裂解炉所需求的供热量依旧很大，由于裂解炉通常是通过燃烧甲烷氢气体燃料进行供热，因此，现有技术中的裂解气急冷系统存在裂解炉的碳排放大、能耗高、投资成本高的问题。
因此，亟需设计一种裂解气急冷系统，来解决以上技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种裂解气急冷系统，能够减少裂解炉的碳排放，节约能源，降低成本。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种裂解气急冷系统，包括预热器、裂解炉、急冷换热器和高压汽包；其中，所述预热器、所述裂解炉和所述急冷换热器首尾闭环连通，所述预热器的壳程流通有裂解原料和稀释蒸汽，所述预热器的管程流通有经所述急冷换热器降温后的裂解气；
所述高压汽包与所述急冷换热器闭环连通，所述高压汽包内的饱和水能够流动至所述急冷换热器壳程并与所述急冷换热器管程内的所述裂解气进行热交换；所述饱和水换热后形成饱和蒸汽水混合物能够流回所述高压汽包；
所述急冷换热器的管程的一端连通所述裂解炉，所述急冷换热器的管程的另一端连通所述预热器的管程，以使降温后的所述裂解气能够流入至所述预热器。
作为一种裂解气急冷系统的可选技术方案，所述裂解炉内设置有辐射炉管，所述辐射炉管与所述急冷换热器的管程连通。
作为一种裂解气急冷系统的可选技术方案，所述辐射炉管设置为多个，且多个所述辐射炉管等间隔设置。
作为一种裂解气急冷系统的可选技术方案，所述裂解气急冷系统还包括第一管路，所述第一管路的一端连通所述预热器的壳程，所述第一管路的另一端连通所述裂解炉。
作为一种裂解气急冷系统的可选技术方案，所述裂解气急冷系统还包括第二管路，所述第二管路的一端连通所述裂解炉，所述第二管路的另一端连通所述急冷换热器的管程。
作为一种裂解气急冷系统的可选技术方案，所述裂解气急冷系统还包括第三管路，所述第三管路的一端连通所述急冷换热器的管程，所述第三管路的另一端连通所述预热器的管程。
作为一种裂解气急冷系统的可选技术方案，所述裂解气急冷系统还包括第四管路，所述第四管路的一端连通所述高压汽包，所述第四管路的另一端连通所述急冷换热器的壳程，以使所述饱和水能够流动至所述急冷换热器的壳程与所述裂解气进行换热。
作为一种裂解气急冷系统的可选技术方案，所述裂解气急冷系统还包括第五管路，所述第五管路的一端连通所述急冷换热器的壳程，所述第五管路的另一端连通所述高压汽包，以使所述饱和蒸汽水混合物能够流回所述高压汽包。
作为一种裂解气急冷系统的可选技术方案，所述裂解气急冷系统还包括进料管路和出料管路，所述进料管路连通所述预热器的壳程，所述出料管路连通所述预热器的管程。
作为一种裂解气急冷系统的可选技术方案，所述预热器为管壳式换热器，所述急冷换热器为线性套管式换热器或者管壳式换热器。
本发明的有益效果至少包括：
本发明提供一种裂解气急冷系统，该裂解气急冷系统包括预热器、裂解炉、急冷换热器和高压汽包；其中，预热器、裂解炉和急冷换热器首尾闭环连通，预热器的壳程流通有裂解原料和稀释蒸汽，预热器的管程流通有经急冷换热器降温后的裂解气。高压汽包与急冷换热器闭环连通，高压汽包内的饱和水能够流动至急冷换热器壳程并与急冷换热器管程内的裂解气进行热交换；饱和水换热后形成饱和蒸汽水混合物能够流回高压汽包。急冷换热器的管程的一端连通裂解炉，急冷换热器的管程的另一端连通预热器的管程，以使降温后的裂解气能够流入至预热器。本发明中的裂解气急冷系统结构简单，通过预热器和急冷换热器的设置，使得经过急冷换热器冷却后的裂解气能够再次进行高温热能回收，并将这部分热量用于对预热器壳程中的裂解原料和稀释蒸汽进行预热，从而降低了裂解炉所需的供热量，降低碳排放，节约成本，保护环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的裂解气急冷系统的结构示意图。
附图标记
100、预热器；200、裂解炉；210、辐射炉管；300、急冷换热器；400、高压汽包；
