一种乙烯裂解炉制造技术

本发明专利技术公开了一种乙烯裂解炉，其包括辐射盘管组件（40），其由在辐射段内沿炉体长度方向垂直于底面排布的X型辐射盘管模块（30）构成，每X型辐射盘管模块由四组辐射盘管（20）构成，每组辐射盘管（20）由炉管（10）构成，所述四组辐射盘管（20）在X型辐射盘管模块（30）中心共同连有四合一立体聚合管（34）作为物料的出口，所述四组辐射盘管（20）距离所述X型辐射盘管模块（30）中心最远管口作为物料的入口并共同连有入口集合管（36）；还包括底部燃烧器（35），设置在每两个相邻辐射盘管（20）之间空隙处。本发明专利技术实现各独立辐射盘管上每个炉管受热均匀，延长了炉管的使用寿命，并提高了乙烯生产能力。

【技术实现步骤摘要】
一种乙烯裂解炉
本专利技术属于石油化工领域，具体涉及一种石油化工生产中的乙烯裂解炉。
技术介绍
目前世界上99%的乙烯是由管式炉裂解法生产的，而作为裂解反应的发生设备，裂解炉辐射盘管的材质、构型及排布方法对裂解反应的进行、操作周期及炉管使用寿命都有直接影响。就辐射盘管排布型式而言，目前，裂解技术主要提供商Lummus公司、Stone&Webster公司、Kellog&Braun Root公司及Technip (KTI)公司等主要有单排管(图1A)和双排管(图1B)的排布型式。立管式裂解炉的辐射盘管大多采用单排管，由此保证辐射盘管受热均匀。还有采用双排管，由此可在较低投资的前提下获得较大的单炉乙烯生产能力。 图1A表示典型的单排布置的辐射盘管组，其辐射盘管沿炉体长度方向的中线，SP图中辐射段中线单排排布，其两侧受燃烧器的双面辐射，物料在辐射盘管中裂解流经急冷锅炉，再进入下游流程。 图1B表示典型的双排布置的辐射盘管组，其辐射盘管沿辐射段中线平行且跨辐射段中线对称双排排布，辐射盘管因排布中的相互影响，其两侧受燃烧器的不均匀双面辐射，物料在辐射盘管中裂解流经急冷锅炉，再进入下游流程。 现有的单排布置的辐射盘管组因受双面辐射，辐射效果最好，但在同样大小的辐射段中，所布置的炉管数量最少，因而生产能力最小；而现有的双排布置的辐射盘管组因相互之间受到影响，其辐射传热效果最差，炉管表面壁温温差较大，容易引起炉管变形，但可布置较多的炉管，生产能力较单排管扩大了一倍。 中国专利CN101333147A公开了一种乙烯裂解炉，其包括辐射段、对流段、底部燃烧器、侧壁燃烧器等，虽然上述裂解炉的辐射炉管在辐射室内呈两排排列，虽然保证了生产能力，但两排排列之间的内侧遮蔽严重，仍然难以改进辐射炉管传热效果。
技术实现思路
针对现有技术的上述缺陷，本专利技术提出一种新型乙烯裂解炉构型，在该乙烯裂解炉内设置辐射盘管组件，该组件由在辐射段内沿炉体长度方向垂直于底面排布的X型辐射盘管组构成，上述X型辐射盘管具有单排炉管布置的双面辐射、炉管受热均匀、炉管寿命长等优点，并且，其乙烯生产能力大于双排炉管布置的裂解炉。 本专利技术所提供的一种乙烯裂解炉，其包括辐射盘管组件40及底部燃烧器35，所述底部燃烧器35位于乙烯裂解炉辐射段底部； 所述辐射盘管组件40包括至少两个X型辐射盘管模块30，所述X型辐射盘管模块30设置在辐射段内，且沿炉体长度方向垂直于底面排布； 所述辐射盘管组件40包括2-6个X型辐射盘管模块30，优选包括4个X型辐射盘管模块30。 每个所述X型辐射盘管模块30包括四组辐射盘管20 ;所述四组辐射盘管20以辐射段内物料出口为中心，在每个所述X型辐射盘管模块30内呈X形排布； 每组所述辐射盘管20包括多管程炉管10，所述多管程炉管10为四程炉管。 每个所述辐射段内物料出口为一个四合一立体聚合管34，其设置在每个所述X型辐射盘管模块30中心，且与各个四组辐射盘管20的一端共同连接； 每个所述X型辐射盘管模块30的物料入口设置在各个所述四组辐射盘管20中距离所述X型辐射盘管组30的中心最大的管口处；在每个所述X型辐射盘管模块30内，各个所述底部燃烧器35设置在相邻两组所述辐射盘管20之间。 