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(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種乙烯裂解爐。
背景技術(shù)：
在乙烯裝置中，裂解爐是核心設(shè)備。輻射盤管的設(shè)計是決定裂解選擇性、提高裂解 產(chǎn)品烯烴收率和提高對不同裂解原料適應(yīng)性的關(guān)鍵。改進(jìn)輻射盤管的結(jié)構(gòu)和排布，成為管 式裂解爐技術(shù)發(fā)展中最核心的部分。20多年來，相繼出現(xiàn)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(jié)構(gòu)的輻射盤管。 為使原料消耗大大降低、維持適當(dāng)?shù)倪\(yùn)轉(zhuǎn)周期和具有較好的原料適應(yīng)性，目前大 多數(shù)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 0. 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(diǎn)達(dá)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(jié)焦敏感性的影響。所采用的兩程高選擇性輻射段 爐管有卜l型、2-l型、4-l型、5-l型、6-l型、8-l型等爐管。 采用4-l、5-l、6-l等構(gòu)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(jié)構(gòu)，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，第
一程管在第二程管的牽引下向下運(yùn)動，其中離第二程管遠(yuǎn)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(jié)果是集合管靠近第二程管最低，斜向集合管最遠(yuǎn)
端第一程管，這樣的結(jié)果是當(dāng)?shù)匾怀坦軣o法隨第二程管運(yùn)動時，就會造成爐管彎曲。 采用1-1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l)第一、第二程管分別集中布置。埃克森美孚化學(xué)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(jié)構(gòu)爐管共同的缺點(diǎn)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(cè)傾斜，其結(jié)果是在爐管受熱
狀態(tài)下，整個輻射爐管不能很好地保持單排，會自然地為消除應(yīng)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(jié)構(gòu)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1 一 1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(fā)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(yōu)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(yán)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。 裂解爐輻射爐管結(jié)構(gòu)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(fā) 展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中輻射段爐管單排和雙排的結(jié)構(gòu)及排布存
在著缺陷和不足，提供一種輻射段爐管新型結(jié)構(gòu)排布的裂解爐。本發(fā)明的雙排布置輻射段爐管裂解爐是這樣實(shí)現(xiàn)的 本發(fā)明的雙排布置輻射段爐管裂解爐包括輻射區(qū)、燃燒器、排布在輻射區(qū)內(nèi)的輻 射爐管、對流區(qū)、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(qū)內(nèi)，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(gòu)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(nèi)，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(cè)； 所述的每一個回彎管連接件為一立體結(jié)構(gòu)件，以平面C為對稱面，其側(cè)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A和B 內(nèi)，并且在同一個平面內(nèi)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1-1型、2-l型，2/l-l型，3-l型或 3/1-1型爐管，其中 所述的1-1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2-1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2/1-1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3-1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3/1-1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(shè)置強(qiáng)化傳熱構(gòu)件，包括任何類型，例如可以是扭曲片 爐管傳熱構(gòu)件。 前面所述的輻射爐管的管徑可以是分段變徑或連續(xù)變徑。
本發(fā)明的乙烯裂解爐的有益效果 1、本發(fā)明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(jié)構(gòu)柔性大，具有較好的機(jī)械性能； 2、相比現(xiàn)有技術(shù)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(jìn)一步減小爐管間距，縮短裂解爐輻射段的長度，節(jié)約占地面積。在同樣長度的
爐膛空間內(nèi)，本發(fā)明的裂解爐可以放置更多組爐管，從而提供更大的生產(chǎn)能力。 3.倒Q連接件的突出效果是當(dāng)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(qiáng)化傳熱構(gòu)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(fèi)用和延長爐管使用壽命，最終實(shí)現(xiàn)提高經(jīng)濟(jì)效 益的目的。


