[發明專利]一種裂解爐

有效

• 申請號: 201210407838.3
• 申請日: 2012-10-23
• 公開（公告）號: CN103773423A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 王國清;周先鋒;何細藕;張利軍;劉俊杰;杜志國;楊沙沙;李昌力
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院;中國石化工程建設有限公司
• 主分類號: C10G9/20
• 分類號: C10G9/20
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 趙宇

技術領域

本發明涉及乙烯裂解爐領域，更進一步說，涉及一種新型橫跨段結構的裂解爐。

背景技術

乙烯管式裂解爐是當今乙烯生產中占主導地位的裝置，近幾年，我國乙烯產量持續增加，截止2011年，我國乙烯生產總量已突破1500萬噸。“十二五”期間，四川成都80萬噸乙烯/年、武漢80萬噸乙烯/年、撫順擴建到100萬噸乙烯/年和大慶擴建到120萬噸乙烯/年等都將相繼投產運行，本領域的技術進步將帶來巨大的經濟效率和社會效益。近幾年，全國乙烯生產企業開展節能降耗工作，對乙烯裝置進行節能降耗改造，不斷提高操作水平，努力實現長周期穩定運行，使乙烯裝置的綜合能耗逐步降低，2007年，乙烯裝置能耗720萬噸大卡/噸乙烯，2008年乙烯裝置能耗694萬噸大卡/噸乙烯，2009年，乙烯裝置能耗664萬噸大卡/噸乙烯，乙烯裝置的能耗水平逐漸降低。

大型乙烯裝置的新建離不開大型裂解爐的建設，大型乙烯裂解爐可以節約10%左右的投資，同時，乙烯裝置的裂解爐臺數減少，管理和維修方便，占地面積減少。目前，世界上開發乙烯管式裂解爐技術的專利商有ABB?Lummus?Global、Technip、Stone&Webster、Linde、KBR和Sinopec公司等，并且已經占據乙烯裂解技術的主導地位，目前，這幾家公司都在注重大型乙烯裂解爐技術的研究與開發。

正如本領域技術人員所知，裂解爐的輻射段爐管具有高溫、短停留、低烴分壓等特點，有利于乙烯生產的高選擇性、高能力和長周期運行，中國石油化工股份有限公司在CN201520747、CN101723785和CN101062884分別描述了多程爐管、雙排輻射爐管和兩程輻射爐管的乙烯裂解爐用來滿足上述裂解反應的最佳條件。對流段的各個換熱單元采用傳熱系數高的翅片管，然后利用折直角形式將輻射段和對流段連接起來，見圖1和圖2。目前工業上廣泛使用的乙烯裂解爐采用一個對流段和一個輻射段的形式，單輻射段裂解爐乙烯生產能力已從上世紀80年代的2萬噸/年發展到目前的12萬噸/年。隨著裂解爐的大型化和裂解技術的進步，裂解技術專利供應商大都采用雙輻射段和單對流段的裂解爐結構，雙輻射段裂解爐的技術越來越成熟，乙烯生產能力范圍從6萬噸/年至20萬噸/年。

在乙烯企業生產過程中，雙輻射段乙烯裂解爐的優勢是可以安排兩個輻射段爐膛進行不同工藝操作。在實際操作過程中，可以分為兩種：第一種工藝是分爐膛裂解工況，即一個爐膛進行一種原料的裂解工況，另一個爐膛進行另外一種原料的裂解工況；第二種工藝是分爐膛燒焦工況，即一個爐膛進行一種原料的裂解工況，另外一個爐膛進行燒焦工況。

在分爐膛裂解過程中，雙輻射段裂解爐需同時裂解兩種不同原料，例如，石腦油、加氫尾油、輕烴和C5原料等，由于不同原料輻射段熱負荷和煙氣量都不盡相同，對流段的換熱也不一樣；在分爐膛燒焦過程，兩個輻射段的熱負荷、煙氣量、煙氣溫度等參數差別比分爐膛裂解大，通常裂解側的煙氣溫度比燒焦側高200度以上，而燒焦側的物料為稀釋蒸汽或者稀釋蒸汽與燒焦空氣的混合物，熱焓值低，容易引起對流段換熱管管壁溫度超溫，因此，裂解爐技術研究工作者通過調整裂解側投料負荷、在燒焦側下混合入口設置稀釋蒸汽降低燒焦側物料溫度和管壁溫度和提高下混合過熱段的換熱管材質。同時，優化輻射段至對流段的橫跨段結構，讓橫跨段結構影響兩個輻射段煙氣流動路徑和混合方式，改善對流段的煙氣溫度場分布，滿足分爐膛裂解和燒焦的工藝要求。

雙輻射段裂解爐的兩個輻射段是相對獨立的，兩個輻射段在進行正常操作時，雖然各自裂解的原料或者工藝參數控制不同，工藝參數如煙氣量、煙氣橫跨段溫度、輻射段爐管平均煙氣溫度等參數都相差很大。尤其在分爐膛燒焦操作時，燒焦側熱負荷只有正常生產1/6-1/5,兩個輻射段的煙氣流量和煙氣橫跨段溫度都相差很大，燒焦側空氣過剩系數比較大，這種差異會導致裂解爐橫跨段的煙氣流動狀態發生較大的變化，影響對流段煙氣的流動和傳熱，增加裂解爐控制難度，通過設計雙輻射段橫跨段的結構改變兩個輻射段煙氣流入對流段的流動形式和混合狀態，以及對流段的煙氣溫度場和速度場。

發明內容

為解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種裂解爐，采用新的橫跨段結構，投資小，操作靈活，對流段傳熱效果好，滿足不同裂解工藝條件同時操作。

本發明的目的是提供一種裂解爐。

包括：對流段、輻射段和橫跨段，橫跨段連接對流段和輻射段，

輻射段；輻射段底部兩側分布底部燃燒器，中部豎直排列裂解反應爐管，上部兩側分布位于爐壁的側壁燃燒器;