超大型裂解炉制造技术

本发明专利技术涉及裂解炉技术领域，具体地，涉及一种超大型裂解炉。该裂解炉包括：N个辐射段，其中，N为正整数且N≥3；在N个辐射段的上方中间设置有1个共用的对流段；N个辐射段和对流段之间设置有过渡烟道区；其中，所述对流段为具有中空的环形结构，且内部设置有连通结构的换热盘管；其中，N个辐射段产生的高温烟气经所述过渡烟道区后进入所述对流段，与所述换热盘管进行换热，得到由所述高温烟气转变成的烟气产物。本发明专利技术提供的裂解炉通过合理安排多个辐射段与对流段的位置关系，避免了辐射段跨度过大问题的出现，可以通过改变辐射段数量，以及裂解炉管的数量来控制裂解炉的生产能力。解炉管的数量来控制裂解炉的生产能力。解炉管的数量来控制裂解炉的生产能力。

【技术实现步骤摘要】
超大型裂解炉


[0001]本专利技术涉及裂解炉
，具体地，涉及一种超大型裂解炉。

技术介绍

[0002]裂解炉是以各种气体和液体石油馏分生产乙烯、丙烯、丁二烯等重要化工原料的最为重要的设备，是整个乙烯流程工业的龙头。裂解炉绿色化，大型化和智能化一直是裂解领域的研究方向，其中，大型和超大型的裂解炉将会显著降低投资建设成本和吨乙烯成本，易于实现裂解炉的智能控制，便于集中处理超标的氮氧化物。如何合理配置对流段和辐射段的相对位置关系，成为超大型裂解炉研究开发的重要方向。
[0003]伴随着石油化工行业的发展，裂解炉的单炉生产能力已经从10万吨逐步增加到20万吨、30万吨甚至是40万吨。生产能力的大型化要求在一定的占地面积下尽可能多的排布辐射段的炉管。目前正在运行中的大型裂解炉主要有单辐射段和双辐射段裂解炉，辐射段内的炉管通常采用单排排列，因此，单炉膛的生产能力就受到一定限制。当生产能力逐步扩大，特别是达到30 万吨以上时，裂解炉的工程建设和裂解炉炉膛内温度分布不均的问题就会比较突出，对裂解的选择性，燃料用量，操作周期和辐射炉管的寿命均产生不利影响。
[0004]为了解决上述的问题，KBR，KELLOGG公司先后申请了双炉膛裂解炉，共用一个对流段，采用全底烧或者底烧加侧烧联合供热，辐射段炉管采用单排排列，受热比较均匀，此种裂解炉在≤30万吨生产能力时有较大优势，当裂解炉产能继续提高，其结构形式将难以满足生产要求。
[0005]为了解决上述问题，CN1513950A公开了一种新型多辐射区裂解炉，通过炉墙将辐射段分割成多个不同区域，多个辐射区共用一个对流段，炉墙两侧分布排布底部燃烧器，保证了辐射段炉管受热均匀。但此结构未解决不同原料在同一裂解炉内运行周期不同导致分区域操作和分炉膛烧焦的问题，即烟气的均匀分布和互不干扰问题，进而影响裂解炉操作的稳定性。
[0006]CN104232146A公开了一种乙烯裂解炉，辐射段内炉管的排布方式由单排改为沿炉体长度方向垂直于底面排布的X型辐射盘管模块，相当于将多个双炉膛裂解炉进行串联，但此种结构相对复杂，建造费用较高，占地面积也没有减少。
[0007]同时，对于单辐射段裂解炉，当其生产能力在10万吨左右时，炉膛内温度分布相对均匀，裂解炉NO
X
排放较少，并且裂解炉建造难度较低，经济型较好。随着裂解炉生产能力的提高至15万吨时，炉膛内温度分布不均匀现象凸显，进而带来高NO
X
排放，并且建造难度和建造成本均显著上升。
[0008]综上所述，尽管双炉膛裂解炉已经在实际生产中得到了应用，但若生产能力继续提高，现有裂解炉技术依然存在一定问题，因此，迫切需要开发一种新型结构的超大型裂解炉(乙烯的生产能力大于30万吨)以满足未来生产需求。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是为了克服上述技术问题，提供一种新型超大型裂解炉，该裂解炉通过合理设置辐射段和对流段的位置关系，以及对流段内换热盘管的排布方式，可保证裂解炉内各辐射段在不同裂解原料和操作状态下时限稳定运行；同时，提高了裂解炉生产能力。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术提供一种超大型裂解炉，该裂解炉包括：N 个辐射段，其中，N为正整数且N≥3；在N个辐射段的上方中间设置有1 个共用的对流段；N个辐射段和对流段之间设置有过渡烟道区；
[0011]其中，所述对流段为具有中空的环形结构，且内部设置有连通结构的换热盘管；
[0012]其中，N个辐射段产生的高温烟气经所述过渡烟道区后进入所述对流段，与所述换热盘管进行换热，得到由所述高温烟气转变成的烟气产物。
[0013]相比现有技术，本专利技术具有以下优势：
[0014](1)本专利技术提供的裂解炉，通过合理安排多个辐射段与对流段的位置关系，避免了辐射段跨度过大问题的出现，可以通过改变辐射段数量，以及裂解炉管的数量来控制裂解炉的生产能力；例如，将所述裂解炉用于乙烯裂解，在低建造成本前提下，能够显著提高裂解炉单台生产能力至40万吨乙烯/年以上；
[0015](2)本专利技术通过限定过渡烟道区的结构以及对流段内分隔板的设置，保证了自相邻两个辐射段进入对流段的烟气无漩涡流动现象，避免烟气的相互影响，从而使相邻两个辐射段的操作不会相互干扰；同时，显著提高了裂解炉操作灵活性和稳定性；