本专利技术和现有技术在构型上的非常大的差别在于形成了 X行辐射盘管，即在每个所述X型辐射盘管模块30内，所述四组辐射盘管20呈X形排布，且每两组辐射盘管20在同一条直线上形成X形的一边； 相邻两组辐射盘管20的夹角为α，且80°〈 α〈100°优选α =90°。 每个所述X型辐射盘管模块30内的辐射段中线或过所述X型辐射盘管模块30中心且与辐射段中线垂直的垂直线将相邻两组辐射盘管20的夹角等分，即每个夹角α的任一侧辐射盘管20与辐射段中线或所述垂直线的夹角为α /2。 本专利技术对于物料的出口，采用四合一立体聚合管34，设置在每个所述X型辐射盘管模块30中心，且所述聚合管34中的相邻两个支管间的夹角为β ;所述四合一立体聚合管34的出口连接急冷锅炉38 ； 所述相邻两个支管间的夹角β被辐射段中线或过所述X型辐射盘管模块30中心且与辐射段中线垂直的垂直线等分；即每个夹角β的任一侧支管与辐射段中线或该垂直线的夹角为β/2。 所述相邻两组辐射盘管20的夹角α与相邻两个支管间的夹角β角度一致，80。<β <100°，优选 β=90。。 [0021 ] 本专利技术对于物料的入口，采用每个所述X型辐射盘管模块30的物料入口处连接有入口集合管36 ;所述入口集合管36连接各组辐射盘管20的物料入口 ； 所述入口集合管36为圆形集合管或多边形集合管。 所述入口集合管36设置在裂解炉辐射段内或者裂解炉辐射段外，优选设置在裂解炉辐射段外。当入口集合管36设置在裂解炉辐射段外时，所述入口集合管36及其所连接的管道内的温度较低，对管道材质的要求低，有较高的经济性和操作可靠性；当入口集合管36设置在裂解炉辐射段内时，使得辐射段炉顶外有较大的空间，便于弹簧吊挂的布置和维修操作，但是因为在辐射段内布置，温度较辐射段外高，所以管道材质耐高温性等性质需要相应提闻。 所述入口集合管36为连接各套独立辐射盘管20内物料入口的圆形集合管或多边形集合管，优选四边形集合管，使各套独立辐射盘管20内物料的出口以及物料的入口处于一个平面。 对于底烧的设置，在裂解炉的构型上是十分重要的一个环节，在每个所述X型辐射盘管模块30内，各个所述底部燃烧器35设置在相邻两组所述辐射盘管20之间的空隙内，且与该两组所述辐射盘管20的距离相等。 本专利技术在具体的应用中，一个实施例是在模块30内，设置了 4个底烧，即相邻模块间的底烧烟气容易造成干扰，因此在辐射段底面上，相邻两个所述X型辐射盘管模块30之间设置有烟气阻隔墙37，该烟气阻隔墙37的高度至少为所述底部燃烧器35火焰高度的1/2。 本专利技术另一个实施例中，如果不设置烟气阻隔墙37，完全可以省略一个底烧，在辐射段底面上，相邻两个所述X型辐射盘管模块30间仅设置有一个底部燃烧器35，所述该底部燃烧器35取代相邻两个所述X型辐射盘管模块30间距离最近的两个底部燃烧器；且该仅一个底部燃烧器35距离相邻两个所述X型辐射盘管模块30间的四组辐射盘管20的距离相等。 本专利技术的乙烯裂解炉，采用X型辐射盘管组，每组由两两呈一条直线的四个分支的一套独立辐射盘管构成，每个X型辐射盘管组的两个相邻分支上两组辐射盘管20之间均设置一个底部燃烧器，这种X型辐射盘管的布置方式的优点在于: 1.在有效的炉膛空间里能排下更多的炉管，在增加生产能力的同时也减少了炉体占地，经济效益明显； 2.X型辐射盘管组实现各独立辐射盘管上每个炉管受热均匀，提高了辐射传热效率，延长了炉管的使用寿命； 3.X型辐射盘管构型与入口集合管、四合一立体聚合管的组合结构有利于裂解炉的布置，充分利用了空间，简化了工程难度。 