[發(fā)明專利]兩程輻射段爐管的乙烯裂解爐

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710097705.X
• 申請(qǐng)日: 2007-04-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101062882A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何細(xì)藕;李昌力;陳碩;張利軍;張磊;許士興;郭玉萍;巴海鵬;孫向軍;李光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石化工程建設(shè)公司;中國(guó)石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號(hào): C07C11/04
• 分類號(hào): C07C11/04;C07C4/02
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務(wù)所
• 代理人: 韋慶文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及裂解爐，具體涉及用于石油裂解生產(chǎn)烯烴的裂解爐。

背景技術(shù)

在乙烯裝置中，裂解爐是核心設(shè)備。輻射盤管的設(shè)計(jì)是決定裂解選擇性，提高裂解產(chǎn)品烯烴收率和提高對(duì)不同裂解原料適應(yīng)性的關(guān)鍵。改進(jìn)輻射盤管的結(jié)構(gòu)，成為管式裂解爐技術(shù)發(fā)展中最核心的部分。20多年來(lái)，相繼出現(xiàn)了單排分支變徑管、混排分支變徑管、不分支變徑管、單程等徑管等不同結(jié)構(gòu)的輻射盤管。

為使原料消耗大大降低、維持適當(dāng)?shù)倪\(yùn)轉(zhuǎn)周期和具有較好的原料適應(yīng)性，目前大多數(shù)公司均采用兩程(18～28m)分支變徑或兩程不分支變徑高選擇性爐管，將停留時(shí)間控制在0.15～0.25s。第一程采用小直徑爐管，利用它比表面積大的特點(diǎn)達(dá)到快速升溫的目的，第二程采用較大直徑的爐管以降低對(duì)結(jié)焦敏感性的影響。所采用的兩程高選擇性輻射段爐管有1-1型(U型)、2-1型、4-1型、5-1型、6-1型、8-1型等爐管。高選擇性爐管最短停留時(shí)間小于0.1s的單程小直徑爐管(毫秒爐管)，由于它的比表面積最大，升溫速度快，裂解溫度最高，因此選擇性最高。

20世紀(jì)八、九十年代以來(lái)，隨著百萬(wàn)噸級(jí)乙烯裝置的問(wèn)世，與之相匹配的大型裂解爐技術(shù)也得到很大發(fā)展，目前世界上已經(jīng)建設(shè)了幾十臺(tái)單爐乙烯年生產(chǎn)能力達(dá)到10萬(wàn)噸以上的大型裂解爐，最大達(dá)18萬(wàn)噸/年(液體原料)。大型裂解爐的優(yōu)勢(shì)是：(1)可節(jié)省約10％左右的投資；(2)由于爐子臺(tái)數(shù)減少，便于管理和維修；(3)占地面積亦可相應(yīng)減少。

裂解爐大型化與其他裝置和設(shè)備的大型化有所不同，提高裂解爐的能力是通過(guò)增加輻射段爐管數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。但是輻射段爐管增加后，裂解爐輻射段長(zhǎng)度相應(yīng)也增加。如何能夠在不增加爐膛長(zhǎng)度的情況下提高裂解爐的能力，是實(shí)現(xiàn)大型化的一條途徑。1-1型(U型)兩程爐管具有較大的比表面積，具有較好的機(jī)械性能，但運(yùn)行周期比其他兩程爐管要短。2-1型兩程爐管具有較大的比表面積，但與1-1型爐管相比輻射段爐膛長(zhǎng)度要長(zhǎng)。

爐管的排列方式從最初的雙排發(fā)展到單排，現(xiàn)在又采用雙排。對(duì)單排而言，相同的能力需要更大的占地面積，其優(yōu)勢(shì)是爐管周向溫度分布均勻，存在遮蔽的情況較少；對(duì)雙排而言，大大縮小了裂解爐的占地面積，但遮蔽的狀況比較嚴(yán)重，影響了爐管周向溫度分布(增加了輻射爐管壁溫周向分布的不均勻性)。

爐管排列方式常采用的第一程管與第二程管分別集中排布，由于爐膛內(nèi)排布燃燒器負(fù)荷相同，而第一程管與第二程管吸收熱量有區(qū)別，因而裂解爐爐膛內(nèi)溫度分布不均。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，避免1-1型爐管第一程傳熱面積小、物料加熱慢的不足，又避免2-1型爐管受熱應(yīng)力不均勻，機(jī)械性能差的弱點(diǎn)。本發(fā)明提供一種兩程輻射段爐管的乙烯裂解爐，要比現(xiàn)有1-1型爐管改進(jìn)傳熱效果，在收率相同時(shí)可以提高運(yùn)行周期，在運(yùn)行周期相同時(shí)可以提高乙烯收率提高工藝性能，延長(zhǎng)爐管壽命；同時(shí)比現(xiàn)有2-1型爐管改進(jìn)機(jī)械性能，使?fàn)t管受熱時(shí)不易彎曲，延長(zhǎng)爐管壽命，在爐膛長(zhǎng)度相同時(shí)，能排布更多的輻射爐管，減少輻射段爐膛的總體積。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種兩程輻射段爐管的乙烯裂解爐，該乙烯裂解爐包括：高壓汽包1，對(duì)流段2，輻射段爐管3，燃燒器4，輻射段5，急冷鍋爐6；以及裂解爐所具有的其他常規(guī)部件。

所述的每一個(gè)輻射段爐管3為兩程立式爐管，該兩程立式爐管包括：第一程爐管10、連接管20、第二程爐管30；

所述的第一程爐管10包括：兩個(gè)進(jìn)口管11、三通管12、第一程下段管13。

這種型式的爐管稱為2/1-1型爐管，即兩個(gè)進(jìn)口管、一個(gè)第一程下段管、一個(gè)第二程爐管。2/1-1型爐管兼顧了1-1型爐管機(jī)械性能好、2-1型爐管工藝性能好優(yōu)點(diǎn)。

所述的第一程爐管10的上段是兩個(gè)進(jìn)口管11；每個(gè)進(jìn)口管11的下端分別與三通管12上端的兩個(gè)入口固定連接；三通管12的下端匯成一個(gè)出口，該出口與第一程下段管13的上端固定連接；第一程下段管13的下端與連接管20的入口固定連接；連接管20的出口與第二程爐管30的下端固定連接；

上述固定連接一般為焊接，是裂解爐制造過(guò)程中的常規(guī)技術(shù)。

物料從進(jìn)口管11的上端進(jìn)入，經(jīng)第一程下段管13、連接管20，從第二程爐管30的上端流出輻射段爐管；