CN202509043U - 一种乙烯裂解炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种乙烯裂解炉，属于石油化工领域。本实用新型中的辐射段内单排排布有多个小组的辐射炉管，每个辐射炉管的第一程管和第二程管之间均采用弯管连接件连接，每个辐射炉管的弯管连接件位于炉管中心线所在平面的一侧；每个小组包括多个两程2-1型立式炉管，每个小组内，第一程管与第二程管交替排布，在每个小组内相邻两个辐射炉管的弯管连接件的侧视投影是以炉管中心线平面对称的。本实用新型结构简单，具有较好的机械性能，其弯管连接件的对称布置增加了炉管排布的适用性；辐射炉管的交替排布使辐射炉管受热均匀，提高了辐射传热效率，有效延长了裂解炉的运行周期，提高了裂解炉的在线率。

Description

一种乙烯裂解炉

技术领域

本实用新型属于石油化工领域，具体涉及一种乙烯裂解炉。

背景技术

在乙烯装置中，裂解炉是核心设备，而辐射盘管的设计是决定裂解选择性、提高裂解产品烯烃收率和提高对不同裂解原理适应性的关键。改进辐射盘管的结构和排布，成为管式裂解炉技术发展中最核心的部分。20多年来，相继出现了单排分支变径管、混排分支变径管、不分支变径管、单程等径管等不同结构的辐射盘管。

为使原料消耗大大降低、维持适当的运转周期和具有较好的原料适应性，目前大多数公司均采用两程(18～28m)分支变径或两程变径高选择性炉管，将停留时间控制在0.15～0.25s。第一程管采用小直径炉管，利用它比表面积大的特点达到快速升温的目的，第二程管采用较大直径的炉管以降低对结焦敏感性的影响。

采用2-1型两程炉管，通常八小组炉管配一台急冷锅炉；专利号为FP1146105的专利公开了具有这样炉管结构排布的裂解炉：两程辐射段炉管垂直排列在辐射段炉膛里，一程管和二程管的直管排列在一个平面里，一程直管和二程管分别通过S形管与一个弯管连接，一程管和二程管的S形管分别平行，连接弯管可以是半圆形、半椭圆形或半卵形，各弯管与直管所在平面所成角度相同。

炉管的排列方式从最初的单排发展到双排，对单排而言，相同的能力需要更大的占地面积，其优势是炉管径向温度分布均匀，存在遮蔽的情况较少；对双排而言，大大缩小了裂解炉的占地面积，但遮蔽的状况比较严重，影响了炉管径向温度分布，而且其第一程、第二程管之间的连接容易引起炉管的弯曲。

裂解炉辐射炉管结构也由简单的、柔性较差的弯头连接向柔性较好的弯管连接发展。

但是在现有技术中，辐射炉管的一程管与二程管分别集中布置，这就导致辐射炉管不同排布位置的一程、二程炉管受热不均匀，辐射传热效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种乙烯裂解炉，其结构简单，能实现裂解炉大型化，以及在相同的裂解炉生产能力下尽可能减少裂解炉的占地面积，同时使得辐射炉管受热均匀，提高辐射传热效率，有效延长裂解炉的运行周期，提高裂解炉的在线率。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种乙烯裂解炉，包括辐射段5、燃烧器8、对流段4、急冷锅炉6和高压汽包3；

在所述辐射段5内排布有辐射炉管7，多个辐射炉管7组成一个小组，多个小组组成一个大组，在所述辐射段5内排布有多个大组；此处分组是为了与急冷锅炉、进料系统等相互匹配；

