CN205676422U - 一种乙烯裂解炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种乙烯裂解炉，该乙烯裂解炉包括：高压汽包、对流段、辐射段、急冷锅炉和燃烧器；在辐射段内排布有辐射炉管；辐射炉管包括第一程管、第二程管和弯管连接件；辐射炉管的第一程管和第二程管的炉管中心线均位于同一个平面C内；每个辐射炉管的弯管连接件位于平面C的一侧；在每个小组内，相邻的两个辐射炉管的弯管连接件分别排布在平面C的两侧，且两者的侧视投影是以平面C对称的。每个小组包括多个两程分支型型立式炉管，第一程管与第二程管分别集中布置。本实用新型具有较好的机械性能，避免炉管弯曲，改善炉管受热状况，使其受热均匀，有效延长裂解炉的运行周期，提高裂解炉在线率。

Description

一种乙烯裂解炉

技术领域

本实用新型涉及石油化工领域，更具体地，涉及一种石油化工生产用乙烯裂解炉。

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。

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。

采用2-1型两程炉管，通常八小组炉管配一台急冷锅炉；专利文件EP1146105B1公开了具有这样炉管结构排布的裂解炉(图4、图5)：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，各弯管与直管所在平面所成角度相同。

现有技术中也有采用弯头连接的炉管(如图6)。专利文件CN201276508Y公开了一种乙烯裂解炉，每一个炉管的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。上述这些辐射炉管的排布灵活性不好，炉管结构柔性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提出一种改善工艺性能的同时，改善受热状况且机械性能得到改善的辐射炉管；通过增加炉管排布的灵活性，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。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种乙烯裂解炉，该乙烯裂解炉包括：高压汽包3、对流段4、辐射段5、急冷锅炉6和燃烧器8；

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。

所述辐射炉管7为两程分支型立式炉管，包括第一程管1、第二程管2和弯管连接件；所述第一程管1包括依次固定连接的入口管9、三通构件10和直管11；所述弯管连接件包括固定连接的S型弯管12和回弯管13；所述S型弯管12与所述直管11固定连接；所述第二程管2为出口管14，其与所述回弯管13固定连接；

每个小组中，所述第一程管1和所述第二程管2分别集中布置；

辐射段5内所有的辐射炉管7单排排布，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，且两者的侧视投影以平面C对称。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型的裂解炉采用的辐射炉管克服了常规2-1型炉管(第一程与第二程管之间采用弯头连接)机械性能差的缺点，因而此种炉管构型机械性能好，且能同各种型式急冷锅炉相匹配。

(2)本实用新型的辐射炉管为单排排布，辐射炉管的第一程管与第二程管之间采用弯管连接件连接，该结构不仅柔性大，具有较好的机械性能，而且回弯管的出口直接与第二程管的入口连接时，有利于避免焦对S弯管的冲刷和积聚。

(3)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以保证弯管之间保持一定的间距，有利于一大组布置较多炉管。

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，图2-2，图2-3是本实用新型中辐射炉管的第一种实施方式的主视图、侧视图和俯视图。

图3是本实用新型中辐射炉管的第二种实施方式的俯视图。

图4、图5是现有技术热解加热炉的简化示意图。

图6是现有技术裂解炉中辐射炉管的结构排布示意图。

上述图中标号说明如下：

1-第一程管，2-第二程管，3-高压汽包，4-对流段，5-辐射段，6-急冷锅炉，7-辐射炉管，8-燃烧器，9-入口管，10-三通构件，11-直管，12-S型弯管，13-回弯管，14-出口管。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。

本实用新型提供一种乙烯裂解炉，该乙烯裂解炉包括：高压汽包3、对流段4、辐射段5、急冷锅炉6和燃烧器8；

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。

所述辐射炉管7为两程分支型立式炉管，例如可以为常规的两程2-1型或2/1-1型立式辐射炉管，所述辐射炉管7包括第一程管1、第二程管2和弯管连接件；所述第一程管1包括依次固定连接的入口管9、三通构件10和直管11；所述弯管连接件包括固定连接的S型弯管12和回弯管13；所述S型弯管12与所述直管11固定连接；所述第二程管2为出口管14，其与所述回弯管13固定连接；

每个小组中，所述第一程管1和所述第二程管2分别集中布置；

所述辐射段5内所有的辐射炉管7单排排布，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，且两者的侧视投影以平面C对称。

