CN203878107U - 一种乙烯裂解炉的两程辐射炉管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种乙烯裂解炉的两程辐射炉管。辐射炉管的第一程炉管为椭圆形炉管，第二程炉管为圆形炉管；第一程炉管和第二程炉管之间采用椭圆-圆过渡管件连接。椭圆形炉管的横截面在长轴两端分别设置有弧形凸起。本实用新型增大了第一程管换热表面积，减小了相邻炉管的遮蔽效应，从而减小了冷区面积，提高了有效换热面积，使辐射传热更加均匀。在改善裂解工艺性能同时具有良好机械性能。

Description

一种乙烯裂解炉的两程辐射炉管

技术领域

本实用新型涉及裂解炉领域，更进一步说，涉及一种乙烯裂解炉的两程辐射炉管。

背景技术

石油化工乙烯装置中乙烯裂解炉广泛采用的辐射段炉管构型为两程炉管。

目前，世界上重要的乙烯裂解技术提供商主要有美国LUMMUS公司、Stone&Webster公司、欧洲的德国Linde公司、Technip(KTI)公司以及中国所开发的CBL裂解炉。关于乙烯裂解炉辐射盘管构型，各个公司的两程炉管都有自己的特点，具体如下：

美国LUMMUS公司：采用4-1、5-1、8-1等两程炉管；

美国Stone&Webster公司：采用1-1(U)型炉管；

德国Linde公司：采用2-1两程炉管；

Technip(荷兰KTI)公司：采用2-1、1-1(U)型两程炉管；

中国开发的CBL裂解技术，采用2-1型和改进2-1型两程炉管。

所有的乙烯裂解炉的专利商设计的两程炉管均采用圆形炉管。

裂解炉反应的起始是吸热反应，需要吸收大量的热量以达到裂解反应温度。所以通常对于两程炉管来说第一程管都要选择小管径，以获得大表面积，达到大量吸热快速升温的效果。

一般来说，小管径炉管对结焦较为敏感，尤其是现在炉管排布越来越密集，相邻炉管间遮蔽越来越严重，这就导致同一根炉管受双面辐射传热时迎火面温度高，相邻炉管间受遮蔽影响温度较低，造成实际有效换热面积减小，炉管受热不均匀，结果是高温区易结焦，炉管易弯曲变形。

实用新型内容

为解决现有技术中出现的问题，本实用新型提供了一种乙烯裂解炉的两程辐射炉管。在改善裂解工艺性能同时具有良好机械性能。

本实用新型的目的是提供一种乙烯裂解炉的两程辐射炉管。

辐射炉管的第一程炉管为椭圆形炉管，第二程炉管为圆形炉管；第一程炉管和第二程炉管之间采用椭圆-圆过渡管件连接。

其中，

椭圆形炉管的横截面在长轴两端分别设置有弧形凸起。

所述第一程炉管数量是m个，第二程炉管数量是n个，且1≤m≤5，1≤n≤3。

所述第一程炉管和第二程炉管中的各个炉管均为垂直吊挂，并垂直于辐射传热区的中线。

第一程炉管和第二程炉管的中心线沿辐射室中线分布，且第一程炉管和第二程炉管的中心线位于同一个平面上。

本实用新型可以通过以下技术方案实现的：

所述辐射炉管构型第一程管是椭圆形炉管，第二程管是圆形炉管。

所述辐射炉管构型第一程管椭圆形炉管数量是m个，第二程管圆形炉管数量是n个。第一程管椭圆形炉管数量和第二程管圆形炉管数量的比值是m：n，且1≤m≤5，1≤n≤3。第一程管椭圆形炉管和第二程管圆形炉管之间采用椭圆-圆过渡管件连接，且过渡件流道数的数量比值与炉管数量比值相同。

所述的椭圆形炉管截面在长轴两端有两个弧形凸起。

第一程管椭圆形炉管和第二程管圆形炉管的中心线沿辐射室中线分布，且第一程管椭圆形炉管和第二程管圆形炉管的中心线位于同一个平面上。

辐射炉管构型中的各个炉管均为垂直吊挂，并垂直于所述辐射传热区的中线。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)第一程炉管是椭圆炉管，较圆形炉管来说增大了表面积，有利于裂解反应的进行。