[0016](3)本专利技术提供的裂解炉具有广泛的原料适应性，而且各种原料均可在最佳条件下裂解；
[0017](4)本专利技术提供的裂解炉具有受热均匀、传热速率高，控制系统稳定，具有较长时间运行周期，排放NO
X
量较少的特点；同时，该裂解炉结构紧凑，节约占地面积。
附图说明
[0018]图1是本专利技术提供的一种超大型裂解炉的剖面示意图；
[0019]图2是本专利技术提供的一种超大型裂解炉的切面示意图。
[0020]附图标记说明
[0021]1、对流段内壁面
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2、对流段外壁面
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3、辐射段
[0022]4、换热盘管
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5、对流段
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6、裂解炉管
[0023]7、底部燃烧器
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8、急冷锅炉
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9、分隔板
[0024]10、侧壁燃烧器
具体实施方式
[0025]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0026]在本专利技术中，没有特殊情况说明下，容器的“顶部”是指容器由上到下的0
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10％的
位置；容器的“上部”是指容器由上到下的10
‑
40％的位置；容器的“中部”是指容器由上到下的40
‑
60％的位置；容器的“下部”是指容器由上到下的60
‑
90％的位置；容器的“底部”是指容器由上到下的90
‑
100％的位置。
[0027]本专利技术提供一种超大型裂解炉，该裂解炉包括：N个辐射段，其中，N 为正整数且N≥3；在N个辐射段的上方中间设置有1个共用的对流段；N 个辐射段和对流段之间设置有过渡烟道区；
[0028]其中，所述对流段为具有中空的环形结构，且内部设置有连通结构的换热盘管；
[0029]其中，N个辐射段产生的高温烟气经所述过渡烟道区后进入所述对流段，与所述换热盘管进行换热，得到由所述高温烟气转变成的烟气产物。
[0030]本专利技术提供的裂解炉通过合理配置辐射段与对流段的位置关系，能够在一定占地面积下最大限度尽可能多的布置辐射段，在提高裂解炉单炉生产能力的同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超大型裂解炉，其特征在于，该裂解炉包括：N个辐射段，其中，N为正整数且N≥3；在N个辐射段的上方中间设置有1个共用的对流段；N个辐射段和对流段之间设置有过渡烟道区；其中，所述对流段为具有中空的环形结构，且内部设置有连通结构的换热盘管；其中，N个辐射段产生的高温烟气经所述过渡烟道区后进入所述对流段，与所述换热盘管进行换热，得到由所述高温烟气转变成的烟气产物。2.根据权利要求1所述的裂解炉，其特征在于，所述对流段的底部垂直设置有M个分隔板，其中，M为正整数且N≥3，用于将N个辐射段产生的高温烟气进行均匀分布；和/或，所述分隔板的数量≥所述辐射段的数量。3.根据权利要求2所述的裂解炉，其特征在于，所述分隔板的高度与所述对流段的高度比为0.01
‑
0.2：1，优选为0.05
‑
0.15：1。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的裂解炉，其特征在于，所述对流段为具有中空的圆柱或圆台，优选为具有中空的圆柱；和/或，所述对流段包括对流段内壁面和对流段外壁面；和/或，所述换热盘管围绕所述对流段的中轴线环绕设置在所述对流段内壁面和对流段外壁面之间；和/或，所述换热盘管的排列方式选自圆形回路、矩形回路。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的裂解炉，其特征在于，所述换热盘管设置有换热介质入口和换热介质出口；和/或，所述换热介质入口的温度为0
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100℃，优选为10
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70℃；所述换热介质出口的温度为500
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650℃，优选为550
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊杰，周丛，杨士芳，张兆斌，杜志国，李晓锋，杨沙沙，蒋冰，石莹，刘同举，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：