專利名稱：一種雙排布置輻射段爐管裂解爐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種乙烯裂解爐。
背景技木
在乙烯裝置中，裂解爐是核心設備。輻射盤管的設計是決定裂解選擇性、 提高裂解產品烯烴收率和提高對不同裂解原料適應性的關鍵。改進輻射盤管的
結構和排布，成為管式裂解爐技術發展中最核心的部分。20多年來，相繼出現 了單排分支變徑管、混排分支變徑管、不分支變徑管、單程等徑管等不同結構 的輻射盤管。
為使原料消耗大大降低、維持適當的運轉周期和具有較好的原料適應性， 目前大多數公司均采用兩程(18 28m)分支變徑或兩程變徑高選擇性爐管，將 停留時間控制在O. 15 0. 25s。第一程管采用小直徑爐管，利用它比表面積大的 特點達到快速升溫的目的，第二程管采用較大直徑的爐管以降低對結焦敏感性 的影響。所采用的兩程高選擇性輻射段爐管有1-1型、2-1型、4-1型、5-1型、 6-1型、8-1型等爐管。
采用4一1、 5 — 1、 6 — 1等構型的兩程爐管，通常四小組爐管配一臺急冷 (廢熱)鍋爐；爐管采用錯排排列，即第一程管單排、第二程管雙排，且第 一、第二程爐管采用特殊的連接管底平錐型管連接。美國魯姆斯克雷斯特 公司在專利CN1067669中公布了其爐管排布，其入第一程管為6根，第二程管 為一根，第一程管在下部通過一集合管與第二程管連接。此種結構，由于第 一程管為多根、第二程管為一根，在爐管受熱膨脹時，第二程管先向下膨脹，
4第一程管在第二程管的牽引下向下運動，其中離第二程管遠的受力較小、靠 近第二程管的受力較大，加上下部集合管為剛性連接，其結果是集合管靠近 第二程管最低，斜向集合管最遠端第一程管，這樣的結果是當地一程管無法 隨第二程管運動時，就會造成爐管彎曲。
采用l-l型爐管，通常一小組或兩小組爐管配一臺線性急冷(廢熱)鍋
爐，全部底部供熱；爐管通常采用單排，第一程管底部向外傾斜，然后通過 半圓管與垂直的第二程管底部相連。有兩種排列方式1)第一、第二程管分
別集中布置。埃克森美孚化學專利公司在CN1259981專利公布了一種裂解爐。 2)如美國專利US6528027所公開的采用第一程管與另一組爐管的第二程管相 鄰排列。這兩種結構爐管共同的缺點是由于第一程管下部向外傾斜、而第二 程管未向相反方向傾斜，同時相鄰第一程管往另一側傾斜，其結果是在爐管 受熱狀態下，整個輻射爐管不能很好地保持單排，會自然地為消除應力而成 為雙排。
采用2 — 1型兩程爐管，通常八小組爐管配一臺急冷鍋爐；EP1146105公 開了這樣的爐管結構排布的裂解爐兩程輻射段爐管垂直排列在輻射段爐膛 里， 一程管和二程管的直管排列在一個平面里， 一程直管和二程管分別通過S 形管與一個彎管連接， 一程管和二程管的S形管分別平行，連接彎管可以是半 圓形、半橢圓形或半卵形，各彎管與直管所在平面所成角度相同。
采用l一l型爐管，通常一小組或兩小組爐管配一臺線性急冷(廢熱)鍋 爐；爐管采用第一、第二程管分別集中布置，采用雙排，第一、第二程管之 間連接管為90度彎管、水平管，見
圖12。
爐管的排列方式從最初的單排發展到雙排，對單排而言，相同的能力需要 更大的占地面積，其優勢是爐管徑向溫度分布均勻，存在遮蔽的情況較少；對 雙排而言，大大縮小了裂解爐的占地面積，但遮蔽的狀況比較嚴重，影響了爐 管徑向溫度分布，而且其第一程、第二程管之間的連接容易引起爐管的彎曲。