10、第一管路；20、第二管路；30、第三管路；40、第四管路；50、第五管路；60、进料管路；70、出料管路。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
本实施例提供一种裂解气急冷系统，该裂解气急冷系统能够减少裂解炉所需要的供热量，从而降低裂解炉的碳排放量，节约能源，降低成本，保护环境。
如图1所示，本实施例提供一种裂解气急冷系统，该裂解气急冷系统主要包括预热器100、裂解炉200、急冷换热器300和高压汽包400；其中，预热器100、裂解炉200和急冷换热器300首尾闭环连通，预热器100的壳程流通有裂解原料和稀释蒸汽，预热器100的管程流通有经急冷换热器300降温后的裂解气。高压汽包400与急冷换热器300闭环连通，高压汽包400内的饱和水能够流动至急冷换热器300壳程并与急冷换热器300管程内的裂解气进行热交换；饱和水换热后形成饱和蒸汽水混合物能够流回高压汽包400。急冷换热器300的管程的一端连通裂解炉200，急冷换热器300的管程的另一端连通预热器100的管程，以使降温后的裂解气能够流入至预热器100。
基于以上设计，请继续参考图1，本实施例中的裂解炉200内设置有多个辐射炉管210，且多个辐射炉管210等间隔设置，进而提高辐射炉管210对裂解原料裂解的均匀性。例如，辐射炉管210可以设置为10个、20个、30个等数量。辐射炉管210与急冷换热器300的管程连通，从而有利于经过裂解工艺后的裂解气能够顺利流动至急冷换热器300的管程内并与饱和水进行热交换，使得裂解气能够被迅速冷却掉，避免发生二次反应，提高产品回收率。
可选地，本实施例中的预热器100可以设置为管壳式换热器，急冷换热器300可以设置为线性套管式换热器或者管壳式换热器。需要说明的是，管壳式换热器和线性套管式换热器均为现有技术中不同类型的换热器，此处对其具体结构不做详细赘述。
具体而言，请继续参考图1，本实施例中裂解气急冷系统还包括进料管路60、出料管路70、第一管路10、第二管路20、第三管路30、第四管路40以及第五管路50。其中，进料管路60连通预热器100的壳程，出料管路70连通预热器100的管程，第一管路10的一端连通预热器100的壳程，第一管路10的另一端连通裂解炉200，这样使得裂解原料和稀释蒸汽(温度约200℃)能够流经进料管路60、预热器100的壳程后流动至第一管路10中，并由第一管路10流动至裂解炉200的辐射炉管210内进行裂解工艺。第二管路20的一端连通裂解炉200，第二管路20的另一端连通急冷换热器300的管程。这样使得经过高温裂解后产生的裂解气(温度约800℃)能够由第二管路20流动至急冷换热器300的管程中。第四管路40的一端连通高压汽包400，第四管路40的另一端连通急冷换热器300的壳程，以使饱和水能够流动至急冷换热器300的壳程与裂解气进行换热，第五管路50的一端连通急冷换热器300的壳程，第五管路50的另一端连通高压汽包400，以使饱和蒸汽水混合物能够流回高压汽包400。高温裂解气通过急冷换热器300的管程被饱和水急冷后得到被降温的裂解气(温度约500℃)，饱和水吸收裂解气的热量后形成饱和蒸汽水混合物能够流回高压汽包400。高压汽包400可以与锅炉水源连通，这样利用饱和蒸汽水混合物对锅炉水源进行加热，提高能量利用率，节约成本。
进一步地，第三管路30的一端连通急冷换热器300的管程，第三管路30的另一端连通预热器100的管程。这样使得经过急冷降温后的裂解气能够由第三管路30流动至预热器100的管程内对预热器100壳程内的裂解原料和稀释蒸汽进行加热，这样使得预热器100能够实现对裂解气高温热能的回收，以便用于对裂解原料和稀释蒸汽进行预热，从而降低裂解炉200所需的供热量，降低碳排放。然后，预热器100管程内的裂解气完成对裂解原料和稀释蒸汽的预热后，由出料管路70排出至下游工艺段。出料管路70中的裂解气的温度约350℃。
本实施例中的裂解气急冷系统结构简单，通过预热器100和急冷换热器300的设置，使得经过急冷换热器300冷却后的裂解气能够再次进行高温热能回收，并将这部分热量用于对预热器100壳程中的裂解原料和稀释蒸汽进行预热，从而降低了裂解炉200所需的供热量，降低碳排放，节约成本，保护环境。同时，还能够减小裂解炉200的供热规模，简化裂解炉200的对流段结构，缩小高压汽包400的体积，从而使得该裂解气急冷系统体积小型化，节省安装空间，便于装配和投资成本。