每个辐射炉管7均为两程2-1型立式炉管，其第一程管1为入口管，包括两根管，第二程管2为出口管，包括一根管；

所述辐射段5内所有的辐射炉管7单排排布，即所有辐射炉管7的第一程管1和第二程管2的炉管中心线均位于同一个平面C内；

每个小组包括奇数个辐射炉管7；在每个小组内，第一程管1与第二程管2交替排列，即与每个辐射炉管7的第一程管1相邻的一定有一个第二程管2；

每个辐射炉管7的第一程管1和第二程管2的底部通过弯管连接件连接；

每个所述弯管连接件为一立体结构的组合件，其包括连接在一起的S型弯管和对称回弯管；

每个辐射炉管7的弯管连接件位于所述平面C的一侧；在每个小组内，相邻的两个辐射炉管7的弯管连接件分别排布在所述平面C的两侧，且两者的侧视投影是以平面C对称的，因此本实用新型结构对称而且简单，其结构柔性大，具有较好的机械性能。

所述对称回弯管为弧形或半圆形或半椭圆形或抛物线形的连接件。

所述对称回弯管与所述S型弯管组合形成倒Ω型连接件。

每个所述辐射炉管7的第一程管1的两根管的底部分别与Y型管的两个入口连接。

所述弯管连接件与所述Y型管的连接方式有两种，一种是：所述S型弯管的一端与所述Y型管的出口连接，所述对称回弯管的一端与S型弯管的另一端连接，对称回弯管的另一端与第二程管2的入口端连接。

另一种是：所述对称回弯管的一端与Y型管的出口连接，对称回弯管的另一端与S型弯管的一端连接，S型弯管的另一端与第二程管2的入口端连接。

在所述辐射炉管7上设置有强化传热构件，包括任何类型，比如可以是扭曲片炉管传热构件。可以每个辐射炉管上均安装也可以不安装；如安装则焊接在辐射炉管7上。

所述辐射炉管7的管径均为等径或分段变径或连续变径；

所述急冷锅炉6采用线性急冷锅炉，每一个辐射炉管7与一个线性急冷锅炉6直接连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型的辐射炉管为单排排布的，辐射炉管的第一程管与第二程管采用弯管连接件连接，不同组的弯管连接件在侧视投影图上是以炉管中心线平面对称的，该结构的柔性大，具有较好的机械性能，而且，当回弯管的出口直接与第二程管的入口连接时，有利于避免焦的冲刷和积聚；

(2)第一程管与第二程管之间的弯管连接件间隔布置于炉管中心线所在平面的两侧，增加了炉管排布的灵活性；

(3)辐射炉管的第一程管和第二程管在辐射段中交替排布，使辐射炉管受热均匀，提高了辐射传热效率，可以有效延长裂解炉的运行周期，提高了裂解炉的在线率。

附图说明

图1是本实用新型的乙烯裂解炉的结构示意图。

图2-1是本实用新型中的辐射炉管的第一个实施例的主视图，该实施例包括5个2-1型炉管。

图2-2是本实用新型中的辐射炉管的第一个实施例的侧视图。

图2-3是本实用新型中的辐射炉管的第一个实施例的俯视图。

图3-1是本实用新型中的辐射炉管的第二个实施例的主视图。该实施例包括7个2-1型炉管。

图3-2是本实用新型中的辐射炉管的第二个实施例的侧视图。

图3-3是本实用新型中的辐射炉管的第二个实施例的俯视图。

图4是本实用新型中的辐射炉管的第三个实施例的俯视图，该实施例为10个2-1型炉管组成1大组辐射炉管。

图5是本实用新型中的辐射炉管的第四个实施例的俯视图，该实施例为10个2-1型炉管组成1大组辐射炉管。

图中，1为第一程管，2为第二程管，3为高压汽包，4为对流段，5为辐射段，6为急冷锅炉，7为辐射炉管，8为燃烧器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述：

