[實(shí)用新型]一種乙烯裂解爐用8字形截面的5-2-1型輻射爐管

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420768804.1
• 申請(qǐng)日: 2014-12-09
• 公開（公告）號(hào): CN204325236U
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫向軍;薛磊;李光;郭玉萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司;中石化煉化工程（集團(tuán)）股份有限公司
• 主分類號(hào): C10G9/20
• 分類號(hào): C10G9/20;C07C11/04;C07C4/04
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務(wù)所 11218
• 代理人: 郭韞

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于裂解爐領(lǐng)域，具體涉及一種乙烯裂解爐用8字形截面的5-2-1型輻射爐管。

背景技術(shù)

石油化工乙烯裝置中乙烯裂解爐廣泛采用的輻射段爐管構(gòu)型為兩程爐管和四程爐管，而三程管在乙烯裂解爐中還未有應(yīng)用。

如圖1和圖2所示，斯通-韋伯斯特公司開發(fā)的兩程2-1型(包括第一程爐管1’和第二程爐管2及過渡管5和Y型管6’)及四程2-1-1-1型爐管(包括第一程爐管1’、第二程爐管2、第三程爐管3和第四程爐管4及過渡管5和Y型管6’)為典型的不分枝變徑管，此兩種爐管的管徑逐程放大，但每程的管數(shù)都是1個(gè)，停留時(shí)間約為0.15s-0.3s。兩程2-1型爐管長(zhǎng)度較四程2-1-1-1型爐管短，停留時(shí)間也較短，壓降也較小；四程2-1-1-1型爐管較兩程2-1型爐管長(zhǎng)，停留時(shí)間也稍長(zhǎng)，壓降也較大一些，但是生產(chǎn)能力較兩程2-1型爐管大。

目前，無(wú)論是兩程2-1型及四程2-1-1-1型爐管布置，輻射爐管入口和出口都在裂解爐輻射爐頂，橫跨管、爐管彈簧吊架系統(tǒng)和廢熱鍋爐均布置在爐頂?shù)莫M小空間，它們合理的、無(wú)碰撞的布置一直是工程設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。

另一方面，世界上重要的乙烯裂解技術(shù)提供商所設(shè)計(jì)的兩程2-1型及四程2-1-1-1型爐管均采用圓形爐管，如圖1和圖2所示。

以現(xiàn)有2-1-1-1型爐管來(lái)說(shuō)，為平衡生產(chǎn)能力和裂解反應(yīng)特性，在爐管排布上排布緊密，管間距較小；第一、二程爐管需要采用較小管徑的爐管，第三、四程爐管采用較大管徑的爐管。這樣就會(huì)帶來(lái)單組爐管的生產(chǎn)能力較小，相鄰爐管間遮蔽越來(lái)越嚴(yán)重，從而導(dǎo)致同一根爐管受雙面輻射傳熱時(shí)迎火面溫度高，相鄰爐管間受遮蔽影響溫度較低，造成實(shí)際有效換熱面積減小，爐管受熱不均勻，結(jié)果是高溫區(qū)易結(jié)焦，爐管易彎曲變形。

目前，針對(duì)現(xiàn)有爐管受熱不均勻、易結(jié)焦等缺點(diǎn)，為了增強(qiáng)輻射爐管的換熱效果，減輕結(jié)焦程度，延長(zhǎng)操作周期，裂解爐廣泛采用的一種強(qiáng)化傳熱技術(shù)是在輻射爐管上增加一個(gè)強(qiáng)化傳熱部件，該部件可以有效減小管內(nèi)流體的邊界層，有增強(qiáng)換熱、增大吸熱的效果，從而延長(zhǎng)操作周期。目前應(yīng)用最廣泛的一種技術(shù)就是在爐管的管段之間增加扭曲片。扭曲片是一個(gè)單獨(dú)的靜態(tài)鑄造部件，爐管是離心鑄造而成，這兩種不同制造方法的管件和管段組裝成輻射盤管以后會(huì)對(duì)輻射盤管在傳熱效果和機(jī)械性能上造成一定的影響。扭曲片因其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在其使用過程中容易堵塞，影響使用安全。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種乙烯裂解爐用8字形截面的5-2-1型輻射爐管，其具有兩程2-1型爐管較短停留時(shí)間和較低壓力降的特點(diǎn)，又具有四程2-1-1-1型爐管生產(chǎn)能力較大的特點(diǎn)，三程5-2-1型輻射爐管物料下進(jìn)上出或者上進(jìn)下出；同時(shí)，該爐管構(gòu)型第一程爐管為8字形截面，此種構(gòu)型改善了裂解工藝性能、提高生產(chǎn)能力，同時(shí)具有良好機(jī)械性能。

本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種乙烯裂解爐用8字形截面的5-2-1型輻射爐管，包括第一程爐管、第二程爐管和第三程爐管；

所述第一程爐管包括五根8字形截面爐管、一個(gè)8字形-圓形過渡管件和兩根圓形爐管，所述第二程爐管包括兩根圓形爐管，第三程爐管為一根圓形爐管；

所述第一程爐管的開口端位于最上方，所述第三程爐管的開口端位于最下方；

或者，所述第一程爐管的開口端位于最下方，所述第三程爐管的開口端位于最上方。

所述第一程爐管的五根8字形截面爐管的一端分別連接到8字形-圓形過渡管件的入口端，8字形-圓形過渡管件的出口端與所述第一程爐管中的圓形爐管的一端連接，所述第一程爐管中的每根圓形爐管的另一端通過U型管與第二程爐管的一端連接，第二程爐管的兩根圓形爐管的另一端分別與Y型管的入口端連接，Y型管的出口端與跨管的一端連接，跨管的另一端與第三程爐管的一端連接。

在第二程管中的每根圓形爐管中均設(shè)置有一個(gè)文丘里管。

所述8字形截面爐管的內(nèi)腔的橫截面是由兩個(gè)直徑相等的圓相交而成的；兩個(gè)圓的半徑均為R，兩個(gè)圓的相交高度為h，20mm≤R≤40mm，R/3≤h≤R/2。

所述8字形截面爐管的外表面的橫截面為橢圓形。

或者，所述8字形截面爐管的外表面的橫截面是由兩個(gè)直徑相等的圓相交而成的。