[发明专利]一种乙烯裂解炉

说明书

本发明属于石油化工领域，提供一种乙烯裂解炉，该裂解炉包括：高压汽包、对流段、辐射段、急冷锅炉和燃烧器；辐射段内排布单程的辐射炉管，辐射炉管包括出口段直管和弯管连接件，弯管连接件由两个S型弯管及介于它们之间的入口直管构成；多个辐射炉管组成一个大组，在辐射段内排布有多个大组；每一大组内的所有辐射炉管通过弯管连接件与一个共用的集合管相连接；在每一大组中，辐射炉管的出口段直管相对于炉底垂直排布；对流段与集合管通过横跨管相连接，且所述横跨管为沿辐射段的炉体长、宽和高三个方向分布的立体∏型结构。本发明横跨管布置方式可以确保横跨管的管线有足够的柔性以吸收炉管受热膨胀的需要，从而避免炉管弯曲。

技术领域

本发明属于石油化工领域，具体涉及一种乙烯裂解炉。

背景技术

在乙烯装置中，裂解炉是核心设备(见图1)。早期裂解炉的辐射段炉管在辐射段内水平布置，随着裂解技术的发展，自1964年第一台辐射段垂直炉管结构的双面辐射短停留时间裂解炉由鲁姆斯公司在德国推出以来，几家从事乙烯技术开发的公司投入了大量的资金和技术力量进行裂解技术的开发。

为了尽可能缩短裂解反应的停留时间，同时又提高裂解深度，裂解炉的辐射盘管(炉管)向短长度、小直径的方向发展，双程盘管被广泛采用，单程辐射管业已用于工业装置。

辐射盘管的设计是决定裂解选择性，提高裂解产品烯烃收率和提高对不同裂解原料适应性的关键。改进辐射盘管的结构，成为管式裂解炉技术发展中最核心的部分。20多年来，相继出现了单排分支变径管、混排分支变径管、不分支变径管、单程等径管等不同结构的辐射盘管。

目前大多数公司均采用两程(18～24m)分支变径或两程变径高选择性炉管，将停留时间控制在0.15～0.25s。第一程采用小直径炉管，利用它比表面积大的特点达到快速升温的目的，第二程采用较大直径的炉管以降低对结焦敏感性的影响。所采用的两程高选择性辐射段炉管有1-1型(U型)、2-1型、4-1型、5-1型、6-1型、8-1型等炉管。高选择性炉管最短停留时间小于0.1s的单程小直径炉管(毫秒炉管)，由于它的比表面积最大，升温速度快，裂解温度最高，因此选择性最高。

乙烯裂解炉的横跨管是指连接对流段管束和辐射段盘管间的管道。横跨管起到纽带作用，横跨管布置方案的优劣直接影响到辐射段盘管的安全运行和使用寿命。横跨管的布置应考虑：相连对流段管口的管架型式；辐射段盘管的结构型式及布置方式；急冷锅炉的型式等多方面因素。

在专利文献US005271809A中，辐射段炉管采用单程变径管结构。在专利CN101062881中，辐射段炉管采用单程变径管结构，且变径管之间采用过渡弯管，但并未介绍横跨管的具体布置。

在专利文献CN101062881中，辐射段炉管采用单程管结构，与集合管连接如图5所示，集合管侧伸出分支管可以弯曲方向为集合管侧，也可以弯曲方向为非集合管侧。但是这种集合管当辐射炉管中有焦落下时，不利于直接进入集合管，从而堵塞辐射炉管。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术中乙烯裂解炉存在横跨管柔性不够，两大组之间炉管间距大所引起的受热不均，从而造成炉管过热进而使裂解炉运行周期缩短的问题，提供一种乙烯裂解炉，既可以提供一种辐射炉管结构，也可以提供有足够的柔性的横跨管管线以满足吸收炉管受热膨胀的需要，从而避免炉管弯曲；另外，能够避免炉管堵塞，可提高炉管传热效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种乙烯裂解炉，该裂解炉包括：高压汽包、对流段、辐射段、急冷锅炉和燃烧器；

辐射段内排布有单程的辐射炉管，所述辐射炉管包括出口段直管和弯管连接件，所述弯管连接件由两个S型弯管及介于它们之间的入口直管构成；多个辐射炉管组成一个大组，在所述辐射段内排布有多个大组；每一大组内的所有辐射炉管通过弯管连接件与一个共用的集合管相连接；