[实用新型]一种用于浴缸式急冷换热器的流体分配器

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于乙烯裂解技术的设备，具体涉及一种用于乙烯裂解炉上浴缸式急冷换热器的流体分配器。 

背景技术

裂解原料在裂解炉炉管中经过高温裂解后，生成乙烯，同时得到丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等重要副产品。裂解炉出口的高温裂解气在出口高温条件下将继续进行二次裂解反应，如果停留时间过长，二次反应增加，其结果是使裂解产物中烯烃收率下降，甲烷、氢气、重质焦油增加，结焦趋势加大。如果要使乙烯收率保持稳定，减少二次反应，则必须使裂解气尽快地冷却下来，终止二次反应，使裂解气处于稳定状态的温度之下。 

裂解炉炉管中出来的裂解气温度为750-900℃，为了防止二次反应的发生，从而减少烯烃损失，就必须使裂解气在进入急冷换热器时快速冷却，一般认为当裂解气温度降至600℃以下时，二次反应基本终止。在裂解气急冷降温过程中，放出的大量热能是利用价值很高的热源，回收后用来产生12MPa 左右的高压蒸汽。 

裂解气急冷换热器是乙烯裂解装置中的关键设备，又称为传输线换热器（Transfer Line Exchanger，简称TLE），它担负着将裂解气迅速冷却以终止二次反应减少烯烃损失和回收裂解气的热量产生高位热能的双重任务。通常，裂解气急冷换热器采用间壁换热方式，即高温裂解气走管内，冷却介质走管外，使高温裂解气迅速冷却，同时产生高压蒸汽。 

为了解决传统双套管急冷换热器流量分配不均匀的缺点，鲁姆斯公司和SHG公司合作开发了浴缸式急冷换热器，因入口封头形似浴缸，故称为浴缸式急冷换热器。浴缸式急冷换热器的换热单元与传统双套管急冷换热器相同，仍由椭圆形直排集流管、内管和外管组成。为了解决传统双套管急冷换热器入口封头因气流返混造成裂解气在高温下停留时间较长和流量分布不均的问题，浴缸式急冷换热器在裂解气入口处进行了改进，将传统双套管急冷换热器采用的单头进料方式改为多头进料，一般每台浴缸式急冷换热器有2个或4个裂解气入口。裂解气入口通道主要由扩压器、分配空间、分配器等组成，在分配空间内加装分配器的主要作用是消除分配空间横截面上流动的不均匀性和阻挡来自裂解炉管的焦块。另外，换热管的阻力降通常占急冷换热器总阻力降的大部分，所以换热管各管之间的阻力特性差异对气流分布的影响较大。 

现有浴缸式急冷换热器裂解气入口处的流体分配器的结构通常是在筋板上穿插管子，这种分配器流体分配效果并不明显，这一点在急冷换热器有2个裂解气入口时表现尤为突出。裂解气入口正上方处的换热管裂解气流量较大，停留时间较短，结焦较少，而周围部位的换热管裂解气流量较小，停留时间较长，结焦较多，严重时甚至出现换热管被堵塞的情况，严重影响了裂解炉的运转周期。 

实用新型内容

本实用新型涉及到浴缸式急冷换热器技术，尤其涉及到浴缸式急冷换热器的裂解气入口处封头内的流体分配技术。目的是提供一种结构简单，不需要消耗外部能量，能将裂解气均匀分配到每一根换热管中的流体分配器。 

一种用于浴缸式急冷换热器的流体分配器, 其特征在于流体分配器置于裂解气入口通道的分配空间内，主要包括防冲挡板1、螺栓、固定轴3和活动轴4；防冲挡板1一端开有长圆孔，活动轴4穿过该长圆孔，两端固定于筒体上；防冲挡板1另一端通过螺栓固定固定轴3，固定轴3另一端固定于筒体上；防冲挡板1中间开有通孔，用于裂解气的流动。 

本实用新型所述流体分配器，其材料可以为ZG45Ni35Cr26及其以上的耐热高合金钢铸件。 

本实用新型所述流体分配器，其防冲挡板1上开有通孔，用于裂解气的流动，增加中心换热管的裂解气流量，开孔位置及大小通过CFX模拟计算确定。其两侧可开凹槽，用于减小分配器重量。通孔最好有两个以上，最佳是一大一小，靠近裂解气入口中心位置的通孔小一些，即半圆形底部位置的通孔小一些。根据浴缸式急冷换热器裂解气入口的多少决定有防冲挡板1的数量，流体分配器可有2个以上的防冲挡板。2个裂解气入口时，防冲挡板1可以有两个，最好彼此连接使用，即流体分配器两个防冲挡板相接，相邻的防冲挡板设有凹凸卡槽防止前后错位。 

本实用新型所述流体分配器，其防冲挡板在正对裂解气入口处最好采用半圆形导向结构，其切线角度β为10～30度。具体角度可通过CFX模拟计算确定。即防冲挡板正对裂解气入口的一面局部呈外凸的圆弧面，用于引导裂解气沿半圆弧面流动，通孔为两个以上时，半圆形底部位置的通孔小一些，并且使其正对裂解气入口，从而更好地将裂解气分配到周边的换热管中。