本发明专利技术公开了一种新型抗结焦VDF裂解炉系统，包括裂解炉、余热回收器及急冷器，裂解炉内设置有螺旋炉管及从上至下的分区加热装置；余热回收器包括第一管壳式换热器及第一卧式罐体，第一卧式罐体外部设置有第一夹套，裂解炉出料口与第一卧式罐体连通，第一卧式罐体的出料口与第一管壳式换热器的管程进料口连通，第一管壳式换热器的壳程内通入冷物料且其壳程出料口与第一夹套的进料口连通，第一夹套的出料口与裂解炉进料口连通；余热回收器与急冷器的进料口连接，急冷器的出料口连接至产物收集工序。该裂解炉系统可以降低裂解炉炉管及换热器管道内的结焦，延长裂解炉炉管及换热器的清理周期，同时通过余热回收器对冷物料预热，降低能耗。低能耗。低能耗。
【技术实现步骤摘要】
一种新型抗结焦VDF裂解炉系统及其使用方法
[0001]本专利技术涉及裂解炉
，具体涉及一种新型抗结焦VDF裂解炉系统及其使用方法。
技术介绍
[0002]偏氟乙烯(CH2CF2)即VDF，是氟化工行业的重要单体之一，主要用于生产聚偏氟乙烯和氟橡胶。偏氟乙烯的制备方法较多，目前工业上主要以1
‑
氯
‑
1,1
‑
二氟乙烷(HCFC
‑
142b或R142a)为原料通过高温裂解制备偏氟乙烯。裂解反应通常在裂解炉内进行，裂解反应对温度比较敏感，温度过低时，转化率较低；温度过高时，容易出现结焦。目前，偏氟乙烯(VDF)生产行业中，裂解炉炉管大多采用U型串联结构，该结构在底部弯管部分易结焦，裂解炉结焦会造成收率降低，缩短运行周期；而且炉管上的焦垢使传热系数减小，壁温升高，导致能耗增大；同时焦垢的沉积使炉管内径变小，压力增大，产量降低，运行成本增高，炉管寿命缩短；结焦严重时甚至堵塞管道，被迫停车以便清除结焦，直接影响正常生产；另外，在裂解炉内裂解反应所得到的产物温度较高，通常需要通过换热器进行换热降温处理，裂解产物中的碳粉会在换热器管道中沉降结焦，不仅影响换热效率，而且还需要定期停机清理结焦，影响正常生产，降低生产效率。
技术实现思路
[0003]为解决上述技术问题，本专利技术了提供了一种新型抗结焦VDF裂解炉系统，不仅可以降低裂解炉炉管内的结焦，还可以降低换热器管道内的结焦，延长裂解炉炉管及换热器管道的清理周期。
[0004]本专利技术为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：
[0005]一种新型抗结焦VDF裂解炉系统，包括裂解炉、余热回收器及急冷器，所述裂解炉包括裂解炉炉体，所述裂解炉炉体内设置有螺旋炉管及从上至下的分区加热装置，所述螺旋炉管的顶部及底部分别设置有裂解炉进料口及裂解炉出料口；
[0006]所述余热回收器包括第一管壳式换热器及位于第一管壳式换热器底部的第一卧式罐体，所述第一卧式罐体外部设置有第一夹套，所述裂解炉出料口通过管线与余热回收器的第一卧式罐体的进料口连通，所述第一卧式罐体的出料口与第一管壳式换热器的管程进料口连通，所述第一管壳式换热器的壳程内通入冷物料且第一管壳式换热器的壳程出料口与第一夹套的进料口连通，所述第一夹套的出料口与裂解炉进料口连通；
[0007]所述急冷器包括2组并列设置的第二管壳式换热器及位于2组第二管壳式换热器底部的第二卧式罐体，所述第一管壳式换热器的管程出料口通过管线与急冷器的其中一个第二管壳式换热器的管程入料口连通，2组第二管壳式换热器的管程底部均与第二卧式罐体直接连通，急冷器的另一个第二管壳式换热器的管程出料口通过管线连接至产物收集工序，2组第二管壳式换热器的壳程内通入冷却水。