【附图说明】 图1A是现有的单排布置的辐射盘管组的侧视图。 图1B是现有的单排布置的辐射盘管组的俯视图。 图1C是现有的双排布置的辐射盘管组的侧视图。 图1D是现有的双排布置的辐射盘管组的俯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乙烯裂解炉，其包括辐射盘管组件（40）及底部燃烧器（35），所述底部燃烧器（35）位于乙烯裂解炉辐射段底部，其特征在于：所述辐射盘管组件（40）包括至少两个X型辐射盘管模块（30），所述X型辐射盘管模块（30）设置在辐射段内，且沿炉体长度方向垂直于底面排布；每个所述X型辐射盘管模块（30）包括四组辐射盘管（20）；所述四组辐射盘管（20）以辐射段内物料出口为中心，在每个所述X型辐射盘管模块（30）内呈X形排布；每组所述辐射盘管（20）包括多管程炉管（10）；每个所述辐射段内物料出口为一个四合一立体聚合管（34），其设置在每个所述X型辐射盘管模块（30）中心，且与各个四组辐射盘管（20）的一端共同连接；每个所述X型辐射盘管模块（30）的物料入口设置在各个所述四组辐射盘管（20）中距离所述X型辐射盘管组（30）的中心最大的管口处；在每个所述X型辐射盘管模块（30）内，各个所述底部燃烧器（35）设置在相邻两组所述辐射盘管（20）之间。

【技术特征摘要】
1.一种乙烯裂解炉，其包括辐射盘管组件(40)及底部燃烧器(35)，所述底部燃烧器(35)位于乙烯裂解炉辐射段底部，其特征在于: 所述辐射盘管组件(40)包括至少两个X型辐射盘管模块(30)，所述X型辐射盘管模块(30)设置在辐射段内，且沿炉体长度方向垂直于底面排布； 每个所述X型辐射盘管模块(30)包括四组辐射盘管(20);所述四组辐射盘管(20)以辐射段内物料出口为中心，在每个所述X型辐射盘管模块(30)内呈X形排布； 每组所述辐射盘管(20)包括多管程炉管(10)； 每个所述辐射段内物料出口为一个四合一立体聚合管(34)，其设置在每个所述X型辐射盘管模块(30)中心，且与各个四组辐射盘管(20)的一端共同连接； 每个所述X型辐射盘管模块(30)的物料入口设置在各个所述四组辐射盘管(20)中距离所述X型辐射盘管组(30)的中心最大的管口处； 在每个所述X型辐射盘管模块(30 )内，各个所述底部燃烧器(35 )设置在相邻两组所述辐射盘管(20)之间。2.根据权利要求1所述的一种乙烯裂解炉，其特征在于: 在每个所述X型辐射盘管模块(30 )内，所述四组辐射盘管(20 )呈X形排布，且每两组辐射盘管(20)在同一条直线上形成X形的一边； 相邻两组辐射盘管(20)的夹角为α，且80° <α〈100°。3.根据权利要求2所述的一种乙烯裂解炉，其特征在于: 每个所述X型辐射盘管模块(30)内的辐射段中线或过所述X型辐射盘管模块(30)中心且与辐射段中线垂直的垂直线将相邻两组辐射盘管(20)的夹角等分，即每个夹角α的任一侧辐射盘管(20)与辐射段中线或所述垂直线的夹角为α /2。4.根据权利要求2所述的一种乙烯裂解炉，其特征在于: 相邻两组辐射盘管(20)的夹角为(1，且(1=90°。5.根据权利要求1或2所述的一种乙烯裂解炉，其特征在于: 所述多管程炉管(10)为四程炉管。6.根据权利要求1所述的一种乙烯裂解炉，其特征在于: 所述四合一立体聚合管(34)设置在每个所述X型辐射...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙向军，薛磊，李光，郭玉萍，刘克刚，刘敬坤，李森，胡鸣，袁慕军，门宽亮，高景芬，张艳，
申请(专利权)人：中国石化工程建设有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11