一种乙烯裂解炉和乙烯裂解方法技术

本发明专利技术属于石油化工领域，涉及一种乙烯裂解炉和乙烯裂解方法。该乙烯裂解炉包括：高压汽包、对流段、辐射段、急冷锅炉和燃烧器，所述辐射段内排布有多个辐射炉管组，每一辐射炉管组包括多支辐射炉管；所述对流段内排布有对流段换热管，所述对流段换热管为水平排布的多个换热管束；所述多个换热管束的布置方式使得对流段包括：上原料预热器、锅炉给水预热器、下原料预热器、一次稀释蒸汽过热器、二次稀释蒸汽过热器、上混合预热器、超高压蒸汽过热器和下混合预热器。提出了不同的对流段排布方案，解决了不同性质原料，特别是重质原料在对流段可能出现结焦的问题，同时更合理利用烟气的余热，减少换热面积，节省投资。

【技术实现步骤摘要】
一种乙烯裂解炉和乙烯裂解方法
本专利技术属于石油化工领域，更具体地，涉及一种乙烯裂解炉和一种乙烯裂解方法。
技术介绍
在乙烯装置中，裂解炉是核心设备(如图1所示)。早期裂解炉的辐射段炉管在辐射段内水平布置，随着裂解技术的发展，自1964年第一台辐射段垂直炉管结构的双面辐射短停留时间裂解炉由鲁姆斯公司在德国推出以来，几家从事乙烯技术开发的公司投入了大量的资金和技术力量进行裂解技术的开发。为了适应各种不同性质的原料裂解，同时避免在对流段发生结焦，各技术开发的公司针对不同原料，特别是重质原料的性质，研究了不同的稀释蒸汽的注入方式。目前大多数公司采用的稀释蒸汽注入方式为：对于气体原料，或较轻原料的裂解，在对流段可以采用稀释蒸汽一次注入的方式(程建发等，乙烯装置裂解原料适应性运行探讨[J]，乙烯工业)；而对于较重的原料，如加氢尾油等，在对流段可以采用稀释蒸汽二次注入的方式(CN87204914)。不同的稀释蒸汽注入方式，直接影响了裂解炉的平稳运行。如果注入方式不合适，则可能导致在裂解炉对流段出现结焦。而对流段结焦，无法通过在线烧焦的办法清焦，只能停炉。因此，需要设计合适的稀释蒸汽注入方式以尽量避免对流段结焦。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种乙烯裂解炉，提出了不同的对流段排布方案，解决了不同性质原料，特别是重质原料在对流段可能出现结焦的问题，同时更合理利用烟气的余热，减少换热面积，节省投资。为了实现上述目的，本专利技术提供一种乙烯裂解炉，该乙烯裂解炉包括：高压汽包、对流段、辐射段、急冷锅炉和燃烧器，所述辐射段内排布有多个辐射炉管组，每一辐射炉管组包括多支辐射炉管；所述对流段内排布有对流段换热管，所述对流段换热管为水平排布的多个换热管束；所述多个换热管束的布置方式使得对流段包括：原料预热器、锅炉给水预热器、一次稀释蒸汽过热器、二次稀释蒸汽过热器、上混合预热器、超高压蒸汽过热器和下混合预热器。本专利技术对所述一次稀释蒸汽过热器和所述二次稀释蒸汽过热器的相对布置方式没有特别的限定，所述一次稀释蒸汽过热器和所述二次稀释蒸汽过热器可以连续布置或分隔布置；所述一次稀释蒸汽过热器可位于所述二次稀释蒸汽过热器的上方或下方。本专利技术中，与物料混合的稀释蒸汽称为一次蒸汽，与物料、一次蒸汽混合物混合的稀释蒸汽称为二次蒸汽。所用的一次蒸汽、二次蒸汽可以分别进入两个稀释蒸汽过热段过热，也可以一次蒸汽先进入一个稀释蒸汽过热段过热，然后再进入另一个稀释蒸汽过热段进一步过热。与此相应地，所述乙烯裂解炉中，所述一次稀释蒸汽过热器入口设置有与界区外连通的一次稀释蒸汽管线，所述二次稀释蒸汽过热器入口设置有与界区外连通的二次稀释蒸汽管线；或者，所述一次稀释蒸汽过热器入口设置有与界区外连通的一次稀释蒸汽管线，所述二次稀释蒸汽过热器入口与所述一次稀释蒸汽过热器出口连接。本专利技术中，优选地，原料预热器出口管线与一次稀释蒸汽过热器出口管线合并后连接至上混合预热器；上混合预热器出口管线与二次稀释蒸汽过热器出口管线合并后连接至下混合预热器。本专利技术对于所述一次稀释蒸汽过热器和所述二次稀释蒸汽过热器与其他对流段设施的相对设置方式没有特别的限定，优选地，所述一次稀释蒸汽过热器布置在上混合预热器上方；所述二次稀释蒸汽过热器可以布置在超高压蒸汽过热器的上方或下方。