5裂解爐輻射爐管結構也由簡單的、柔性較差的彎頭連接向柔性較好的彎管 連接發展。
實用.新型內容
本實用新型的目的就是為了克服現有技術中輻射段爐管單排和雙排的結構 及排布存在著缺陷和不足，提供一種輻射段爐管新型結構排布的裂解爐。 本實用新型的雙排布置輻射段爐管裂解爐是這樣實現的-
本實用新型的雙排布置輻射段爐管裂解爐包括輻射區、燃燒器、排布在輻 射區內的輻射爐管、對流區、急冷鍋爐和高壓汽包；其特征在于
多組輻射爐管排布在輻射區內，其中每一組輻射爐管由多個輻射爐管組成;
所述的每一個輻射爐管為兩程立式爐管，其第一程管為入口管、第二程管 為出口管；所述的第一程管和第二程管之間采用回彎管連接件連接；
輻射爐管組中一半輻射爐管的第一程管的中心線和另一半輻射爐管的第二 程管的中心線構成平面A和平面B兩個平面；該組輻射爐管中的每一個輻射爐管
的回彎管連接件的對稱中心線均處于一個鉛垂平面內，該平面稱為平面C，所述 的平面A和平面B與平面C平行，平面A和平面B分別對稱分布于平面C兩側；
所述的每一個回彎管連接件為一立體結構件，以平面C為對稱面，其側視投 影為一對稱的曲線，其俯視投影為長度相同的直線段；所述的同一組輻射爐管 中各個輻射爐管的回彎管連接件分上下兩層交叉排布，每層平行排布。
上述的的回彎管連接件可以為弧形、半圓形、半橢圓形、拋物線形或倒Q 連接件，其中倒Q為所述的弧形、半圓形、半橢圓形、拋物線形連接件與S型彎 管組合而成。
上述的一組輻射爐管的第一程管可以分別布置在平面A和B的同一端，第二 程管則可以分別布置在平面A和B的另一端。
前述的每一個輻射爐管的第一程管和第二程管也可以分別處于所述的平面
6A和B內，并且在同一個平面內的一個輻射爐管的第一程與另一個輻射爐管的第 二程管可以相鄰布置。所述的平面A上端和平面B上端可以向平面C等幅傾斜、傾 斜角不超過45度為佳。所述的第一程管與第二程管之間的連接件可以分上下兩 層布置，每層連接件俯視投影為一組平行線，兩層連接件俯視投影為一組交叉 線。
前面所述的乙烯裂解爐的輻射爐管包括為l一l型、2-l型，2/1-1型，3-1 型或3/1-l型爐管，其中
所述的l-l型爐管的第一程管和第二程管可以均為一根管，通過所述的回彎 管連接件與其第二程管連接；
所述的2-l型爐管的第一程管可以為兩根管，第二程管為一根管；
所述的2/l-l型爐管的第一程管分可以為上下兩段，上段為兩根管，下段為 一根管，上、下段之間通過一個三通連接件連接，第二程管為一根管；
所述的3-l型爐管的第一程管可以為三根管，第二程管為一根管；
所述的3/1-l型爐管的第一程管可以分為上下兩段，上段為三根管，下段為 一根管，上、下段之間通過一個四通連接件連接，第二程管為一根管。
前面所述的輻射爐管可以設置強化傳熱構件，包括任何類型，例如可以是 扭曲片爐管傳熱構件。
前面所述的輻射爐管的管徑可以是分段變徑或連續變徑。
本實用新型的乙烯裂解爐的有益效果
1、 本實用新型的輻射爐管為雙排排布，輻射爐管的第一程管與第二程管采 用回彎管連接件連接是對稱的，爐管受力均勻，其結構柔性大，具有較好的機
械性能；
2、 相比現有技術中輻射段爐管雙排排布方式，由于采用入口爐管與出口爐 管相鄰排列，可以進一步減小爐管間距，縮短裂解爐輻射段的長度，節約占地