[0008]通过上述技术方案，将炉管设计为螺旋炉管，使得物料进入时，流动速度时刻改
变，处于连续下降状态，避免物料在局部炉管内沉积，造成局部温度过高而引起结焦，而且几乎不存在管壁层流现象，物料受热均匀，减少副反应；另外，通过余热回收装置可充分利用反应产物的余热，对冷物料进行预加热，使其进入裂解炉前就可以达到一定的温度，可降低裂解炉的能耗；通过设置急冷器，以循环冷却水作为冷介质，可对反应产物进行进一步降温，使其温度降至50～60℃。
[0009]进一步地，所述分区加热装置包括至少2个从上至下的电加热区，每个电加热区均设置独立的电加热系统，所述电加热系统设置在裂解炉炉体内壁，且每个电加热区均设置有炉壁测温点及物料测温点，所述炉壁测温点设置于裂解炉炉体内壁，所述物料测温点设置于螺旋炉管外壁，每个炉壁测温点、物料测温点及电加热系统均与温控系统连接。
[0010]上述分区加热装置包括至少2个电加热区，且每个电加热区的加热功率可单独调节，每个电加热区均设置有炉壁测温点及物料测温点，可根据测量的物料温度及炉壁温度，精确控制每个电加热区的电加热系统加热功率，进而控制每个电加热区的物料温度，可实现物料流速连续变化时，仍能保证炉体内反应温度的恒定。通过保证反应温度的恒定，可以提高裂解反应的转化率，防止结焦，并且还可降低裂解炉能耗。另外，为了保证分区加热装置的精确度及稳定性，温控系统采用MPID自动温度控制系统，电加热系统加热电压为380/220V。
[0011]进一步地，所述螺旋炉管沿裂解炉炉体轴向螺旋盘绕下降，且贴近裂解炉炉体内壁，相邻螺旋炉管的间距为螺旋炉管直径的2～4倍。
[0012]通过上述技术方案，将炉管设计为螺旋状，且贴近裂解炉炉体内壁，并调整炉管间距，可保证炉管内面也能受到热辐射，保证螺旋炉管内温度恒定，同时，将炉管设计为从上至下的螺旋状结构，还可以与分区加热装置更好得结合，便于控制各区温度，保持温度恒定。
[0013]进一步地，所述余热回收器的第一卧式罐体内设置有内伸管，所述裂解炉出料口通过管线与内伸管连接。
[0014]所述第一卧式罐体中上部设置有导流挡板，所述导流挡板设置于靠近内伸管的出口端一侧。
[0015]通过上述技术方案，可以使反应产物中的碳粉在第一卧式罐体内沉淀截留，防止进入管壳式换热器内沉降结焦，不仅影响换热效率，而且还需要定期停机清理结焦，影响正常生产。
[0016]进一步地，所述第二卧式罐体外部设置有第二夹套，所述第二夹套内通入冷却水。
[0017]进一步地，所述裂解炉炉体为密闭式炉体，裂解炉炉体内充有氮气，保持微正压，且裂解炉炉体的顶部设置有爆破口，所述爆破口通过管路连接外部废气处理系统，所述爆破口上设置有爆破片。
[0018]通过上述技术方案，如果螺旋炉管出现爆管，爆破片会爆破，有毒气体从爆破口及管路进入废气处理系统，不会造成有毒气体泄漏。
[0019]本专利技术还提供一种新型抗结焦VDF裂解炉系统的使用方法，包括以下步骤：
[0020](1)预先将每个电加热区的炉壁测温点及物料测温点与温控系统连接，并将每个电加热区的电加热系统与温控系统连接，然后设置每个加热区的加热温度范围以及每个加热区的炉壁测温点与物料测温点的温度范围，当温控系统检测到炉壁测温点与物料测温点
的温度不在设定范围内时，温控系统发出信号自动调整电加热系统的加热功率，保持裂解炉炉体内物料反应温度恒定；
