一種乙烯裂解爐用單程輻射爐管的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種乙烯裂解爐用單程輻射爐管，屬于裂解爐領(lǐng)域。所述乙烯裂解爐用單程輻射爐管包括上部的橢圓形管和下部的圓管，所述橢圓形管和圓管同軸線設(shè)置；所述橢圓形管的下端通過過渡管件與所述圓管的上端相連通。本實(shí)用新型在輻射爐管的上部分增大了比表面積，減小了相鄰爐管的遮蔽效應(yīng)，提高了有效換熱面積，使輻射傳熱更加均勻；在輻射爐管的下部分，采用較大的圓形爐管，在裂解反映后期減小烴分壓，減小了比表面積，減小了吸熱反應(yīng)的進(jìn)行，從而減輕了結(jié)焦的發(fā)生，延長了操作周期。
【專利說明】一種乙烯裂解爐用單程輻射爐管

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于裂解爐領(lǐng)域，具體涉及一種乙烯裂解爐用單程輻射爐管。

【背景技術(shù)】
[0002]石油化工乙烯裝置中乙烯裂解爐廣泛采用的輻射段爐管構(gòu)型為兩程爐管和四程爐管，而單程管在乙烯裂解爐中的應(yīng)用只有毫秒爐。
[0003]毫秒爐采用單程爐管，管長12m左右，停留時(shí)間降至0.1s以下。單程爐管較多程爐管管長有所縮短，同時(shí)也降低了爐管內(nèi)物料的壓降，壓降從原來的0.15MPa左右降到0.04MPa或者更低，由于烴分壓下降，使得裂解的選擇性提高。但較短的管長也帶來了傳熱面不足的缺點(diǎn)，為解決這個(gè)問題，一方面可以增加裂解的溫度，增加爐管表面的熱強(qiáng)度，這就需要提高爐管的材質(zhì)等級(jí)。現(xiàn)階段就材料的發(fā)展來看已經(jīng)到了一個(gè)瓶頸。另一方面，可增加爐管的比表面積，采用小管徑。
[0004]但對(duì)單程爐管而言，在反應(yīng)的后期，從壓力降方面來看，由于此時(shí)轉(zhuǎn)化率較高，管內(nèi)流體體積增大較多，以致線速度增大較多，管徑小而引起壓降就會(huì)較為嚴(yán)重，故以大管徑為宜；從熱強(qiáng)度方面看，由于轉(zhuǎn)化率已經(jīng)較高，增長緩慢，對(duì)熱強(qiáng)度要求不高了，故管徑大一些對(duì)傳熱的影響不顯著；從結(jié)焦趨勢方面看，由于轉(zhuǎn)化率已較高，二次反應(yīng)已在進(jìn)行，結(jié)焦可能性較大，故要用較大管徑的，以延長操作周期。綜上所述，反應(yīng)初期宜用較小管徑，反應(yīng)后期宜用較大管徑的爐管。
[0005]所有的乙烯裂解爐的專利商設(shè)計(jì)的爐管均采用圓形爐管(如圖1所示)，再加上小管徑爐管對(duì)結(jié)焦較為敏感，尤其是現(xiàn)在爐管排布越來越密集，相鄰爐管間遮蔽越來越嚴(yán)重，這就導(dǎo)致同一根爐管受雙面輻射傳熱時(shí)迎火面溫度高，相鄰爐管間受遮蔽影響溫度較低，造成實(shí)際有效換熱面積減小，爐管受熱不均勻，結(jié)果是高溫區(qū)易結(jié)焦，爐管易彎曲變形。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種乙烯裂解爐用單程輻射爐管，在發(fā)揮單程爐管裂解優(yōu)勢的同時(shí)，最大程度的改善裂解工藝性能。
[0007]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種乙烯裂解爐用單程輻射爐管，包括上部的橢圓形管和下部的圓管，所述橢圓形管和圓管同軸線設(shè)置；所述橢圓形管的下端通過過渡管件與所述圓管的上端相連通。
[0009]所述橢圓形管的長度為L1，所述圓管的長度為L2，L1/L2 = 1/2?2/3。
[0010]所述橢圓形管的流通面積為S1，所述圓管的流通面積為S2，且0.1256cm2彡 S1 彡 0.785cm2，S1 彡 S2 彡 2S1。
[0011]所述過渡管件為橢圓到圓形過渡管件，其上段的內(nèi)腔的橫截面為橢圓形，其大小與所述橢圓形管的內(nèi)腔相同；其下段的內(nèi)腔的橫截面為圓形，其大小與所述圓管的內(nèi)腔相同，在所述橢圓到圓形過渡管件的上段和下段之間為從橢圓形向圓形的過渡段。
[0012]所述乙烯裂解爐用單程輻射爐管為垂直吊掛，所述橢圓形管和圓管的軸線垂直于輻射傳熱區(qū)的中線。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0014](I)通過單程輻射爐管上部分的橢圓爐管，輻射爐管獲得了較大的比表面積，從而可以大量吸熱，有利于初始裂解反應(yīng)的進(jìn)行。