7面積。在同樣長度的爐膛空間內，本實用新型的裂解爐可以放置更多組爐管， 從而提供更大的生產能力。
3. 倒Q連接件的突出效果是當爐管排布不能保證每層連接管之間有足夠空 間時，通過倒Q連接件來保證每層連接管之間有足夠空間，同時它也可以更好 地吸收第一與第二層管之間的膨脹差。—
4、 采用了強化傳熱構件，消除了輻射爐管的受熱不均勻問題，可以有效減 少爐管的彎曲，可提高裂解爐的在線率、減少操作費用和延長爐管使用壽命， 最終實現提高經濟效益的目的。
pr于圖"i兌明
圖i是本實用新型的乙烯裂解爐的示意圖。
圖2是本實用新型的一組2 — 1型爐管排布示意的俯視圖。 圖3是本實用新型的一組1-l型爐管排布示意的正視圖、俯視圖、側視圖。 圖4是本實用新型的一組1-1型爐管排布示意的正視圖、俯視圖、側視圖 圖5是本實用新型的兩組1-1型爐管排布示意的正視圖、側視圖。 圖6是本實用新型的兩組1一1型爐管排布示意的俯視圖。 圖7A、 7B是本實用新型的兩組1一1型爐管排布示意的俯視圖。 圖8是本實用新型的一組1-l型爐管排布示意的正視圖、俯視圖、側視圖(摘 要附圖)。
圖9是本實用新型的兩組1一1型爐管排布示意的正視圖、俯視圖、側視圖。
圖10是本實用新型的一組1一1型爐管排布示意的正視圖、俯視圖、側視圖。
圖11A、 11B是本實用新型的兩組1 一 l型爐管排布示意的俯視圖。
圖12是一組現有技術的1一1型爐管排布示意的正視圖、俯視圖、側視圖。
8具體實施方式
如附圖所示-
圖2是本實用新型的一組2 —l型爐管排布示意的俯視圖。由8個輻射爐管組成一組，其中第一程管l排布在一起，第二程管2排布在一起；第一程管l布置在平面A、平面B的左側，第二程管2所在布置在平面A、平面B的右側。平面A、平面B以平面C對稱。
圖3的爐管排布是由8個輻射爐管組成一組，其中第一程管1排布在平面A、平面B的左側，第二程管2排布在平面A、平面B的的右側。第一程管與第二程管之間的連接管分上下兩層布置，每層連接管俯視投影為一組平行線，兩層連接管俯視投影為一組交叉線。第一程管與第二程管之間的連接管的正視及端視投影為"U"型。
圖4的爐管排布是由8個輻射爐管組成一組，其中第一程管1排布在平面A、平面B的左側，第二程管2排布在平面A、平面B的的右側。第一程管與第二程管之間的連接管分上下兩層布置，每層連接管俯視投影為一組平行"Z"型線，兩層連接管俯視投影為一組交叉"Z"型線。第一程管與第二程管之間的連接管的正視投影為"U"型，端視投影為倒Q型。
圖5的爐管排布是由16個輻射爐管組成一組，其中兩組第二程管2排布在一起。
圖6的爐管排布是由8個輻射爐管組成一組，其中一組輻射爐管的第二程管和另一組輻射爐管的第一程管相鄰。第一程管與第二程管之間的連接管分上下兩層布置，每層連接管俯視投影為一組平行型線，兩層連接管俯視投影為一組交叉線。
圖7A、 7B是兩組1一1型爐管排布示意的俯視圖，由8個輻射爐管組成一組，其中一組輻射爐管的第二程管和另一組輻射爐管的第一程管相鄰。第一程管與第二程管之間的連接管分上下兩層布置，每層連接管俯視投影為一組平行
9"z"型線，兩層連接管俯視投影為一組交叉"z"型線。
圖8是一組1一1型爐管排布示意的正視圖、俯視圖、側視圖。由8個輻射爐管組成一組，其中兩個平行平面A和B的任一平面內每個輻射爐管的第二程管和其他輻射爐管的第一程管相鄰。第一程管與第二程管之間的連接管分上下兩層布置，每層連接管俯視投影為一組平行線，兩層連接管俯視投影為一組交叉線。第一程管與第二程管之間的連接管的正視及端視投影為"U"型。