(2)第一程炉管是椭圆炉管，较圆形炉管来说减小了相邻炉管间的遮蔽效应，最大程度的减小了冷区面积(S2<S1)，保证炉管径环向表面上的温度分布均匀，减轻了结焦的程度，进而延长了裂解炉的运行周期。

(3)椭圆形炉管截面在长轴两端有两个弧形凸起，可以起到减小管内流体边界层、增加传热效果的作用。

附图说明

图1现有技术的1-1构型炉管

图2现有技术的2-1构型炉管

图3本实用新型的1-1构型炉管

图4本实用新型的2-1构型炉管

图5现有技术炉管截面图

图6本实用新型的炉管截面图1

图7本实用新型的炉管截面图2

附图标记说明：

1–椭圆形炉管；2–圆形炉管；3–椭圆-圆过渡管件；4–圆-圆过渡管件；5–弧形凸起；6–现有技术圆形炉管间冷区示意；7–本实用新型的椭圆炉管间冷区示意；S1–圆形炉管间的冷区范围；S2–椭圆形炉管间的冷区范围。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本实用新型。

具体说来，为了克服现有1-1型和2-1型炉管第一程管都是圆形炉管的缺点，本实用新型将第一程管设计成椭圆形炉管，第二程管是圆形炉管。增大了第一程管换热表面积，减小了相邻炉管的遮蔽效应，从而减小了冷区面积，提高了有效换热面积，使辐射传热更加均匀。

实施例1

如图3所示，第一程炉管是椭圆形炉管、第二程管是圆形炉管的1-1型炉管。第一程管椭圆形炉管数量是1个，第二程管圆形炉管数量是1个。辐射炉管构型中的各个炉管均为垂直吊挂，并垂直于所述辐射传热区的中线。第一程管椭圆形炉管和第二程管圆形炉管之间采用椭圆-圆过渡管件连接，其结构是由一个椭圆的构型向一个圆构型过渡。

第一程管椭圆形炉管和第二程管圆形炉管的中心线沿辐射室中线分布，且第一程管椭圆形炉管和第二程管圆形炉管的中心线位于同一个平面上。椭圆形炉管截面在长轴两端有两个弧形凸起。

实施例2

如图4所示，第一程炉管是椭圆形炉管、第二程管是圆形炉管的2-1型炉管。第一程管椭圆形炉管数量是2个，第二程管圆形炉管数量是1个。辐射炉管构型中的各个炉管均为垂直吊挂，并垂直于所述辐射传热区的中线。第一程管椭圆形炉管和第二程管圆形炉管之间采用椭圆-圆过渡管件连接，其结构是由两个椭圆的构型向一个圆构型过渡。

第一程管椭圆形炉管和第二程管圆形炉管的中心线沿辐射室中线分布，且第一程管椭圆形炉管和第二程管圆形炉管的中心线位于同一个平面上。椭圆形炉管截面在长轴两端有两个弧形凸起。

上述技术方案只是本实用新型的几种最为典型的实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本实用新型公开了应用方法和原理的基础上，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方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。炉管的布置型式不限于各个图所列，本实用新型辐射段炉管可用于新建裂解炉或对裂解炉进行扩能改造。

Claims (5)

1.一种乙烯裂解炉的两程辐射炉管，其特征在于：

辐射炉管的第一程炉管为椭圆形炉管，第二程炉管为圆形炉管；第一程炉管和第二程炉管之间采用椭圆-圆过渡管件连接。

2.如权利要求1所述的乙烯裂解炉的两程辐射炉管，其特征在于：

椭圆形炉管的横截面在长轴两端分别设置有弧形凸起。

3.如权利要求1所述的乙烯裂解炉的两程辐射炉管，其特征在于：

所述第一程炉管数量是m个，第二程炉管数量是n个，且1≤m≤5，1≤n≤3。

4.如权利要求1～3之一所述的乙烯裂解炉的两程辐射炉管，其特征在于：

所述第一程炉管和第二程炉管中的各个炉管均为垂直吊挂，并垂直于辐射传热区的中线。

5.如权利要求4所述的乙烯裂解炉的两程辐射炉管，其特征在于：

第一程炉管和第二程炉管的中心线沿辐射室中线分布，且第一程炉管和第二程炉管的中心线位于同一个平面上。