此外，通常烯烃工厂不需要过多的高压蒸汽，因此，本实施例中通过将急冷换热器300冷却后的裂解气引入预热器100中的方式，能够减少饱和蒸汽水混合物(即，高压蒸汽)的产生，缩小高压汽包400的体积，提高烯烃工厂的经济效益。
显然，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
注意，在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
Claims (10)
1.裂解气急冷系统，其特征在于，包括预热器(100)、裂解炉(200)、急冷换热器(300)和高压汽包(400)；其中，所述预热器(100)、所述裂解炉(200)和所述急冷换热器(300)首尾闭环连通，所述预热器(100)的壳程流通有裂解原料和稀释蒸汽，所述预热器(100)的管程流通有经所述急冷换热器(300)降温后的裂解气；
所述高压汽包(400)与所述急冷换热器(300)闭环连通，所述高压汽包(400)内的饱和水能够流动至所述急冷换热器(300)壳程并与所述急冷换热器(300)管程内的所述裂解气进行热交换；所述饱和水换热后形成饱和蒸汽水混合物能够流回所述高压汽包(400)；
所述急冷换热器(300)的管程的一端连通所述裂解炉(200)，所述急冷换热器(300)的管程的另一端连通所述预热器(100)的管程，以使降温后的所述裂解气能够流入所述预热器(100)。
2.根据权利要求1所述的裂解气急冷系统，其特征在于，所述裂解炉(200)内设置有辐射炉管(210)，所述辐射炉管(210)与所述急冷换热器(300)的管程连通。
3.根据权利要求2所述的裂解气急冷系统，其特征在于，所述辐射炉管(210)设置为多个，且多个所述辐射炉管(210)等间隔设置。
4.根据权利要求1所述的裂解气急冷系统，其特征在于，所述裂解气急冷系统还包括第一管路(10)，所述第一管路(10)的一端连通所述预热器(100)的壳程，所述第一管路(10)的另一端连通所述裂解炉(200)。
5.根据权利要求1所述的裂解气急冷系统，其特征在于，所述裂解气急冷系统还包括第二管路(20)，所述第二管路(20)的一端连通所述裂解炉(200)，所述第二管路(20)的另一端连通所述急冷换热器(300)的管程。
6.根据权利要求1所述的裂解气急冷系统，其特征在于，所述裂解气急冷系统还包括第三管路(30)，所述第三管路(30)的一端连通所述急冷换热器(300)的管程，所述第三管路(30)的另一端连通所述预热器(100)的管程。
7.根据权利要求1所述的裂解气急冷系统，其特征在于，所述裂解气急冷系统还包括第四管路(40)，所述第四管路(40)的一端连通所述高压汽包(400)，所述第四管路(40)的另一端连通所述急冷换热器(300)的壳程，以使所述饱和水能够流动至所述急冷换热器(300)的壳程与所述裂解气进行换热。
8.根据权利要求1所述的裂解气急冷系统，其特征在于，所述裂解气急冷系统还包括第五管路(50)，所述第五管路(50)的一端连通所述急冷换热器(300)的壳程，所述第五管路(50)的另一端连通所述高压汽包(400)，以使所述饱和蒸汽水混合物能够流回所述高压汽包(400)。
9.根据权利要求1所述的裂解气急冷系统，其特征在于，所述裂解气急冷系统还包括进料管路(60)和出料管路(70)，所述进料管路(60)连通所述预热器(100)的壳程，所述出料管路(70)连通所述预热器(100)的管程。
10.根据权利要求1所述的裂解气急冷系统，其特征在于，所述预热器(100)为管壳式换热器，所述急冷换热器(300)为线性套管式换热器或者管壳式换热器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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