圖9的爐管排布是由16個輻射爐管組成，其中兩個平行平面A和B的任一平面內每個輻射爐管的第二程管和其他輻射爐管的第一程管相鄰。每組爐管中第一程管與第二程管之間的連接管分上下兩層布置，每層連接管俯視投影為一組平行線，兩層連接管俯視投影為一組交叉線。第一程管與第二程管之間的連接管的正視及端視投影為"U"型。
圖10的爐管排布是由8個輻射爐管組成一組，其中兩個平行平面A和B的任一平面內每個輻射爐管的第二程管和其他輻射爐管的第一程管相鄰。第一程管與第二程管之間的連接管分上下兩層布置，每層連接管俯視投影為一組平行"Z"型線，兩層連接管俯視投影為一組交叉"Z"型線。第一程管與第二程管之間的連接管的正視投影為"U"型，端視投影為倒Q型。
圖IIA、 11B的爐管排布是由8個輻射爐管組成一組，其中兩個平行平面A和B的任一平面內每個輻射爐管的第二程管和其他輻射爐管的第一程管相鄰。第一程管與第二程管之間的連接管分上下兩層布置，每層連接管俯視投影為一組平行"Z"型線，兩層連接管俯視投影為一組交叉"Z"型線。
圖12的爐管排布是現有技術的一種排布，由8個輻射爐管組成，其中兩個平行平面A和B的同一端布置第一程管、在另一端布置輻射爐管的第二程管。第一程管與第二程管之間的連接管分上下兩層布置，每層連接管俯視投影為一組平行線，兩層連接管俯視投影為一組交叉線。第一程管與第二程管之間的連接管的正視投影和端視投影均由兩個90度彎頭何一根水平管構成的LJ型。
10
以下結合附圖7給出一個實施例。以下描述僅表示本實用新型的具體實施方式
，只是為了進一步對本實用新型進行說明，而并不對本實用新型進行限制。
本實用新型的裂解爐包括高壓氣包3、對流段4、輻射段5、垂直布置在輻射段的多組輻射爐管7、燃燒器8、急冷鍋爐6;輻射段爐膛內部高度13700mm、寬度3550mm、長度18930mm。由第一程管1及第二程管2組成每一個l一l型排列的雙排兩程立式輻射爐管，每排均布置第一及第二程管且交錯排列，在第一程管和第二程管之間采用半圓型彎管連接件連接；裂解物料由第一程管引入，由第二程管引出。第一程管下部與所述的回彎管連接件的一端固定連接；輻射爐管的第二程管包括 一根出口管，與所述的回彎管連接件的另一端固定連接。平面A和B平行，間距400mm。回彎管連接件互相平行。第一程管1和第二程管2的長度都為13800mm。以4個爐管為一組，輻射段布置24組爐管。每個爐管出口連接一個線性急冷鍋爐。爐管回彎管連接件分兩層，每層各個連接管互相平行排布，兩層連接管交叉排布。爐管通過頂部的恒力彈簧吊架懸掛。第一程爐管的內徑是45mm 60mm，第二程爐管的內徑是65mm 75mm。輻射爐管管徑是介于上述范圍的某一值。
輻射段供熱由底部燃燒器和側壁燃燒器共同提供，其中底部供熱70%。急冷鍋爐采用線性急冷鍋爐，每一個l-l爐管與一個線性急冷鍋爐直接相連。
如果對現有裂解爐進行改造，則供熱比率(底部供熱)、急冷鍋冷形式根據具體情況可以保留原設計型式。
ii