在一种优选实施方式中，每个大组中，相邻小组的辐射炉管7的弯管连接件以位于两小组之间的中心线呈镜像对称。

在一种优选实施方式中，每个辐射炉管7包括2-4根入口管9和1-3个三通构件10，当入口管为两根时，炉管为2-1或2/1-1，当入口管为三根时，炉管为3-1或3/1-1，当入口管为四根时，炉管为4-1或4/2-1。

在一种优选实施方式中，所述回弯管13为弧形、半圆形、半椭圆形或抛物线形。

在一种优选实施方式中，所述弯管连接件俯视投影成“L”型。

在一种优选实施方式中，所述辐射炉管7的管径为等径或分段变径或连续变径。

进一步优选地，所述辐射炉管7的管径均为分段变径或连续变径。

所述辐射炉管7的管径均为：第一程管1的内径是42mm～60mm，第二程管2的内径是60mm～85mm；更为优选地，第一程管1的内径是45mm～55mm，第二程管2的内径是65mm～80mm。

在一种优选实施方式中，所述急冷锅炉6为线性急冷锅炉或者传统急冷锅炉。每个辐射炉管7的出口管与线性急冷锅炉直接连接或者每一大组的辐射炉管7汇合后与传统急冷锅炉相连接。

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，也可以全部采用底部燃烧器提供100％的热量。

实施例1

图2-1、图2-2和图2-3是本实用新型中一组辐射炉管7的主视图、侧视图和俯视图，由6个两程2-1型分支变径辐射炉管(其中，第一程管1的内径是45mm～55mm，第二程管2的内径是65mm～80mm)组成一个小组，第一程管1与第二程管2分别集中布置，第一程炉管总数为12根，第二程炉管总数为6根；如图2-3所示，中间的直线为第一程管1和第二程管2的炉管中心线所在平面C的投影，在该直线上依次排列第一至第六个辐射炉管的第一程管、第一至第六个辐射管的第二程管。从图2-3可以看出，第一个辐射炉管、第三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的一侧，而第二个辐射炉管、第四个辐射炉管和第六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，如图2-2所示。

实施例2

图3是本实用新型中一大组辐射炉管7的俯视图，其包括2个小组实施例1中的辐射炉管，即12个两程2-1型立式辐射炉管，中间的水平直线为所述平面C的投影，每个小组中第一个辐射炉管、第三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的一侧，而第二个辐射炉管、第四个辐射炉管和第六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。第一个小组里的6个辐射炉管与第二个小组里的6个辐射炉管以位于两小组之间的中心线呈镜像对称。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (9)

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

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；

所述辐射炉管(7)为两程分支型立式炉管，包括第一程管(1)、第二程管(2)和弯管连接件；所述第一程管(1)包括依次固定连接的入口管(9)、三通构件(10)和直管(11)；所述弯管连接件包括固定连接的S型弯管(12)和回弯管(13)；所述S型弯管(12)与所述直管(11)固定连接；所述第二程管(2)为出口管(14)，其与所述回弯管(13)固定连接；

每个小组中，所述第一程管(1)和所述第二程管(2)分别集中布置；

辐射段(5)内所有的辐射炉管(7)单排排布，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，且两者的侧视投影以平面C对称。

2.根据权利要求1所述的乙烯裂解炉，其特征在于，每个大组中，相邻小组的辐射炉管(7)的弯管连接件以位于两小组之间的中心线呈镜像对称。

3.根据权利要求1所述的乙烯裂解炉，其特征在于，每个辐射炉管(7)包括2-4根入口管(9)和1-3个三通构件(10)。

4.根据权利要求1所述的乙烯裂解炉，其特征在于，所述回弯管(13)为弧形、半圆形、半椭圆形或抛物线形。

5.根据权利要求1所述的乙烯裂解炉，其特征在于，所述弯管连接件俯视投影成“L”型。

6.根据权利要求1所述的乙烯裂解炉，其特征在于，所述辐射炉管(7)的管径为等径或分段变径或连续变径。

7.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)为线性急冷锅炉或者传统急冷锅炉。

8.根据权利要求7所述的乙烯裂解炉，其特征在于，每个辐射炉管(7)的出口管与线性急冷锅炉直接连接。

9.根据权利要求7所述的乙烯裂解炉，其特征在于，每一大组的辐射炉管(7)汇合后与传统急冷锅炉相连接。