[0021](2)按照步骤(1)设定完毕后，向余热回收器的第一管壳式换热器的壳程内通入冷物料，冷物料从第一管壳式换热器的壳程出料口进入第一夹套，然后通过第一夹套的出料口通入裂解炉进料口，在裂解炉炉体内进行反应，反应产物从裂解炉出料口依次进入第一卧式罐体及第一管壳式换热器管程进行换热降温，同时冷物料吸热升温；
[0022](3)反应产物从第一管壳式换热器管程流出，依次进入急冷器的其中一个第二管壳式换热器管程、第二卧式罐体及另一个第二管壳式换热器管程进行换热降温，反应产物换热降温完成后自第二管壳式换热器管程顶部出料口排出至产物收集工序。
[0023]进一步地，所述步骤(2)中换热过程为：反应产物从裂解炉出料口经由内本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种新型抗结焦VDF裂解炉系统，包括裂解炉、余热回收器及急冷器，其特征在于，所述裂解炉包括裂解炉炉体，所述裂解炉炉体内设置有螺旋炉管及从上至下的分区加热装置，所述螺旋炉管的顶部及底部分别设置有裂解炉进料口及裂解炉出料口；所述余热回收器包括第一管壳式换热器及位于第一管壳式换热器底部的第一卧式罐体，所述第一卧式罐体外部设置有第一夹套，所述裂解炉出料口通过管线与余热回收器的第一卧式罐体的进料口连通，所述第一卧式罐体的出料口与第一管壳式换热器的管程进料口连通，所述第一管壳式换热器的壳程内通入冷物料且第一管壳式换热器的壳程出料口与第一夹套的进料口连通，所述第一夹套的出料口与裂解炉进料口连通；所述急冷器包括2组并列设置的第二管壳式换热器及位于2组第二管壳式换热器底部的第二卧式罐体，所述第一管壳式换热器的管程出料口通过管线与急冷器的其中一个第二管壳式换热器的管程入料口连通，2组第二管壳式换热器的管程底部均与第二卧式罐体直接连通，急冷器的另一个第二管壳式换热器的管程出料口通过管线连接至产物收集工序，2组第二管壳式换热器的壳程内通入冷却水。2.根据权利要求1所述的一种新型抗结焦VDF裂解炉系统，其特征在于，所述分区加热装置包括至少2个从上至下的电加热区，每个电加热区均设置独立的电加热系统，所述电加热系统设置在裂解炉炉体内壁，且每个电加热区均设置有炉壁测温点及物料测温点，所述炉壁测温点设置于裂解炉炉体内壁，所述物料测温点设置于螺旋炉管外壁，每个炉壁测温点、物料测温点及电加热系统均与温控系统连接。3.根据权利要求1所述的一种新型抗结焦VDF裂解炉系统，其特征在于，所述螺旋炉管沿裂解炉炉体轴向螺旋盘绕下降，且贴近裂解炉炉体内壁，相邻螺旋炉管的间距为螺旋炉管直径的2～4倍。4.根据权利要求1所述的一种新型抗结焦VDF裂解炉系统，其特征在于，所述余热回收器的第一卧式罐体内设置有内伸管，所述裂解炉出料口通过管线与内伸管连接。5.根据权利要求4所述的一种新型抗结焦VDF裂解炉系统，其特征在于，所述第一卧式罐体中上部设置有导流挡板，所述导流挡板设置于靠近内伸管的出口端一侧。6.根据权利要求1所述的一种新型抗结焦VDF裂解炉系统，其特征在于，所述第二卧式罐体外部设置有第二夹套，所述第二夹套...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋文春，张卫宏，张春雪，袁步华，
申请(专利权)人：江苏格兰环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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