CN2146655Y - 二级急冷锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种急冷锅炉，用在乙烯裂解 装置。根据结焦理论将传统一台急冷锅炉分为两部 分，第一部分以很快的速度将高温裂解气冷却至 650℃左右，终止二次反应结焦；第二部分采用较大 换热管，尽可能多地回收裂解气热量。其特点是换热 管由大小管径两部分组成。可根据裂解炉管构型设 计成单根或多根换热套管。异径管二级急冷锅炉解 决了两台急冷锅炉连接管线配置复杂，乙烯损失多， 操作周期短的难题。同时适用于石脑油、柴油裂解工 艺。

Description

本实用新型涉及一种与裂解炉相配套的急冷热交换装置。具体地说，是一种采用换热套管的二级急冷锅炉。

急冷锅炉主要用于乙烯裂解装置，进行高温裂解气的冷却和热量回收，是乙烯装置中工艺性非常强的必不可少的关键设备之一。

目前已成功用于生产的急冷锅炉有：美国斯通－韦勃斯特（SW）公司的USX＋TLX型急冷锅炉、福斯特－惠斯勒（FW）公司的直接蒸汽产生器（DSG型急冷锅炉）、日本三菱油化公司的三菱输送管线换热器（M－TLX型急冷锅炉）、Frima Borsig公司的包尔西格（Borsig）型急冷锅炉、西德斯密特公司的Schmidt型急冷锅炉、埃克森公司开发的直冷式急冷锅炉等都是较先进的急冷锅炉，其中USX型和Schmidt型急冷锅炉是目前国内外较广泛使用的两种型式的急冷锅炉。

超选择性套管式急冷锅炉（USX型急冷锅炉）是SW公司的专利技术，它是配合超选择性裂解炉（USC炉）于1966年开发出的一种套管急冷锅炉，与TLX型急冷锅炉一起组成二级急冷锅炉技术，1969年实现工业化，主要用在USC炉、毫秒炉装置上，运转情况较好。但两级换热管长达20米，裂解气在管内停留时间约0.3秒，结焦快，只适用于石脑油裂解工艺，并且制造费用高。

Schmidt型急冷锅炉是斯密特公司的专利技术，其特点是采用双套管和椭圆管板技术，主要用在短停留时间（SRT）炉和梯度动力学裂解（GK）Ⅱ型炉上，运转情况较好。但因是采用一级急冷技术，结焦快，操作周期短，一般运行30－60天需清焦，劳动强度大。

选择性管线换热器（SLE型急冷锅炉）是Schmidt公司和SW公司合作的最新产品。据报道运转效果较理想，换热管长5－7米，裂解气在管内停留时间约0.02秒，并且压降低，运转周期长达两年以上。但处理能力小，一台裂解炉需配置72台SLE型急冷锅炉，配置管线复杂，操作、维修困难，影响了其推广使用。

本实用新型的目的是提供一种结构简单、操作性能优良的急冷锅炉，它能抑制反应结焦，减少乙烯损失，延长操作周期，多回收裂解气热量，简化配置管线，检修方便，同时适用于石脑油、柴油裂解工艺。

为达到上述目的，对急冷锅炉进行了改进，主要是换热管采用了异径换热套管结构。根据裂解、反应、聚合、结焦理论，将传统的一台急冷锅炉分成两部分：第一部分以尽快的速度将高温裂解气降至650℃左右，终止二次反应结焦，延长操作周期；第二部分采用较大换热面来尽可能多地回收裂解气高位能热量，使一台急冷锅炉具有二级急冷的功能，裂解气在管内停留时间约0.015秒，抑制了反应、聚合结焦，减少了乙烯损失，延长操作周期。

本实用新型所述的异径管二级急冷锅炉的特征是换热管采用由大小管径两部分组成，前半部分按一级急冷锅炉要求设计，可在0.015秒内将高温裂解气冷却至650℃左右，终止二次反应、结焦、减少乙烯损失，延长清焦周期；后半部分按二级急冷锅炉要求设计，采用较大换热面，热量回收多。根据裂解炉型异径换热套管可设计成单根或多根，一台急冷锅炉可以由单根异径换热套管或多根异径换热套管组成。单根异径换热套管的大、小管用法兰和变径弯头连接，多根异径换热套管的大、小管由变径管连接，单根异径换热套管可以通入保护蒸汽保护管口和防止结焦。

应用本实用新型的急冷锅炉，具有抑制反应结焦，减少乙烯损失，延长操作周期，简化配置管线，并且操作、维修方便，同时适用于石脑油、柴油裂解工艺的优点。它不但容量大，而且适用于新建、扩建和已有炉子改造时使用。

图〔1〕为多根异径换热套管结构示意图，图〔2〕为单根异径换热套管结构示意图。

根据裂解炉型换热管可设计成单根或多根（见附图1、2）。单根异径换热套管急冷锅炉主要由外管〔3、7〕，内管〔2、6〕和同心布置的入口保护管〔12〕、出入口缩口型管板〔11、13〕、法兰〔9〕、变径弯头〔10〕组成。从裂解炉管出来的高温裂解气从接口〔a〕进入，经过入口保护管〔12〕、小内管〔2〕、变径弯头〔10〕、大内管〔6〕与内外管间的锅炉给水〔c〕换热，产生高压蒸汽，蒸汽从接口〔d〕引出到汽包，裂解从接口〔b〕引出。850℃的裂解气通过小内管〔2〕约0.015秒，可将温度降至650℃左右，终止二次反应结焦，减少乙烯损失0.75％以上。从外界引入5－10％的中压稀释蒸汽从保护蒸汽入口〔e〕通入，经过入口保护管〔12〕与小内管〔2〕的环隙向裂解气喷蒸汽，以保护管口和防止结焦。多根异径换热套管急冷锅炉由入口扁圆集气管〔1〕和内管〔2、6〕、外管〔3、7〕、变径管〔4、5〕及出口扁圆集气管〔8〕组成。从裂解炉管出来的裂解气通过接口〔a〕进入小内管〔2〕、内变径管〔4〕、大内管〔6〕，从接口〔b〕引出到裂解气集气管。锅炉给水从接口〔c〕引入到集气管〔1〕进入内外管环隙间，与850℃的裂解气换热，产生高压蒸汽，从集气管接口〔d〕引入汽包。裂解气约0.015秒通过小内管〔2〕，将温度降至650℃左右，终止二次反应、聚合结焦，减少乙烯损失0.75％以上。约三年清焦一次，操作维护性能优越。缩口型管板〔11、13〕、扁圆管〔1、8〕这两种连接方法，已被广泛应用。

最新开发的SLE型急冷锅炉综合了Schmidt和USX型急冷锅炉的优点，它与一般急冷锅炉相比，乙烯收率少损失0.75％，清焦周期达2年以上，本实用新型所述的异径管二级急冷锅炉不但具有SLE的特点，并且操作性能和维护性比SLE更为优越。

Claims (4)

1、一种用于乙烯裂解装置的急冷锅炉，它由入口分配器、换热套管、出入口管板组成，其特征在于换热套管采用异径换热套管结构。

2、根据权利要求1所述的急冷锅炉，其特征在于异径换热套管可为单根或多根。

3、根据权利要求2所述的急冷锅炉，其特征在于异径换热套管由大、小管径两部分组成，单根异径换热套管的大、小管用法兰和变径弯头连接，多根异径换热套管的大、小管由变径管连接。

4、根据权利要求2或3所述的急冷锅炉，其特征在于单根异径换热套管入口处设有蒸汽保护装置。

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