[實用新型]一種乙烯裂解爐用8字形截面的2-1-1型輻射爐管

有效

• 申請號: 201420770144.0
• 申請日: 2014-12-09
• 公開（公告）號: CN204325245U
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 孫向軍;薛磊;李光;郭玉萍
• 申請（專利權）人: 中國石化工程建設有限公司;中石化煉化工程（集團）股份有限公司
• 主分類號: C10G9/20
• 分類號: C10G9/20;C07C11/04;C07C4/04
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 郭韞

技術領域

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

背景技術

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用。

如圖1和圖2所示，斯通-韋伯斯特公司開發的兩程2-1型(包括第一程爐管1’和第二程爐管2以及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以及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，但每程的管數都是1個，停留時間約為0.15s-0.3s。兩程2-1型爐管長度較四程2-1-1-1型爐管短，停留時間也較短，壓降也較小；四程2-1-1-1型爐管較兩程2-1型爐管長，停留時間也稍長，壓降也較大一些，但是生產能力較兩程2-1型爐管大。

目前，無論是兩程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、爐管彈簧吊架系統和廢熱鍋爐均布置在爐頂的狹小空間，它們合理的、無碰撞的布置一直是工程設計的難點。

另一方面，世界上重要的乙烯裂解技術提供商所設計的兩程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。

以現有2-1-1-1型爐管來說，為平衡生產能力和裂解反應特性，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。這樣就會帶來單組爐管的生產能力較小，相鄰爐管間遮蔽越來越嚴重，從而導致同一根爐管受雙面輻射傳熱時迎火面溫度高，相鄰爐管間受遮蔽影響溫度較低，造成實際有效換熱面積減小，爐管受熱不均勻，結果是高溫區易結焦，爐管易彎曲變形。

目前，針對現有爐管受熱不均勻、易結焦等缺點，為了增強輻射爐管的換熱效果，減輕結焦程度，延長操作周期，裂解爐廣泛采用的一種強化傳熱技術是在輻射爐管上增加一個強化傳熱部件，該部件可以有效減小管內流體的邊界層，有增強換熱、增大吸熱的效果，從而延長操作周期。目前應用最廣泛的一種技術就是在爐管的管段之間增加扭曲片。扭曲片是一個單獨的靜態鑄造部件，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對輻射盤管在傳熱效果和機械性能上造成一定的影響。扭曲片因其結構特點，在其使用過程中容易堵塞，影響使用安全。

實用新型內容

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

本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種乙烯裂解爐用8字形截面的2-1-1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兩根8字形截面爐管、一個8字形-圓形過渡管件和一根圓形爐管，所述第二程爐管和第三程爐管分別為一根圓形爐管；

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。

所述第一程爐管的兩根8字形截面爐管的一端分別連接到所述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，該圓形爐管的另一端通過U型管與過渡管的一端連接，過渡管的另一端與第二程爐管的一端連接，第二程爐管的另一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。

所述8字形截面爐管的內腔的橫截面是由兩個直徑相等的圓相交而成的；兩個圓的半徑均為R，兩個圓的相交高度為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，可以設計為，所述8字形截面爐管的外表面的橫截面是由兩個直徑相等的圓相交而成的。

所述8字形-圓形過渡管件為Y型，其入口端包括兩個分支，每個分支的內腔的橫截面均為8字形，其大小與所述8字形截面爐管的內腔相同，出口端的內腔的橫截面為圓形，其大小與所述第一程爐管中的圓形爐管的內腔相同，所述8字形-圓形過渡管件的入口端和出口端之間為從8字形向圓形的過渡段。

每根所述8字形截面爐管的長度為1，第一程爐管的總長為L，L/3≤1≤L。