[實用新型]一種乙烯裂解爐用橢圓形截面的3-1-1型輻射爐管

有效

• 申請號: 201420770177.5
• 申請日: 2014-12-09
• 公開（公告）號: CN204325249U
• 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橢圓形截面的3-1-1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)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型管件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。

所有的乙烯裂解爐的專利商設計的兩程爐管均采用圓形爐管。

裂解爐反應的起始是吸熱反應，需要吸收大量的熱量以達到裂解反應溫度。所以通常對于兩程爐管來說第一程管都要選擇小管徑，以獲得大表面積，達到大量吸熱快速升溫的效果。

一般來說，小管徑爐管對結焦較為敏感，尤其是現在爐管排布越來越密集，相鄰爐管間遮蔽越來越嚴重，這就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。

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橢圓形截面的3-1-1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3-1-1型輻射爐管物料下進上出或者上進下出；第一程管采用橢圓形爐管，可以改善裂解工藝性能，同時可獲得良好機械性能。

本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種乙烯裂解爐用橢圓形截面的3-1-1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三根爐管，第二程爐管和第三程爐管均包括一根爐管；所述第一程爐管的三根爐管均為橢圓形爐管，所述第二程爐管和第三程爐管均為圓形爐管；

第一程爐管的每根爐管的一端與橢圓-圓過渡管件的入口端連接，所述橢圓-圓過渡管件的出口端與U型管的一端連接，U型管的另一端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。

在所述第一程爐管的每根爐管的內壁上均設有兩個與其軸線平行的凸起；

兩個所述凸起的橫截面均為弧形；

在第一程爐管的每根爐管的橫截面上，兩個凸起分別位于橢圓形長軸的兩端。

所述橢圓-圓過渡管件包括連通的三個入口端和一個出口端；

每個所述入口端的橫截面均為橢圓形，其尺寸與第一程爐管的每個爐管的橫截面的尺寸相同；所述第一程爐管的三根爐管分別與橢圓-圓過渡管件的三個入口端連接；

出口端的橫截面為圓形，其尺寸與U型管的橫截面的尺寸相同。

所述第一程爐管、第二程爐管和第三程爐管均垂直吊掛，并垂直于輻射傳熱區的中線。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型具有兩程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，在一定程度上改善了工藝性能；三程3-1-1型輻射爐管可采取物料爐底進爐頂出的方式，使橫跨管布置在爐底、廢熱鍋爐和部分爐管的彈簧吊架系統布置在爐頂，增加了爐頂空間布置的靈活性，給工程實施帶來了便利；

2、第一程爐管是橢圓爐管，較圓形爐管來說增大了表面積，有利于裂解反應的進行；

3、第一程爐管是橢圓爐管，較圓形爐管來說減小了相鄰爐管間的遮蔽效應，最大程度的減小了冷區面積(S2＜S1)，保證爐管徑環向表面上的溫度分布均勻，減輕了結焦的程度，進而延長了裂解爐的運行周期；