[0015](2)通過單程輻射爐管上部分的橢圓爐管，較圓形爐管來說減小了相鄰爐管間的遮蔽效應(yīng)，提尚了有效的換熱面積。
[0016](3)通過采用單程輻射爐管下部分較大的圓形爐管，在裂解反映后期減小烴分壓，減小了比表面積，減小了吸熱反應(yīng)的進(jìn)行，從而減輕了結(jié)焦的發(fā)生，延長了操作周期。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1現(xiàn)有技術(shù)的單程爐管構(gòu)型。
[0018]圖2本實(shí)用新型的單程爐管構(gòu)型。
[0019]圖3本實(shí)用新型中的圓形爐管的流通面。
[0020]圖4本實(shí)用新型中的橢圓形爐管的流通面。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0022]具體說來，為了克服現(xiàn)有單程爐管全長都是等徑圓形爐管的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型采用單程爐管上部分為橢圓形爐管，下部分為圓形爐管的構(gòu)型。增大了單程爐管上部分換熱表面積，提高了有效換熱面積，使輻射傳熱更加均勻，減小了下部分爐管烴分壓，減小了比表面積，減小了吸熱反應(yīng)的進(jìn)行，從而減輕了結(jié)焦的發(fā)生，延長了操作周期。
[0023]實(shí)施例
[0024]如圖2所示，單程爐管上部分為橢圓形爐管I (流通面如圖4所示)，下部分為圓形爐管3 (流通面如圖3所示)，其間通過橢圓到圓形過渡管件2過渡連接。本實(shí)施例中，輻射爐管上部分橢圓形管長度為4m，下部分圓管長度為Sm。該輻射爐管為垂直吊掛，并垂直于輻射傳熱區(qū)的中線。輻射爐管上部分橢圓形管流通面積為0.1256cm2，下部分圓管流通面積為 0.1884cm2 ο
[0025]本實(shí)用新型在輻射爐管的上部分增大了比表面積，減小了相鄰爐管的遮蔽效應(yīng)，提高了有效換熱面積，使輻射傳熱更加均勻；在輻射爐管的下部分，采用較大的圓形爐管，在裂解反映后期減小烴分壓，減小了比表面積，減小了吸熱反應(yīng)的進(jìn)行，從而減輕了結(jié)焦的發(fā)生，延長了操作周期。
[0026]上述技術(shù)方案只是本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言，在本實(shí)用新型公開了原理的基礎(chǔ)上，很容易做出各種類型的改進(jìn)或變形，而不僅限于本實(shí)用新型上述具體實(shí)施例所描述的結(jié)構(gòu)，因此前面描述的只是優(yōu)選的，而并不具有限制性的意義。本實(shí)用新型輻射段爐管可用于新建裂解爐或?qū)α呀鉅t進(jìn)行擴(kuò)能改造。
【權(quán)利要求】
1.一種乙烯裂解爐用單程輻射爐管，其特征在于:所述乙烯裂解爐用單程輻射爐管包括上部的橢圓形管和下部的圓管，所述橢圓形管和圓管同軸線設(shè)置；所述橢圓形管的下端通過過渡管件與所述圓管的上端相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙烯裂解爐用單程輻射爐管，其特征在于:所述橢圓形管的長度為LI，所述圓管的長度為L2，L1/L2 = 1/2?2/3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙烯裂解爐用單程輻射爐管，其特征在于:所述橢圓形管的流通面積為SI，所述圓管的流通面積為S2，且0.1256cm2< SI ^ 0.785cm2，SI < S2< 2S1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的乙烯裂解爐用單程輻射爐管，其特征在于:所述過渡管件為橢圓到圓形過渡管件，其上段的內(nèi)腔的橫截面為橢圓形，其大小與所述橢圓形管的內(nèi)腔相同；其下段的內(nèi)腔的橫截面為圓形，其大小與所述圓管的內(nèi)腔相同，在所述橢圓到圓形過渡管件的上段和下段之間為從橢圓形向圓形的過渡段。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的乙烯裂解爐用單程輻射爐管，其特征在于:所述乙烯裂解爐用單程輻射爐管為垂直吊掛，所述橢圓形管和圓管的軸線垂直于輻射傳熱區(qū)的中線。
【文檔編號(hào)】C07C11/04GK204198673SQ201420675763
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月6日
【發(fā)明者】孫向軍, 薛磊, 李光, 郭玉萍 申請(qǐng)人:中國石化工程建設(shè)有限公司, 中石化煉化工程（集團(tuán)）股份有限公司