具体地，所述对流段的布置可以为以下方式之一：(1)一次稀释蒸汽过热器、二次稀释蒸汽过热器上下相邻布置；所述一次稀释蒸汽过热器入口设置有与界区外连通的一次稀释蒸汽管线，所述二次稀释蒸汽过热器入口设置有与界区外连通的二次稀释蒸汽管线。(2)一次稀释蒸汽过热器、二次稀释蒸汽过热器上下不相邻布置；所述一次稀释蒸汽过热器入口设置有与界区外连通的一次稀释蒸汽管线，所述二次稀释蒸汽过热器入口设置有与界区外连通的二次稀释蒸汽管线。(3)一次稀释蒸汽过热器、二次稀释蒸汽过热器上下不相邻布置；所述一次稀释蒸汽过热器入口设置有与界区外连通的一次稀释蒸汽管线，所述二次稀释蒸汽过热器入口与所述一次稀释蒸汽过热器出口连接。(4)一次稀释蒸汽过热器、二次稀释蒸汽过热器上下相邻布置；所述一次稀释蒸汽过热器入口设置有与界区外连通的一次稀释蒸汽管线，所述二次稀释蒸汽过热器入口与所述一次稀释蒸汽过热器出口连接。(5)以上四种方式，所述一次稀释蒸汽、二次稀释蒸汽与烃的混合物最终经过下混合预热段进入到辐射段中。更具体地，所述对流段的布置可以为以下方式之一：(1)如图2所示，所述对流段自上至下包括：上原料预热器、锅炉给水预热器、下原料预热器、一次稀释蒸汽过热器、二次稀释蒸汽过热器、上混合预热器、超高压蒸汽过热器和下混合预热器；所述一次稀释蒸汽过热器入口设置有与界区外连通的一次稀释蒸汽管线，所述二次稀释蒸汽过热器入口设置有与界区外连通的二次稀释蒸汽管线。(2)如图3所示，所述对流段自上至下包括：上原料预热器、锅炉给水预热器、下原料预热器、一次稀释蒸汽过热器、上混合预热器、超高压蒸汽过热器、二次稀释蒸汽过热器和下混合预热器；所述一次稀释蒸汽过热器入口设置有与界区外连通的一次稀释蒸汽管线，所述二次稀释蒸汽过热器入口设置有与界区外连通的二次稀释蒸汽管线。(3)如图4所示，所述对流段自上至下包括：上原料预热器、锅炉给水预热器、下原料预热器、一次稀释蒸汽过热器、二次稀释蒸汽过热器、上混合预热器、超高压蒸汽过热器和下混合预热器；所述一次稀释蒸汽过热器入口设置有与界区外连通的一次稀释蒸汽管线，所述二次稀释蒸汽过热器入口与所述一次稀释蒸汽过热器出口连接。(4)如图5所示，所述对流段自上至下包括：上原料预热器、锅炉给水预热器、下原料预热器、一次稀释蒸汽过热器、上混合预热器、超高压蒸汽过热器、二次稀释蒸汽过热器和下混合预热器；所述一次稀释蒸汽过热器入口设置有与界区外连通的一次稀释蒸汽管线，所述二次稀释蒸汽过热器入口与所述一次稀释蒸汽过热器出口连接。本专利技术还提供一种乙烯裂解方法，所述乙烯裂解方法在上述乙烯裂解炉中进行，在所述乙烯裂解炉中，原料与来自界外的稀释蒸汽在对流段预热和混合后，进入辐射段进行裂解反应；其中，一次蒸汽经过热与来自原料预热器的烃类进行混合，二次蒸汽与来自上混合预热器的烃类和蒸汽的混合物在下混合预热器中进行混合实现烃类的完全气化并过热，最终蒸汽与烃的混合物经下混合预热段进入到辐射段。根据本专利技术，所述来自界外的稀释蒸汽可以分别直接进入一次稀释蒸汽过热器和二次稀释蒸汽过热器与烃类/或烃类和蒸汽混合，如图2和图3所示，或者，所述来自界外的稀释蒸汽也可以依次进入一次稀释蒸汽过热器和二次稀释蒸汽过热器与烃类/或烃类和蒸汽混合实现完全气化并过热，然后进入下混合预热器，如图4和图5所示。在本专利技术的方法中，原料烃类与来自一次稀释蒸汽过热器的一次蒸汽进行混合，形成的混合物进一步与来自二次稀释蒸汽过热器的二次蒸汽混合实现完全气化并过热，然后进入下混合预热器。根据本专利技术，所述一次蒸汽和二次蒸汽的相对量可根据需要调整。所述一次蒸汽可占总稀释蒸汽的10～90％；所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种乙烯裂解炉，其特征在于，该乙烯裂解炉包括：高压汽包(1)、对流段(2)、辐射段(3)、急冷锅炉(4)和燃烧器(5)，所述辐射段(3)内排布有多个辐射炉管组，每一辐射炉管组包括多支辐射炉管(6)；所述对流段(2)内排布有对流段换热管，所述对流段换热管为水平排布的多个换热管束；所述多个换热管束的布置方式使得对流段包括：原料预热器、锅炉给水预热器、一次稀释蒸汽过热器、二次稀释蒸汽过热器、上混合预热器、超高压蒸汽过热器和下混合预热器。/n

