CN87204914U - 新型裂解炉 - Google Patents

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方邦铻
茅文星
张松龙
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Research Institute Of Chemical Machinery Ministry Of Chemical Industry Beijing Institute Of Chemical Industry
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Research Institute Of Chemical Machinery Ministry Of Chemical Industry Beijing Institute Of Chemical Industry
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Abstract

本实用新型包括一种由辐射段、对流段、炉体、燃烧器及裂解气急冷废热锅炉组成，其特征是：(1)对流段采用了稀释汽二次混合工艺，较传统裂解炉节约10.8～12.1％的燃料。(2)辐射段裂解炉管采用了2—1型或8—2—1型的构型，裂解的物料停留时间缩短至0.2秒，压力降至0.2～0.53×105帕。(3)底部燃烧器采用火焰扁平、刚直、噪音小的二重消音内混式蒸汽雾化烧嘴。(4)炉体采用了单面斜吊顶式的结构。
本实用新型适合于裂解凝析油、石脑油和轻柴油。

Description

新型裂解炉
本实用新型为烃类的裂解炉。它适应从凝析油至轻柴油的裂解。
传统的烃类裂解炉由对流段、辐射段、燃烧器、炉体（包括炉架）及裂解气急冷废热锅炉五部分组成。传统的烃类裂解炉的对流段烯释蒸汽的加入是根据不同的烃类原料选择相同或不同的加入口一次加入，稀释蒸汽与烃类原料混合，并在对流段加热至横跨温度（物料横跨温度指物料进入辐射段裂解炉管的温度，烟气横跨温度指烟气离开辐射段的温度）进入辐射段裂解炉管进行裂解。辐射段裂解炉管采用分枝变径多程管或分枝等径多程管或等径单程管，在炉膛内呈单排或双排排列。采用双面辐射或单面辐射的加热形式。对不同的烃类原料或相同的烃类原料，根据不同的工艺条件可以获得相同或不同的效果。
本实用新型将传统的裂解炉对流段的一次蒸汽混合改成二次混合，具体实施的办法如图1对流段示意图。原料烃类A经过流量调节伐1进入对流段的原料予热器Ⅰ，予热至部分汽化。稀释蒸汽C经过流量调节伐2保持与原料烃类的重量比一定，进入稀释蒸汽第一过热器Ⅲ，过热至一定的温度，一部份过热的稀释蒸汽（一次蒸汽）经稀释蒸汽调节伐3与部分汽化的原料烃类在第一混合器4中混合，使原料烃类达到完全汽化，并过热5～10℃，而后再经过原料过热器Ⅳ过热至传统裂解炉的横跨温度。另一部分过热的稀释蒸汽（二次蒸汽）再经过稀释蒸汽第二过热器Ⅵ过热到800～850℃与从原料过热器Ⅳ出来的原料烃类一稀释蒸汽混合物迅速在第二混合器5中混合，H再均匀分配至辐射段裂解炉管进行裂解反应。此外对流段还设有锅炉给水B予热器Ⅱ予热裂解气急冷废热锅炉的给水G及超高压蒸汽D过热器V过热由裂解气急冷废热锅炉付产的超高压蒸汽E。
稀释蒸汽二次混合工艺提高了物料（原料烃类与稀释蒸汽的混合物）进入辐射段裂解炉管的温度（即横跨温度）。在维持裂解温度不变的情况下，裂解全馏分石脑油时，二次蒸汽混合的横跨温度比传统的一次蒸汽混合的横跨温度提高45～55℃，裂解气出辐射段裂解炉管的温度降低4～6℃。相应的烟气横跨温度降低20～25℃，辐射段裂解炉管表面的最高管壁温度和与最低管壁温度差降低15～20℃，全炉的燃料热负荷降低10.8％～12.1％。见表1。一次稀释蒸汽的用量不超过稀释蒸汽总用量的10～25％。
本实用新型裂解炉辐射段裂解炉管采用2－1型的构型和8－2－1构型的分枝变径双程管见图2和图3，它吸收了传统的分枝变径多程管的优点，其特点采用了小口径的管子，低质量流速，达到了亚超短停留时间（裂解物料在辐射段裂解炉管内的平均停留时间为0.2秒左右），同时有效的降低了辐射段裂解炉管的压力降（△P＝0.35～0.53×105帕），改善了辐射段裂解炉管内物料的烃分压，提高了裂解选择性。相应的辐射段裂解炉管在炉膛内采用了单双排排列的方法，见图4，4组2－1型排列、图5，8－2－1型排列。
本实用新型燃烧器分二种：一种为侧壁气体燃料烧咀，一种为底部油－气联合烧咀。本实用新型底部油－气联合烧咀采用二重消音内混式蒸汽雾化油气联合烧咀。其特点在于它的雾化器的油喷孔且与蒸汽通道呈Y型，有二重消音结构。因此，它具有雾化性能好、燃烧稳定、火焰扁平富有刚性、噪音低等优点。
本实用新型的裂解炉炉体采用了单面斜吊顶结构。在传统的门字炉的基础上，将烟窗（烟气J由辐射段至对流段的通道）对侧的辐射段炉顶采用单面斜吊顶结构，消除了这部分烟气的涡流，强化了辐射传热。见图6单面斜吊顶结构示意图。斜顶的垂直夹角不大于35°。
本实用新型典型的裂解凝析油、石脑油及轻柴油的工艺参数及裂解气各组分收率分别见表2、表3、表4。
附    图    说    明
图1、对流段示意图
A－原料烃类        B－锅炉给水        C－稀释蒸汽        D－由汽包来饱和超高压蒸汽        E－过热超高压蒸汽        G－锅炉给水去汽包        H－物料去辐射段裂解炉管        J－烟气由辐射段来        K－烟气至引风机        F－流量调节        L－汽包液位调节        T－温度调节
原料烃类A经流量调节伐1进入对流段的原料予热器Ⅰ。稀释蒸汽C经过流量调节伐2保持与原料烃类的重量比一定，进入稀释蒸汽第一过热器Ⅲ，一部分过热的稀释蒸汽（一次蒸汽）经稀释蒸汽调节伐3与部分汽化的原料烃类在第一混合器4中混合，再经过原料过热器Ⅳ。另一部分过热的稀释蒸汽（二次蒸汽）再经过稀释蒸汽第二过热器Ⅵ与从原料过热器Ⅳ出来的原料烃类一稀释蒸汽混合物迅速在第二混合器5中混合H后至辐射段裂解炉管进行裂解反应。对流段还没有锅炉给水B予热器Ⅱ和超高压蒸汽D过热器V。烟气由辐射段至对流段进入引风机。
图2、辐射段裂解炉管2－1型示意图。
图3、辐射段裂解炉管8－2－1型示意图。
图4、炉膛内炉管沿中心线4组2－1型排列示意图。
图5、炉膛内炉管沿中心线8－2－1型排列示意图。
图6、单面斜吊顶结构示意图。
M－耐火、保温材料        N－陶瓷纤维吊挂炉顶
表2 8－2－1型辐射段裂解炉管的典型工艺参数
原料烃类 石脑油 轻柴油 凝析油
原料烃类馏程范围    K 323～449 441～607 306～406
投  料  量    公斤/时 1750 1750 1650
总  水  油  比 0.5 0.75 0.4
辐射段裂解炉管工艺参数
入  口  温  度    K 923 873 933
出  口  温  度    K 1118.2 1093 1100.4
入  口  压  力    帕 1.92×105 2.00×105 1.90×105
出  口  压  力    帕 1.72×105 1.72×105 1.72×105
压力降（干净）    帕 0.22×105 0.28×105 0.18×105
平均烃分压    帕 0.8213×105 0.5935×105 0.9358×105
积分停留时间      秒 0.222
Figure 87204914_IMG4
 0.246
管壁温度最高／最底  K 1278×1239
Figure 87204914_IMG5
 1293～1278
表面平均热强度焦耳／时·米2 2.8763×109 3.0982×109 3.0396×109
烟气横跨温度      K 1417 1408 1448
辐射段有效热负荷焦耳／时 4.8115×109 5.1908×109 5.0790×109
Figure 87204914_IMG6
表4 典 型 收 率 WT％ 按表2、表3中原料在两种构型的辐射段裂解炉管中裂解时的典型收率。
原料烃类 石脑油 轻柴油 凝析油
甲      烷 13.47 12.20 19.01
氢 1.02 0.60 1.14
乙        烯 30.00 27.00 32.00
乙        烷 3.45 3.80 4.52
丙        烯 13.60 14.70 16.20
碳  四  馏  份 8.78 10.03 8.27