權利要求1、一種乙烯裂解爐，該裂解爐包括輻射區、燃燒器、排布在輻射區內的輻射爐管、對流區、急冷鍋爐和高壓汽包；其特征在于多組輻射爐管排布在輻射區內，其中每一組輻射爐管由多個輻射爐管組成；所述的每一個輻射爐管為兩程立式爐管，其第一程管為入口管、第二程管為出口管；所述的第一程管和第二程管之間采用回彎管連接件連接；輻射爐管組中一半輻射爐管的第一程管的中心線和另一半輻射爐管的第二程管的中心線構成平面A和平面B兩個平面；該組輻射爐管中的每一個輻射爐管的回彎管連接件的對稱中心線均處于一個鉛垂平面內，該平面稱為平面C，所述的平面A和平面B與平面C平行，平面A和平面B分別對稱分布于平面C兩側；所述的每一個回彎管連接件為一立體結構件，以平面C為對稱面，其側視投影為一對稱的曲線，其俯視投影為長度相同的直線段；所述的同一組輻射爐管中各個輻射爐管的回彎管連接件分上下兩層交叉排布，每層平行排布。
2、 根據權利要求l所述的乙烯裂解爐，其特征在于所述的回彎管連接件為弧形、半圓形、半橢圓形、拋物線形或倒Q連接件， 其中倒Q為所述的弧形、半圓形、半橢圓形、拋物線形連接件與S型彎管組合而 成。
3、 根據權利要求2所述的乙烯裂解爐，其特征在于一組輻射爐管的第一程管分別布置在平面A和B的同一端，第二程管則分別 布置在平面A和B的另一端。
4、 根據權利要求2所述的乙烯裂解爐，其特征在于每一個輻射爐管的第一程管和第二程管分別處于所述的平面A和B內，在同一個平面內的一個輻射爐管的第一程與另一個輻射爐管的第二程管相鄰布置。
5、 根據權利要求4所述的乙烯裂解爐，其特征在于-平面A上端和平面B上端向平面C等幅傾斜、傾斜角不超過45度。
6、 根據權利要求5所述的乙烯裂解爐，其特征在于第一程管與第二程管之間的連接件分上下兩層布置，每層連接件俯視投影 為一組平行線，兩層連接件俯視投影為一組交叉線。
7、 根據權利要求1一6之一所述的乙烯裂解爐，其特征在于所述的輻射爐管為1一1型、2-l型，2/1-l型，3-l型或3/l-l型爐管，其中，所述的1-l型爐管的第一程管和第二程管均為一根管，通過所述的回彎管連 接件與其第二程管連接；所述的2-l型爐管的第一程管為兩根管，第二程管為一根管；所述的2/1-l型爐管的第一程管分為上下兩段，上段為兩根管，下段為一根管，上、下段之間通過一個三通連接件連接，第二程管為一根管； 所述的3-l型爐管的第一程管為三根管，第二程管為一根管； 所述的3/1-l型爐管的第一程管分為上下兩段，上段為三根管，下段為一根管，上、下段之間通過一個四通連接件連接，第二程管為一根管。
8、 根據權利要求7所述的乙烯裂解爐，其特征在于所述的輻射爐管設置強化傳熱構件。
9、 根據權利要求7所述的乙烯裂解爐，其特征在于所述的輻射爐管的管徑是分段變徑或連續變徑。
專利摘要本實用新型涉及一種乙烯裂解爐。本實用新型的裂解爐的輻射段爐管為兩程立式爐管，爐管布置成兩排，第一程管和第二程管之間采用回彎管連接件連接，其正視投影和側視投影均為“U”形；所述的每一個輻射爐管的第一程管和第二程管布置在兩個平面A和B內。本實用新型的裂解爐的爐管結構簡單，由于輻射爐管的第一程管與第二程管采用回彎管連接件連接，結構對稱，而且簡單，具有較好的機械性能；由于在爐膛中可以布置更多爐管，適用于對現有裂解爐進行擴能改造，可節省投資，最終實現提高經濟效益的目的。
文檔編號C07C11/04GK201276508SQ20082012311
公開日2009年7月22日 申請日期2008年10月16日 優先權日2008年10月16日
發明者何細藕, 劉勁坤, 李昌力, 袁慕軍, 晨 邵 申請人:中國石油化工股份有限公司;中國石化工程建設公司