[发明专利]裂解炉

说明书

本发明涉及裂解炉，具体涉及将烃类和类似的有机原料特别是石油烃类热裂解为乙烯、丙烯、丁二烯等的管式裂解炉。

图4示出一种先有技术裂解炉的横剖面图，图5示出沿图4Ⅴ-Ⅴ线的箭头方向的横剖面图，图6示出由集流管为媒介物连到图4反应管出口的急冷换热器。

上述装置包括以纵排设置在燃烧室1的中心部位的反应管7，反应管形成具有弯头8的曲径;设在反应管7一端的有机原料入口21，设在该管的另一端的反应管7的出口22通过集流管9（图6）的媒体连至反应管出口22的急冷换热器10;从燃烧室1的顶板悬下并与平衡重物17连接的反应管悬挂件16;设在对流传热部分6处通过连接导管5的媒介物与燃烧室1的上部相通的对流传热器11;垂直地设置在燃烧室1的底部的炉底燃烧器20;以及设在燃烧室1的侧壁上的炉壁燃烧器19。

在这种装置中，有机原料通常与蒸汽混合，在对流传热部分6处预热，然后经反应管入口进入反应管7内，被炉底燃烧器20和炉壁燃烧器19的热辐射加热发生热解反应。再通过集流管9进入急冷换热器10内快速冷却，以在不引起过度的热解反应或聚合反应的情况下得到裂解产物。

对于这种裂解炉而言，当以30，000吨/年的生产量从石脑油（比重：0.70）中生产乙烯时，需要使该裂解炉的炉长约为15米，当生产量为50，000吨/年时，需要炉长为20米或更长。因此，每吨石脑油所需的有效面积增大。此外还有炉壁热损耗大的缺点。不仅如此，当燃烧室1中的燃烧气体23向对流传热部分6流动时，该气体必须通过反应管悬挂件16，部件16由于经受高温气体而易遭损坏。再者，由于将燃烧室1与对流传热管道11连通的连接导管5很短，以致于在具有不均匀温度的燃烧气体还未充分混合时就把该气体引进对流传热管道11（该管道通常由4～12个通道组成），使得对应于各自通道的对流传热管道受到不均匀加热，其结果是，在对流传热管道的出口处的各通道的温度是不同的，其差别大到（20～50）℃。

理想的反应管是压力损失小类型的，能在限定的反应时间内上升到限定温度，并能使单程对原料实现最大的处理，还能通过反应管出口的集流管9使反应管的出口到急冷换热器入口的长度尽量短。另外，从经济的观点来看，希望使用少量的大容量急冷换热器。

然而，根据上述的裂解炉，欲减少被安装的急冷换热器10的数量，就要使用具有复杂弯曲或小弯曲半径弯头的反应管，Y型弯头集流管等，如图8和图9所示的各种反应管的形状。这样，炉内流体的平滑流动受到阻碍，结果增加压力损失和产生焦化。另外，在反应管的形状复杂时，造成的缺点是，由于在高温条件（750°～1100℃）下出现异常的热应力而使反应管和弯曲部分易于损坏。图5的反应管的结构非常简单，但是每一通道的原料数量很少，其缺点是需要使用大量的容量小的急冷换热器。例如，在以30000吨/年的生产量从石脑油生产乙烯的情况下，需要提供16个或更多的急冷换热器。

本发明的目的是提供一种裂解炉，该炉能缩短裂解炉的炉长，能减小裂解炉的炉壁的有效面积和表面面积，还能降低急冷换热器的个数，以此使该装置小巧和重量轻，并且还减少该炉部件的损坏。

本发明在于：

用以热裂解有机原料的裂解炉，包括：

一个空心的炉体;

设置在上述炉体内的燃烧室;

设置在上述燃烧室上部的顶板;

垂直地设置在上述燃烧室的顶板中央的中央燃烧器;

分别垂直设置在上述中央燃烧器两侧的侧燃烧器;

垂直排列在上述中心燃烧器与侧燃烧器之间，并在所述燃烧室的下部形成弧形弯曲的反应管;

用以将有机原料供入上述反应管的装置;

设置在上述燃烧炉上部的急冷换热器;

用以将多个上述反应管的出口与上述急冷换热器连接的反应管出口集流管;和

设置在燃烧室的底部并与燃烧气体的出口导管连接的燃烧气体导出管。

图1表示本发明一个实施方案的裂解炉的横剖面图;

图2表示沿图1Ⅱ-Ⅱ线在箭头方向上的横剖面图;

图3表示图1中反应管出口集流管的结构图;

图4表示一种先有技术裂解炉的横剖面图;

图5表示图4（先有技术）Ⅴ-Ⅴ线在箭头方向上的横剖面图;

图6表示图4（先有技术）中在反应管出口处的急冷换热器连接部件的横剖面图;

图7、8、9表示先有技术的各种反应管的结构图。