【技术特征摘要】
1.一种乙烯裂解炉，其特征在于，该乙烯裂解炉包括：高压汽包(1)、对流段(2)、辐射段(3)、急冷锅炉(4)和燃烧器(5)，所述辐射段(3)内排布有多个辐射炉管组，每一辐射炉管组包括多支辐射炉管(6)；所述对流段(2)内排布有对流段换热管，所述对流段换热管为水平排布的多个换热管束；所述多个换热管束的布置方式使得对流段包括：原料预热器、锅炉给水预热器、一次稀释蒸汽过热器、二次稀释蒸汽过热器、上混合预热器、超高压蒸汽过热器和下混合预热器。


2.根据权利要求1所述的乙烯裂解炉，其特征在于，所述一次稀释蒸汽过热器和所述二次稀释蒸汽过热器连续布置或分隔布置；所述一次稀释蒸汽过热器位于所述二次稀释蒸汽过热器的上方或下方。


3.根据权利要求1所述的乙烯裂解炉，其特征在于，所述一次稀释蒸汽过热器入口设置有与界区外连通的一次稀释蒸汽管线，所述二次稀释蒸汽过热器入口设置有与界区外连通的二次稀释蒸汽管线；或者，
所述一次稀释蒸汽过热器入口设置有与界区外连通的一次稀释蒸汽管线，所述二次稀释蒸汽过热器入口与所述一次稀释蒸汽过热器出口连接。


4.根据权利要求1所述的乙烯裂解炉，其特征在于，原料预热器出口管线与一次稀释蒸汽过热器出口管线合并后连接至上混合预热器；
上混合预热器出口管线与二次稀释蒸汽过热器出口管线合并后连接至下混合预热器；
所述一次稀释蒸汽过热器布置在上混合预热器上方；
所述二次稀释蒸汽过热器布置在超高压蒸汽过热器的上方或下方。


5.根据权利要求4所述的乙烯裂解炉，其特征在于，所述对流段的布置为以下方式之一：
(1)一次稀释蒸汽过热器、二次稀释蒸汽过热器上下相邻布置；所述一次稀释蒸汽过热器入口设置有与界区外连通的一次稀释蒸汽管线，所述二次稀释蒸汽过热器入口设置有与界区外连通的二次稀释蒸汽管线；
(2)一次稀释蒸汽过热器、二次稀释蒸汽过热器上下但不相邻布置；所述一次稀释蒸汽过热器入口设置有与界区外连通的一次稀释...

【专利技术属性】
技术研发人员：何细藕，邵晨，赵永华，郭凡，
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