[发明专利]一种两程辐射炉管的裂解炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种两程辐射炉管的乙烯裂解炉。

背景技术

在乙烯装置中，裂解炉是核心设备。辐射炉管的设计是决定裂解选择性，提高裂解产品烯烃收率和提高对不同裂解原料适应性的关键。改进辐射盘管的结构和排布，成为管式裂解炉技术发展中最核心的部分。20多年来，相继出现了单排分支变径管、混排分支变径管、不分支变径管、单程等径管等不同结构的辐射炉管。

炉管的排列方式从最初的单排发展到双排，对单排而言，相同的能力需要更大的占地面积，其优势是炉管周向温度分布均匀，存在遮蔽的情况较少；对双排而言，大大缩小了裂解炉的占地面积，但遮蔽的状况比较严重，影响了炉管周向温度分布。

采用4-1、5-1、6-1等两程炉管，通常四小组炉管配一台急冷(废热)锅炉；

采用1-1(U)型炉管，通常一小组或两小组炉管配一台线性急冷(废热)锅炉，全部底部供热；

采用2-1两程炉管，通常八小组炉管配一台急冷(废热)锅炉；EP1146105公开了这样的炉管结构排布的裂解炉：两程辐射段炉管垂直排列在辐射段炉膛里，一程管和二程管的直管排列在一个平面里，一程直管和二程管分别通过S形管与一个弯管连接，一程管和二程管的S形管分别平行，连接弯管可以是半圆形、半椭圆形或半卵形，各弯管与直管所在平面所成角度相同。

为使原料消耗大大降低、维持适当的运转周期和具有较好的原料适应性，目前大多数公司均采用两程(18～28m)分支变径或两程变径高选择性炉管，将停留时间控制在0.15～0.25s。第一程采用小直径炉管，利用它比表面积大的特点达到快速升温的目的，第二程采用较大直径的炉管以降低对结焦敏感性的影响。所采用的两程高选择性辐射段炉管有1-1型(U型)、2-1型、4-1型、5-1型、6-1型、8-1型等炉管。1-1型(U型)两程炉管具有较大的比表面积，具有较好的机械性能，但运行周期比其他两程炉管要短。2-1型两程炉管具有较大的比表面积，但与1-1型炉管相比辐射段炉膛长度要长。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型排布的乙烯裂解炉。

本发明的两程辐射炉管的乙烯裂解炉，包括高压汽包1、对流段2、辐射段3、垂直布置在辐射段的多组辐射炉管4、燃烧器5、急冷锅炉6；由第一程管及第二程管组成每一个两程立式辐射炉管，在第一程管和第二程管之间采用回弯管连接件连接；裂解物料由第一程管引入，由第二程管引出；

其中所述的辐射炉管的第一程管包括：两根入口管7、三通构件8、一根长度为L的直管9、一根弯管10，其中L＞0；其上部是两根入口管，通过一个三通构件合并后，与一根直管固定连接，再通过一根弯管与所述的回弯管连接件11的一端固定连接；

所述的辐射炉管的第二程管包括：一根出口管13，其下端通过一根弯管12，与所述的回弯管连接件的另一端固定连接；

其中所述的弯管与回弯管连接件可以成为一个整体；

所述的回弯管连接件为一立体结构件，以所述的辐射炉管所在的平面E为对称面，其侧视投影为一对称的连续曲线；

所述的第一程管的弯管10和第二程管的弯管12分别在两个平面F和G内弯曲；优选所述的第一程管的弯管和第二程管的弯管的侧视投影，以平面E为对称面对称；

一组辐射炉管的所有的第一程管的中心对称线与第二程管的中心线在平面E内；

其中所述的平面E为第一程管的中心对称线与第二程管的中心线构成的平面；所述的平面F、平面G是与平面E成不为零的夹角的铅垂平面。

本发明的一个优选技术方案中，每一组辐射炉管的第一程管的各根弯管10的俯视投影互不平行，且各根弯管10所处的平面F与平面E成不为零的夹角，优选角度范围为30-90度；第二程管的各根弯管12的俯视投影互不平行，且各根弯管12所处的平面G与平面E垂直。

本发明的另一个优选技术方案中，所述的第二程管的弯管12的俯视投影相互平行，且各根弯管12所处的平面G与平面E垂直；所述的第一程管的弯管10的俯视投影互不平行，且各根弯管10所处的平面F与与平面E的夹角互不相同，优选角度范围为30-90度。

本发明的另一个优选技术方案中，所述的一组辐射炉管的一个炉管的第一程管的弯管10的俯视投影与同一个炉管或另一个炉管的第二程管的弯管12俯视投影相互平行。