圖1是本發(fā)明的乙烯裂解爐的示意圖。 圖2是本發(fā)明的一組2-1型爐管排布示意的俯視圖。 圖3是本發(fā)明的一組1-1型爐管排布示意的正視圖、俯視圖、側(cè)視圖。 圖4是本發(fā)明的一組1-1型爐管排布示意的正視圖、俯視圖、側(cè)視圖 圖5是本發(fā)明的兩組1-1型爐管排布示意的正視圖、側(cè)視圖。 圖6是本發(fā)明的兩組1-1型爐管排布示意的俯視圖。 圖7A、7B是本發(fā)明的兩組1_1型爐管排布示意的俯視圖。 圖8是本發(fā)明的一組1-1型爐管排布示意的正視圖、俯視圖、側(cè)視圖(摘要附圖)。 圖9是本發(fā)明的兩組1-1型爐管排布示意的正視圖、俯視圖、側(cè)視圖。 圖10是本發(fā)明的一組1-1型爐管排布示意的正視圖、俯視圖、側(cè)視圖。 圖11A、11B是本發(fā)明的兩組1-1型爐管排布示意的俯視圖。 圖12是一組現(xiàn)有技術(shù)的1-1型爐管排布示意的正視圖、俯視圖、側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式如附圖所示 圖2是本發(fā)明的一組2-1型爐管排布示意的俯視圖。由8個輻射爐管組成一組， 其中第一程管1排布在一起，第二程管2排布在一起；第一程管1布置在平面A、平面B的 左側(cè)，第二程管2所在布置在平面A、平面B的右側(cè)。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(cè)，第二程管2排布在平面A、平面B的的右側(cè)。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(cè)，第二程管2排布在平面A、平面B的的右側(cè)。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1-1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"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1-1型爐管排布示意的正視圖、俯視圖、側(cè)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(nèi)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(nèi)
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(nèi)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11A、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(nèi)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(xiàn)有技術(shù)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(gòu)成的l_|型。 下面結(jié)合附圖7給出一個實(shí)施例。以下描述僅表示本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，只是為了進(jìn)一步對本發(fā)明進(jìn)行說明，而并不對本發(fā)明進(jìn)行限制。 本發(fā)明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(nèi)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1-1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?；貜澒苓B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(nèi)徑是45mm 60mm，第二程爐管的 內(nèi)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(cè)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1-1爐管與一個線性急冷鍋爐直接相連。
如果對現(xiàn)有裂解爐進(jìn)行改造，則供熱比率(底部供熱)、急冷鍋冷形式根據(jù)具體情 況可以保留原設(shè)計型式。
權(quán)利要求
一種乙烯裂解爐，該裂解爐包括輻射區(qū)、燃燒器、排布在輻射區(qū)內(nèi)的輻射爐管、對流區(qū)、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(qū)內(nèi)，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(gòu)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(nèi)，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(cè)；所述的每一個回彎管連接件為一立體結(jié)構(gòu)件，以平面C為對稱面，其側(cè)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(nèi)，在同一個平面 內(nèi)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的乙烯裂解爐，其特征在于 所述的輻射爐管為1-1型、2-l型，2/1-1型，3-l型或3/1-1型爐管，其中，所述的1-1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2-1型爐管的第一程管為兩根管，第二程管為一根管；所述的2/1-1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3-1型爐管的第一程管為三根管，第二程管為一根管；所述的3/1-1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(jù)權(quán)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(shè)置強(qiáng)化傳熱構(gòu)件。
9. 根據(jù)權(quán)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(xù)變徑:
全文摘要
本發(fā)明涉及一種乙烯裂解爐。本發(fā)明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(cè)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(nèi)。本發(fā)明的裂解爐的爐管結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)對稱，而且簡單，具有較好的機(jī)械性能；由于在爐膛中可以布置更多爐管，適用于對現(xiàn)有裂解爐進(jìn)行擴(kuò)能改造，可節(jié)省投資，最終實(shí)現(xiàn)提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。
文檔編號C07C11/04GK101723785SQ200810224279
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月16日
發(fā)明者何細(xì)藕, 劉勁坤, 李昌力, 袁慕軍, 邵晨 申請人:中國石油化工股份有限公司;中國石化工程建設(shè)公司