[发明专利]一种乙烯裂解炉和乙烯裂解方法

说明书

本发明属于石油化工领域，涉及一种乙烯裂解炉和乙烯裂解方法。该乙烯裂解炉包括：高压汽包、对流段、辐射段、急冷锅炉和燃烧器，所述辐射段内排布有多个辐射炉管组，每一辐射炉管组包括多支辐射炉管；所述对流段内排布有对流段换热管，所述对流段换热管为水平排布的多个换热管束；所述多个换热管束的布置方式使得对流段包括：上原料预热器、锅炉给水预热器、下原料预热器、一次稀释蒸汽过热器、二次稀释蒸汽过热器、上混合预热器、超高压蒸汽过热器和下混合预热器。提出了不同的对流段排布方案，解决了不同性质原料，特别是重质原料在对流段可能出现结焦的问题，同时更合理利用烟气的余热，减少换热面积，节省投资。

技术领域

本发明属于石油化工领域，更具体地，涉及一种乙烯裂解炉和一种乙烯裂解方法。

背景技术

在乙烯装置中，裂解炉是核心设备(如图1所示)。早期裂解炉的辐射段炉管在辐射段内水平布置，随着裂解技术的发展，自1964年第一台辐射段垂直炉管结构的双面辐射短停留时间裂解炉由鲁姆斯公司在德国推出以来，几家从事乙烯技术开发的公司投入了大量的资金和技术力量进行裂解技术的开发。

为了适应各种不同性质的原料裂解，同时避免在对流段发生结焦，各技术开发的公司针对不同原料，特别是重质原料的性质，研究了不同的稀释蒸汽的注入方式。

目前大多数公司采用的稀释蒸汽注入方式为：对于气体原料，或较轻原料的裂解，在对流段可以采用稀释蒸汽一次注入的方式(程建发等，乙烯装置裂解原料适应性运行探讨[J]，乙烯工业)；而对于较重的原料，如加氢尾油等，在对流段可以采用稀释蒸汽二次注入的方式(CN87204914)。不同的稀释蒸汽注入方式，直接影响了裂解炉的平稳运行。如果注入方式不合适，则可能导致在裂解炉对流段出现结焦。而对流段结焦，无法通过在线烧焦的办法清焦，只能停炉。

因此，需要设计合适的稀释蒸汽注入方式以尽量避免对流段结焦。

发明内容

本发明的目的是提供一种乙烯裂解炉，提出了不同的对流段排布方案，解决了不同性质原料，特别是重质原料在对流段可能出现结焦的问题，同时更合理利用烟气的余热，减少换热面积，节省投资。

为了实现上述目的，本发明提供一种乙烯裂解炉，该乙烯裂解炉包括：高压汽包、对流段、辐射段、急冷锅炉和燃烧器，所述辐射段内排布有多个辐射炉管组，每一辐射炉管组包括多支辐射炉管；所述对流段内排布有对流段换热管，所述对流段换热管为水平排布的多个换热管束；所述多个换热管束的布置方式使得对流段包括：原料预热器、锅炉给水预热器、一次稀释蒸汽过热器、二次稀释蒸汽过热器、上混合预热器、超高压蒸汽过热器和下混合预热器。本发明对所述一次稀释蒸汽过热器和所述二次稀释蒸汽过热器的相对布置方式没有特别的限定，所述一次稀释蒸汽过热器和所述二次稀释蒸汽过热器可以连续布置或分隔布置；所述一次稀释蒸汽过热器可位于所述二次稀释蒸汽过热器的上方或下方。

本发明中，与物料混合的稀释蒸汽称为一次蒸汽，与物料、一次蒸汽混合物混合的稀释蒸汽称为二次蒸汽。所用的一次蒸汽、二次蒸汽可以分别进入两个稀释蒸汽过热段过热，也可以一次蒸汽先进入一个稀释蒸汽过热段过热，然后再进入另一个稀释蒸汽过热段进一步过热。与此相应地，所述乙烯裂解炉中，所述一次稀释蒸汽过热器入口设置有与界区外连通的一次稀释蒸汽管线，所述二次稀释蒸汽过热器入口设置有与界区外连通的二次稀释蒸汽管线；或者，所述一次稀释蒸汽过热器入口设置有与界区外连通的一次稀释蒸汽管线，所述二次稀释蒸汽过热器入口与所述一次稀释蒸汽过热器出口连接。

本发明中，优选地，原料预热器出口管线与一次稀释蒸汽过热器出口管线合并后连接至上混合预热器；上混合预热器出口管线与二次稀释蒸汽过热器出口管线合并后连接至下混合预热器。本发明对于所述一次稀释蒸汽过热器和所述二次稀释蒸汽过热器与其他对流段设施的相对设置方式没有特别的限定，优选地，所述一次稀释蒸汽过热器布置在上混合预热器上方；所述二次稀释蒸汽过热器可以布置在超高压蒸汽过热器的上方或下方。

具体地，所述对流段的布置可以为以下方式之一：