[发明专利]一种新型抗结焦VDF裂解炉系统及其使用方法

说明书

本发明公开了一种新型抗结焦VDF裂解炉系统，包括裂解炉、余热回收器及急冷器，裂解炉内设置有螺旋炉管及从上至下的分区加热装置；余热回收器包括第一管壳式换热器及第一卧式罐体，第一卧式罐体外部设置有第一夹套，裂解炉出料口与第一卧式罐体连通，第一卧式罐体的出料口与第一管壳式换热器的管程进料口连通，第一管壳式换热器的壳程内通入冷物料且其壳程出料口与第一夹套的进料口连通，第一夹套的出料口与裂解炉进料口连通；余热回收器与急冷器的进料口连接，急冷器的出料口连接至产物收集工序。该裂解炉系统可以降低裂解炉炉管及换热器管道内的结焦，延长裂解炉炉管及换热器的清理周期，同时通过余热回收器对冷物料预热，降低能耗。

技术领域

本发明涉及裂解炉技术领域，具体涉及一种新型抗结焦VDF裂解炉系统及其使用方法。

背景技术

偏氟乙烯(CH₂CF₂)即VDF，是氟化工行业的重要单体之一，主要用于生产聚偏氟乙烯和氟橡胶。偏氟乙烯的制备方法较多，目前工业上主要以1-氯-1,1-二氟乙烷(HCFC-142b或R142a)为原料通过高温裂解制备偏氟乙烯。裂解反应通常在裂解炉内进行，裂解反应对温度比较敏感，温度过低时，转化率较低；温度过高时，容易出现结焦。目前，偏氟乙烯(VDF)生产行业中，裂解炉炉管大多采用U型串联结构，该结构在底部弯管部分易结焦，裂解炉结焦会造成收率降低，缩短运行周期；而且炉管上的焦垢使传热系数减小，壁温升高，导致能耗增大；同时焦垢的沉积使炉管内径变小，压力增大，产量降低，运行成本增高，炉管寿命缩短；结焦严重时甚至堵塞管道，被迫停车以便清除结焦，直接影响正常生产；另外，在裂解炉内裂解反应所得到的产物温度较高，通常需要通过换热器进行换热降温处理，裂解产物中的碳粉会在换热器管道中沉降结焦，不仅影响换热效率，而且还需要定期停机清理结焦，影响正常生产，降低生产效率。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明了提供了一种新型抗结焦VDF裂解炉系统，不仅可以降低裂解炉炉管内的结焦，还可以降低换热器管道内的结焦，延长裂解炉炉管及换热器管道的清理周期。

本发明为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：

一种新型抗结焦VDF裂解炉系统，包括裂解炉、余热回收器及急冷器，所述裂解炉包括裂解炉炉体，所述裂解炉炉体内设置有螺旋炉管及从上至下的分区加热装置，所述螺旋炉管的顶部及底部分别设置有裂解炉进料口及裂解炉出料口；

所述余热回收器包括第一管壳式换热器及位于第一管壳式换热器底部的第一卧式罐体，所述第一卧式罐体外部设置有第一夹套，所述裂解炉出料口通过管线与余热回收器的第一卧式罐体的进料口连通，所述第一卧式罐体的出料口与第一管壳式换热器的管程进料口连通，所述第一管壳式换热器的壳程内通入冷物料且第一管壳式换热器的壳程出料口与第一夹套的进料口连通，所述第一夹套的出料口与裂解炉进料口连通；

所述急冷器包括2组并列设置的第二管壳式换热器及位于2组第二管壳式换热器底部的第二卧式罐体，所述第一管壳式换热器的管程出料口通过管线与急冷器的其中一个第二管壳式换热器的管程入料口连通，2组第二管壳式换热器的管程底部均与第二卧式罐体直接连通，急冷器的另一个第二管壳式换热器的管程出料口通过管线连接至产物收集工序，2组第二管壳式换热器的壳程内通入冷却水。

通过上述技术方案，将炉管设计为螺旋炉管，使得物料进入时，流动速度时刻改变，处于连续下降状态，避免物料在局部炉管内沉积，造成局部温度过高而引起结焦，而且几乎不存在管壁层流现象，物料受热均匀，减少副反应；另外，通过余热回收装置可充分利用反应产物的余热，对冷物料进行预加热，使其进入裂解炉前就可以达到一定的温度，可降低裂解炉的能耗；通过设置急冷器，以循环冷却水作为冷介质，可对反应产物进行进一步降温，使其温度降至50～60℃。