[發(fā)明專利]一種多功能裂解急冷換熱器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710039683.5
• 申請(qǐng)日: 2017-01-19
• 公開（公告）號(hào): CN106839827A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李金科;黃嗣羅;李寧;柯建軍;孫建兵;林進(jìn)華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京天華化學(xué)工程有限公司;茂名重力石化裝備股份公司
• 主分類號(hào): F28D7/16
• 分類號(hào): F28D7/16;F28F9/02;F28F9/22
• 代理公司: 東莞市華南專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司44215
• 代理人: 劉克寬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及急冷換熱器的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多功能裂解急冷換熱器。

背景技術(shù)

裂解爐是乙烯裝置的關(guān)鍵單元，裂解原料在裂解爐的爐管中經(jīng)過高溫裂解后，會(huì)產(chǎn)生乙烯，同時(shí)還能得到丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等重要副產(chǎn)品。裂解爐出口的高溫裂解氣（一般為750～900℃）在出口高溫條件下將繼續(xù)進(jìn)行裂解反應(yīng)（二次反應(yīng)），如果停留時(shí)間過長(zhǎng)，二次反應(yīng)會(huì)增加，其結(jié)果將使裂解產(chǎn)物中烯烴回收率下降，甲烷、氫氣、重質(zhì)焦油增加，結(jié)焦趨勢(shì)加大；若要使烯烴回收率保持穩(wěn)定，就必須使裂解爐出口的高溫裂解氣盡快地冷卻下來（一般在600℃以下），此時(shí)裂解氣處于穩(wěn)定狀態(tài)的溫度之下，這樣基本能夠終止二次反應(yīng)，另外，在裂解氣急冷降溫過程中，能夠放出的大量熱能，這些熱能是利用價(jià)值很高的熱源，回收后用來產(chǎn)生12.0MPa左右的高壓蒸汽，因此對(duì)高溫裂解氣進(jìn)行急冷處理具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

目前，對(duì)高溫裂解氣的急冷方式大多采用急冷換熱器進(jìn)行間壁式換熱，急冷換熱器較一般的換熱器具有更高的熱強(qiáng)度高、操作條件嚴(yán)格、同時(shí)承受高溫和高壓等，例如急冷換熱器的換熱管內(nèi)（管側(cè)）走高溫介質(zhì)800℃左右的高溫裂解氣，換熱管外（殼側(cè)）走-350℃左右的水汽混合物作為冷卻介質(zhì)，這樣使得急冷換熱器從工藝上講可分為一級(jí)急冷技術(shù)和二級(jí)急冷技術(shù)，例如專利CN102492456A公開了一種乙烯裂解爐用急冷換熱器，其采用了兩種冷卻介質(zhì)對(duì)裂解氣實(shí)現(xiàn)二級(jí)急冷，其中一種冷卻介質(zhì)為高壓汽包的爐水，另一中冷卻介質(zhì)為溫度更低的鍋爐給水。對(duì)于裂解原料為氣體原料時(shí)，急冷換熱器甚至還會(huì)采用三級(jí)急冷技術(shù)對(duì)其進(jìn)行急冷。

由于裂解原料中組分的不同，裂解液相原料比裂解氣體原料更易結(jié)焦，若要減少急冷換熱器的結(jié)焦傾向，需要控制好裂解氣的出口溫度，使得出口溫度應(yīng)高于裂解氣的露點(diǎn)，例如裂解輕質(zhì)原料石腦油時(shí)，裂解氣的露點(diǎn)約為350℃左右，這就要求急冷換熱器出口溫度應(yīng)高于350℃，而對(duì)于裂解氣體原料，裂解氣的露點(diǎn)更低，并且低于冷卻介質(zhì)飽和水蒸氣的溫度（330℃左右），則需要采用多級(jí)急冷技術(shù)或使用更低溫度的冷卻介質(zhì)，由于液相原料和氣體原料裂解后的裂解氣的露點(diǎn)不同，對(duì)應(yīng)的急冷換熱器的出口溫度也不同，現(xiàn)有技術(shù)的急冷換熱器只能實(shí)現(xiàn)單一液相原料或者單一氣體原料的急冷，不能同時(shí)兼顧裂解液相原料和氣體原料，這樣就勢(shì)必會(huì)降低設(shè)備利用率，進(jìn)而增加設(shè)備成本，降低經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種多功能裂解急冷換熱器，該急冷換熱器不僅能夠?qū)α呀庠蠟楦邷貧怏w進(jìn)行急冷，還能夠?qū)α呀庠蠟楦邷匾合噙M(jìn)行急冷，顯著提高設(shè)備利用率，降低設(shè)備成本。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

提供一種多功能裂解急冷換熱器，包括依次連接的入口管箱、入口撓性管板、殼體、出口撓性管板和出口管箱，殼體內(nèi)置有連通入口管箱和出口管箱的換熱管，還包括位于殼體下方的下降管聯(lián)箱和位于殼體上方的上升管聯(lián)箱，下降管聯(lián)箱和上升管聯(lián)箱均與殼體內(nèi)連通，冷卻介質(zhì)經(jīng)下降管聯(lián)箱進(jìn)入殼體內(nèi)，與換熱管進(jìn)行熱交換后經(jīng)上升管聯(lián)箱排除；殼體靠近出口撓性管板的一端設(shè)有鍋爐給水入口，殼體靠近入口撓性管板的一端設(shè)有鍋爐給水出口，冷卻介質(zhì)經(jīng)鍋爐給水入口進(jìn)入殼體內(nèi)，與換熱管進(jìn)行熱交換后經(jīng)鍋爐給水出口排除。

其中，殼體內(nèi)的兩端部均設(shè)有能夠充分濕潤(rùn)與其對(duì)應(yīng)的撓性管板的內(nèi)表面的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)。

其中，導(dǎo)流結(jié)構(gòu)分別位于鍋爐給水入口和鍋爐給水出口。

其中，下降管聯(lián)箱通過多個(gè)均勻排布的引入管與殼體的腔體連通，上升管聯(lián)箱通過多個(gè)均勻排布的引出管與殼體的腔體連通。

其中，所述引入管和所述引出管的管內(nèi)徑均遠(yuǎn)小于所述殼體的腔內(nèi)徑。

其中，所述引入管與所述引出管呈一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，相鄰兩個(gè)引入管或者相鄰兩個(gè)引出管之間設(shè)有能夠使從鍋爐給水入口進(jìn)入殼體內(nèi)的冷卻介質(zhì)與換熱管內(nèi)裂解氣的流動(dòng)方向相反的折流板。

其中，所述折流板設(shè)有可供冷卻介質(zhì)流過的缺口，相鄰兩個(gè)折流板的缺口為上下交錯(cuò)布置。

其中，下降管聯(lián)箱的入口和上升管聯(lián)箱的出口均設(shè)有多個(gè)，每個(gè)下降管聯(lián)箱的入口均安裝有與高壓汽包的出口端連接的下降管接口，每個(gè)上升管聯(lián)箱的出口均安裝有與高壓汽包的入口端連接的上升管接口。

其中，下降管聯(lián)箱的底部設(shè)有排污口，上升管聯(lián)箱的頂部設(shè)有排氣孔。

其中，鍋爐給水入口和鍋爐給水出口均設(shè)有殼體的底部。

本發(fā)明的有益效果：