[发明专利]淬火装置

说明书

本发明一般涉及用于淬火热气流的装置。本发明更具体地涉及用于将来自裂解炉的裂解产品进行淬火的淬火区。

在本申请人的一个用于制备烯烃的粗柴油蒸汽裂解工厂中，认识到淬火管壁的湿润对于保持淬火管不发生由焦炭沉积导致的挂胶是必要的。发现用喷嘴导入用于冷却从辐射部分排出的热裂解气的淬火油不起作用，因为难以保持壁被完全润湿。以前的喷嘴结构包括包围淬火管的外部淬火环，用于在以120度分别排列在淬火管周围的三个喷嘴之间分配淬火油。该设计在淬火环上产生过大的热应力。后来，将其改进成三个分离的淬火喷嘴，它们都共享一个淬火油供应管线，这需要对每个喷嘴施加流动节流，以确保淬火油的良好分配。

在以前多喷嘴油注射淬火管中的节流孔板和小尺寸的喷嘴经常被淬火油中存在的焦炭颗粒堵塞。当发生这种情况时，用于润湿淬火管壁的淬火油的流动受到干扰，这导致淬火管壁的不完全润湿。焦炭会在淬火管壁的干点上形成并增长，这将最终堵塞淬火管。当发生这种情况时，整个裂解炉必须关闭以进行清洁。即使注射喷嘴没有问题，淬火管也会在油入口附近的润湿壁和干壁之间的移动边缘处出现形成焦炭堵塞。

本发明的目的是提供一种能避免上述问题的喷嘴结构。这通过使用这样的淬火喷嘴结构来实现，其中喷嘴将淬火油以切向导入淬火管，并冷却从裂解炉中的热辐射管出来的热的气态裂解产品(例如在乙烯生产中)，同时保持淬火管的内壁被淬火油润湿，这对防止焦炭在淬火管上沉积是必要的。

因此，本发明涉及一种如权利要求1所要求的装置。该装置的优选实施方案如权利要求2-7所述。本发明装置的一个具体实施方案是如权利要求8所限定的淬火区，优选实施方案如权利要求9和10所述。

该装置或喷嘴的第二个导管具有一个淬火油入口，从而不需要任何用于在数个喷嘴之间均匀分配淬火油的节流孔板。用一个喷嘴导入油，这使得该喷嘴的直径比在该装置中使用多于一个喷嘴时所需的直径大。用单个较大直径的喷嘴代替多个喷嘴(和节流孔板)，消除了由于淬火油中存在的焦炭粒子所导致的堵塞问题。通过使用内部流动阻塞装置使第一个导管装置或淬火管的内壁保持润湿，适宜地是具有特别锥形的前沿和突出端部的环的形式，其用于防止淬火油/气体界面在淬火管中沿轴向前后移动，从而消除焦炭的形成。

本发明如图1至图10所示：图1是本发明的淬火管和喷嘴的横截面图。图2是沿图1的线2-2截取的横截面图。图3-10显示插入环的几个选择的不同实施方案。

本发明的一个可能的环境是如美国专利3907661的图1所公开的裂解炉，将其引入本文作为参考。申请人的发明是对该专利或在其它类似设备中的淬火区13的设计改进。

现在参考本申请的图1，淬火管10以横截面显示，并具有淬火油入口管或喷嘴12，它以正切的方式形成淬火管10的入口。图1显示喷嘴12的直径以及淬火管10的直径，其中两个导管相交，本文所述的组合构成对上述美国专利3907661的淬火区13的改进。图2显示淬火管10的横截面，沿其纵轴向截取并向后看到喷嘴12。在淬火管10和喷嘴12的上游内(相对于气流和相应于美国专利3907661的淬火区13的进料)是插入环14，具有在平面部分14b终结的斜面部分14a，14b具有与面14c的尖锐界面。即，插入环14的平面部分14b和面14c以直角相交，形成锐缘14d。插入环14及其变形的作用是在面14c下游形成低压区16。

最简单形式的喷嘴12可以是恒定直径的管，其优选以直角进入淬火管10，且其中一个壁对淬火管10成切向。插入环14位于喷嘴12上游的短距离处，并在面14c形成低压区16。面14c与喷嘴12之间的最佳距离是使得没有液体流过锐缘14d、但能完全润湿面14c的距离。由喷嘴12注入的淬火油在淬火管10的内表面周围成环形流动(因为在足够的压力下切向注射)，填充位于面14c的低压区16。为了本发明能充分地起作用，必要的是从喷嘴12切向注入的液体具有足够的速度，以使在淬火管10内流体第一次旋转期间作用于进入流的离心力超过在该装置的该区域中由于重力场作用于进入流的离心力。换句话说，该速度必须使得

U²/(Rg)＞1    (1)

其中：

U²是入口速度的平方，

R是淬火管10的内半径，和

g是重力加速度，