[发明专利]一种多管程乙烯裂解炉

说明书

技术领域

本发明属于石油化工领域，具体涉及一种石油化工生产中的乙烯裂解炉的炉管结构。

背景技术

石油化工乙烯装置中所采用的乙烯裂解技术主要为美国LUMMUS公司、Stone&Webster公司、Kellog & Braun Root公司，欧洲的德国Linde公司、Technip(KTI)公司以及中国石化所开发的CBL裂解炉。对于多管程裂解炉，它们的技术如下：

美国LUMMUS公司：SRT-3型采用4-2-1-1或4-2-1-1-1-1炉管、SRT-1型采用1-1-1-1-1-1或1-1-1-1-1-1-1-1等径炉管，SRT-4型采用8-4-1-1炉管，通常两组炉管配一台急冷(废热)锅炉；

美国Stone&Webster公司：采用W(1-1-1-1四程变径)型或M(1-1-1-1-1-1六程变径)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；

美国Kellog & Braun Root公司：采用SC-4型(1-1-1-1四程变径)，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；

德国Linde公司：采用2-2-2-2-1-1六程炉管或2-2-1-1四程炉管，通常四小组炉管配一台急冷(废热)锅炉；

Technip(荷兰KTI)公司：采用GK-3型2-2-1-1、GK-4型4-4-2-1及SMK型1-1-1-1四程炉管，通常2～4小组炉管配一台急冷(废热)锅炉，采用SMK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。

各家公司采用的炉管排布方式均为按流体流向炉管程数顺序排列，各程炉管下部采用普通结构弯头连接。

为使一种对裂解气体原料较好的辐射炉管也适应液体原料，实现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4～6程(～60m)分枝变径或不分枝变径中等选择性炉管，将停留时间控制在0.4～1.0s。第一程或前两程采用小直径炉管，利用它比表面积大的特点达到快速升温的目的，第二程以后采用较大直径的炉管以降低对结焦敏感性的影响。所采用的四程中等选择性辐射段炉管有4-2-1-1型、2-2-1-1型、1-1-1-1、2-1-1-1型等炉管。

急冷锅炉有传统式(斯密特、包西格)、浴缸式一级急冷锅炉、二级急冷和线性急冷锅炉，线性急冷锅炉具有运转周期长不需水力清焦的优点。能与线性急冷锅炉匹配的辐射段炉管有1-1-1-1型、2-1-1-1型和2-2-1-1型等。

1-1-1-1型炉管能与线性急冷锅炉匹配、可以裂解气体原料也可以裂解液体原料。

Linde公司的Pyrocrack2-2(2-2-1-1)炉管可以裂解气体原料也可以裂解液体原料，但相比1-1-1-1型其机械性能要差。

总而言之，现有技术各管程按顺序布置，按管程顺序辐射炉管管壁温度逐渐提高，高温管程之间存在一定的辐射传热，对降低管壁温度，延长运行周期有一定负面效果；另外。现有技术的多管程炉管各管程之间采用普通弯头结构连接，不利于吸收各程炉管之间的热膨胀，长期运行容易引起炉管弯曲，造成运行周期缩短，降低炉管使用寿命。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提出一种可改善炉管受热状况、使炉管受热更均匀、改善辐射段炉管的机械性能，提高裂解炉的在线率、减少操作费用和延长炉管使用寿命，最终实现提高经济效益的新炉管结构的多管程乙烯裂解炉。

本发明的多管程乙烯裂解炉是这样实现的：

本发明的一种多管程乙烯裂解炉，所述的裂解炉包括：

a)至少一个辐射区；排布在辐射区内的底部燃烧器和/或侧壁燃烧器；辐射区内垂直排布的多组多程辐射炉管；

b)对流区；水平配置在对流区的多组对流炉管；

c)辐射区和对流区之间的烟道区；

d)急冷锅炉、高压汽包和引风机；

其特征在于：

所述的辐射炉管为四至十程辐射炉管；

所有辐射炉管处于一个平面沿炉中心单排布置；

各程炉管之间采用低温管程与高温管程间隔排列或高温低温管程之间部分交错布置的形式；

各程炉管底部全部采用S型弯管和对称弯管组合的弯管组合件连接，或部分采用S型弯管和对称弯管组合的弯管组合件连接、部分采用常规弯管连接。

在具体实施中，

所述的S型弯管为一成S型的立体结构件。

所述的对称弯管为在一平面内的沿中心线对称的弯管。