如图1所示，一种裂解炉，包括高压汽包3、对流段4、辐射段5、燃烧器8和急冷锅炉6，在所述辐射段5内排布有多组辐射炉管7。

图2是本实用新型中辐射炉管7的第一个实施例，由5个两程2-1型立式辐射炉管组成一小组，第一程管1与第二程管2交替排布，具体如图2-3所示，中间的直线为所述平面C的投影，在该直线上依次排列的是：第一个辐射炉管的两根第一程管、第四个辐射炉管的第二程管、第二个辐射炉管的两根第一程管、第五个辐射炉管的第二程管、第三个辐射炉管的两根第一程管、第一个辐射炉管的第二程管、第四个辐射炉管的两根第一程管、第二个辐射炉管的第二程管、第五个辐射炉管的两根第一程管和第三个辐射炉管的第二程管。从图2-3可以看出，第一个辐射炉管、第二个辐射炉管和第三个辐射炉管的弯管连接件位于所述平面C的一侧，而第四个辐射炉管和第五个辐射炉管的弯管连接件位于所述平面C的另一侧，位于所述平面C两侧的弯管连接件的侧视投影以以平面C对称。

图3是本实用新型中辐射炉管7的第二个实施例，由7个两程2-1型立式辐射炉管组成一小组，第一程管1与第二程管2交替排布。具体如图3-3所示，依次排列的是：第一个辐射炉管的两根第一程管、第五个辐射炉管的第二程管、第二个辐射炉管的两根第一程管、第六个辐射炉管的第二程管、第三个辐射炉管的两根第一程管、第七个辐射炉管的第二程管、第四个辐射炉管的两根第一程管、第一个辐射炉管的第二程管、第五个辐射炉管的两根第一程管、第二个辐射炉管的第二程管、第六个辐射炉管的两根第一程管、第三个辐射炉管的第二程管、第七个辐射炉管的两根第一程管和第四个辐射炉管的第二程管。从图3-3可以看出，第一个辐射炉管、第二个辐射炉管、第三个辐射炉管和第四个辐射炉管的弯管连接件位于所述平面C的一侧，而第五个辐射炉管、第六个辐射炉管和第七个辐射炉管的弯管连接件位于所述平面C的另一侧，位于所述平面C两侧的弯管连接件的侧视投影以平面C对称。

图4是本实用新型中的辐射炉管的第三个实施例的俯视图，该实施例包括2小组第一个实施例中的辐射炉管，即包括10个2-1型炉管组成，第一个小组里的5个辐射炉管与第二个小组里的5个辐射炉管以位于两小组之间的中心线呈镜像对称。

图5是本实用新型中的辐射炉管的第四个实施例的俯视图，该实施例包括2小组第一个实施例中的辐射炉管，即包括10个2-1型炉管组成，第一个小组里的5个辐射炉管与第二个小组里的5个辐射炉管的排布方式完全一致。

下面以图2为例详细说明本实用新型的具体实施方式，但本实用新型不局限于该具体实施方式。

本实施例中，辐射段5的炉膛内部高度为13700mm、宽度为3550mm、长度为22945mm。由第一程管1和第二程管2组成一个2-1型排列的单排。两程立式辐射炉管，每排均布置第一程管1及第二程管2，且第一程管1和第二程管2交错排列，在第一程管1和第二程管2之间采用半圆形弯管连接件(即S型弯管和对称弯管组成的组合件为半圆形)连接；裂解物料由第一程管1引入，由第二程管2引出。第一程管1下部与所述的半圆形弯管连接件的一端固定连接；辐射炉管的第二程管2包括一根出口管，其与所述的回弯管连接件的另一端固定连接。不同小组间的回弯管连接件以平面C对称。第一程管1和第二程管2的长度均为13800mm。具体应用时，以5个炉管为一小组，辐射段5内可以布置12个小组的辐射炉管，可以采用图4或图5所示的排布方式。每个辐射炉管的出口连接一个线性急冷锅炉6。辐射炉管通过顶部的恒力弹簧吊架悬挂。辐射炉管管径的范围是：第一程管1的内径是45mm～60mm，第二程管2的内径是65mm～75mm