Claims (2)

1、一种用于裂解凝板油、石脑油或轻柴油制取乙烯、丙烯的新型裂解炉由裂解炉炉体，对流段、辐射段、燃烧器及裂解气急冷废热锅炉组成的，其特徵在于：
a.对流段采用了适于稀释蒸汽分二次加入的两个稀释蒸汽混合器。
b.底部油一气联合烧咀采用二重消音内混式蒸汽雾化油-气联合烧咀，雾化器有油喷孔且与蒸汽通道呈Y形。
c.辐射段炉顶采用单面斜吊顶结构，斜顶的垂直夹角不大于35°。
2、根据权利要求1所述的裂解炉，其特徵在于：辐射段选用2－1型或8－2－1型的炉管构型，炉管在炉膛内采用单双排排列。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103086826A (zh) * 2011-10-28 2013-05-08 中国石油化工股份有限公司 一种乙烯和丙烯的联产方法
CN103965947A (zh) * 2013-02-06 2014-08-06 中国石油化工集团公司 一种裂解炉炉体结构
CN107344906A (zh) * 2016-05-06 2017-11-14 中国石化扬子石油化工有限公司 一种利用管式裂解炉制备乙烯的方法

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C15 Extension of patent right duration from 15 to 20 years for appl. with date before 31.12.1992 and still valid on 11.12.2001 (patent law change 1993)
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C17 Cessation of patent right
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