[实用新型]一种电加热乙烯裂解炉

说明书

本实用新型提供一种电加热乙烯裂解炉，属于石油化工行业中乙烯生产设备技术领域，所述电加热乙烯裂解炉包括：炉本体、设于炉本体的辐射盘管和多个电热元件、以及衬于炉本体内的耐火材料，所述电热元件布置在耐火材料内部、和/或布置在耐火材料的反射面、和/或布置在耐火材料反射面和辐射管之间，根据实际工艺需要进行以上三种方式的选择，或单独使用或组合使用。本实用新型的乙烯裂解炉，通过调节电热元件与耐火材料的间距、耐火材料反射面角度以及电热元件布置密度、电热元件功率实用新型得到不同的辐射范围和辐射强度，可根据工艺要求有针对性地设计，使辐射盘管受热均匀，从而提高烃类裂解反应的选择性，并提高裂解炉的运行周期。

技术领域

本实用新型涉及石油化工行业中乙烯生产设备技术领域，特别是涉及一种电加热乙烯裂解炉。

背景技术

裂解炉是乙烯生产装置的核心设备。传统乙烯裂解炉主要以燃烧燃料气或燃料油提供热量，燃烧过程中释放大量的温室气体和有害污染物。燃料燃烧器布置方式受局限，辐射形式单一，辐射强度难以精准调控。运行过程中往往存在辐射盘管局部过热、火焰舔管、管内结焦的现象，致使裂解炉不能长时间运行。

为响应国家推动非化石能源占一次能源消费比重、降低二氧化碳排放量的目标，做好乙烯裂解工艺的产业技术升级势在必行。

专利CN 1315489A公开了一种电加热裂解炉。裂解炉炉体由固定炉体和活动炉体组成，并通过在垂直方向上设置多块炉瓦以及设置间隔条等手段灵活方便的控制和调节炉内温度；并且可以在对裂解炉内部进行维修时迅速准确地检测出裂解炉的故障部位，从而进行维修。该裂解炉适用于以实验为目的的小型生产，其活动炉体及间隔条等结构无法放大进行工业化应用。电阻丝固定在炉瓦上热辐射难以聚焦。

专利CN 112414134 A公开一种恒温裂解炉。包括炉体以及用于封闭炉体开口的炉门。炉体内设置有炉膛，由碳化硅制作。炉膛上下两侧有棒状加热器，还包括安装在炉膛内部用于支撑石英管的基座；测温装置从炉体外侧延伸进炉膛内部。适用于小型生产且对管内流体受热均匀性要求不高的情况。

专利CN 213102097 U公开了一种乙烯基环体高沸物裂解炉。该裂解炉体由外到内依次为壳体、耐高温防护内胆、加热内胆、导热砖。壳体内部的中间位置处安装有裂解炉，裂解炉的两侧均安装有加热导热砖，加热导热砖的外部安装有加热板，加热板的内部安装有电热丝。裂解炉壳体一侧的上方设置有抽真空口。是一种单筒进出物料裂解炉。

专利CN 212432757 U公开了一种改进型电热解炉。包括壳体、加热管、防护层、电加热丝。加热管呈n字形设计，加热管上位于裂解气室的位置采用渐变粗管径，且内壁上均设置有用于产生紊流状态的凹点，加热管上位于裂解气室的后出气端部采用相同壁厚条件下的渐变细管径区域。应用于小流量气体采样检测。

现有公开技术在乙烯裂解炉中采用电加热供热方式的案例仅在实验室中应用，不适用于工业化应用。其他行业电加热裂解炉技术由于其工艺原理及结构等原因，不适用于乙烯裂解炉。针对乙烯裂解炉工业化运行的特点，如何采用灵活的电加热方式，使辐射强度分区可调可控，使物料受热均匀，成为电加热乙烯裂解炉技术发展中的关键问题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种电加热乙烯裂解炉，通过控制供热强度，解决辐射盘管加热不均的问题，实现二氧化碳的零排放。

本申请，属于石油化工行业中乙烯生产设备技术领域。裂解炉以电加热的方式，把原料和蒸汽的混合物加工成富含乙烯/丙烯等目的产物的裂解气。通过给电热元件供电，电热元件发热，并通过热辐射方式给辐射盘管提供管内裂解反应所需要的热量。电热元件把电能转化为热能，通过耐火材料的反射把热量辐射到辐射盘管。根据辐射盘管不同位置辐射强度要求的不同，电热元件的布置密度可相应调整，以准确控制辐射盘管不同位置的供热量。耐火材料的反射面可以做成异形结构，以获得不同的辐射范围和强度。在裂解炉工况改变时，可通过调节电热元件的功率，来改变裂解炉整体或局部的热负荷。