所述辐射段5的供热是由燃烧器8提供的，燃烧器8包括底部燃烧器和侧壁燃烧器，其中底部燃烧器提供70％的热量。

所述急冷锅炉6采用线性急冷锅炉，每一个2-1型辐射炉管与一个线性急冷锅炉直接连接。

本实用新型适用于对现有裂解炉进行扩能改造，可节省投资，提高经济效益。如果是对现有裂解炉进行改造，则底部燃烧器的供热比率以及急冷锅炉的形式根据具体情况可以保留原设计的形式。

在专利CN201276508中，每一个回弯管连接件以平面C为对称面，同一组辐射炉管中各个辐射炉管的回弯管连接件分上下两层交叉排布。而在本实用新型中，每个辐射炉管的弯管连接件位于炉管中心线所在平面的一侧，同一小组的弯管连接件的侧视投影以炉管中心线平面对称，这种结构，增加了炉管排布的灵活性。

上述技术方案只是本实用新型的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本实用新型公开了原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本实用新型上述具体实施例所描述的结构，因此前面描述的只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (9)

1.一种乙烯裂解炉，包括辐射段(5)、燃烧器(8)、对流段(4)、急冷锅炉(6)和高压汽包(3)；其特征在于：

在所述辐射段(5)内排布有辐射炉管(7)，多个辐射炉管(7)组成一个小组，多个小组组成一个大组，在所述辐射段(5)内排布有多个大组；

每个辐射炉管(7)均为两程2-1型立式炉管，其第一程管(1)为入口管，包括两根管，第二程管(2)为出口管，包括一根管；

所述辐射段(5)内所有的辐射炉管(7)单排排布，即所有辐射炉管(7)的第一程管(1)和第二程管(2)的炉管中心线均位于同一个平面C内；

每个小组包括奇数个辐射炉管(7)；在每个小组内，第一程管(1)与第二程管(2)交替排列，即与每个辐射炉管(7)的第一程管(1)相邻的一定有一个第二程管(2)；

每个辐射炉管的第一程管(1)和第二程管(2)通过弯管连接件连接；

每个所述弯管连接件为一立体结构的组合件，其包括连接在一起的S型弯管和对称回弯管；

每个辐射炉管(7)的弯管连接件位于所述平面C的一侧；在每个小组内，相邻的两个辐射炉管(7)的弯管连接件分别排布在所述平面C的两侧，且两者的侧视投影是以平面C对称的。

2.根据权利要求1所述的乙烯裂解炉，其特征在于：所述对称回弯管为弧形或半圆形或半椭圆形或抛物线形的连接件。

3.根据权利要求2所述的乙烯裂解炉，其特征在于：所述对称回弯管与S型弯管组合而成倒Ω型连接件。

4.根据权利要求3所述的乙烯裂解炉，其特征在于：每个所述辐射炉管(7)的第一程管(1)的两根管的底部分别与Y型管的两个入口连接。

5.根据权利要求4所述的乙烯裂解炉，其特征在于：所述S型弯管的一端与所述Y型管的出口连接，所述对称回弯管的一端与S型弯管的另一端连接，对称回弯管的另一端与第二程管(2)的入口端连接。

6.根据权利要求4所述的乙烯裂解炉，其特征在于：所述对称回弯管的一端与Y型管的出口连接，对称回弯管的另一端与S型弯管的一端连接，S型弯管的另一端与第二程管(2)的入口端连接。

7.根据权利要求1所述的乙烯裂解炉，其特征在于：在所述辐射炉管(7)上设置有强化传热构件，所述强化传热构件包括扭曲片炉管传热构件，其焊接在所述辐射炉管(7)上。

8.根据权利要求1至7任一所述的乙烯裂解炉，其特征在于：所述辐射炉管(7)的管径均为分段变径或连续变径。

9.根据权利要求1所述的乙烯裂解炉，其特征在于：所述急冷锅炉(6)采用线性急冷锅炉，每一个辐射炉管(7)与一个线性急冷锅炉(6)直接连接。

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