專利名稱：新型供熱方式的裂解爐及用其進(jìn)行熱裂解的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裂解爐及用其進(jìn)行熱裂解的方法，尤其涉及用于石油高溫裂解反應(yīng)的新型供熱方式的裂解爐及用其進(jìn)行熱裂解的方法。
正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，裂解反應(yīng)的高溫條件是通過裂解爐輻射區(qū)的燒嘴供熱給輻射盤管來實(shí)現(xiàn)的。而根據(jù)在輻射區(qū)內(nèi)的安裝位置不同，燒嘴可以分為底部燒嘴、側(cè)壁燒嘴和頂部燒嘴。其中底部和頂部燒嘴既可以用來燒氣體燃料，也可以燒液體燃料，還可以采用氣、液聯(lián)合燒嘴。而側(cè)壁燒嘴一般只能用于燒氣體。目前，輻射盤管的排布方式有單排、雙排和混排三種。以上內(nèi)容可以參見陳濱主編的《乙烯工學(xué)》(化學(xué)工業(yè)出版社，1997年第1版，第4章，引入本發(fā)明作為參考)、鄒仁鋆編著的《石油化工裂解原理與技術(shù)》(化學(xué)工業(yè)出版社，1981年第1版，第6章，引入本發(fā)明作為參考)以及王松漢等主編的《乙烯裝置技術(shù)》(中國(guó)石化出版社，1994年第1版，第2章，引入本發(fā)明作為參考)等公開文獻(xiàn)。
全部采用側(cè)壁燒嘴供熱方式的裂解爐具有爐膛溫度均勻，爐膛寬度小等特點(diǎn)。但整個(gè)裂解爐中燒嘴個(gè)數(shù)太多，燃料氣配管復(fù)雜，投資大，在實(shí)際生產(chǎn)中操作和維修復(fù)雜，同時(shí)全側(cè)壁燒嘴只能采用氣體燃料，操作彈性較小。
日本三井公司在CN1045806中公開了兩層頂部燒嘴供熱的全頂燒方式。該供熱方式投資少，操作維修簡(jiǎn)單。但采用這種方式輻射區(qū)結(jié)構(gòu)不規(guī)則，爐膛內(nèi)煙氣流動(dòng)方式復(fù)雜，而且輻射區(qū)爐墻有傾斜，在高溫操作條件下爐墻內(nèi)襯保溫材料在操作中易損壞，維修量大。另外由于煙氣出口在輻射區(qū)底部，需要配置大功率引風(fēng)機(jī)來滿足輻射區(qū)煙氣逆向流動(dòng)，這樣爐子造價(jià)增高，能耗增大。
S&W公司在CN1068587中描述了一種全部由底部燒嘴供熱的裂解爐。全部采用底部燒嘴的供熱方式，優(yōu)點(diǎn)是投資少，操作維修簡(jiǎn)單。但由于受底燒火焰高度較低的限制，輻射區(qū)爐膛高度較高時(shí)，爐膛溫度的均勻性難以得到滿足。為了達(dá)到均勻的爐膛溫度，可以用兩種方法一種方法是采用新型的、大能力底部燒嘴，這種燒嘴可以提供較高的火焰長(zhǎng)度，但此種燒嘴造價(jià)昂貴，而且單個(gè)燒嘴能力過大，燃燒中產(chǎn)生的氮氧化物濃度較大，無法滿足環(huán)保對(duì)煙氣排放的要求；另一種方法是采用兩層或多層底部平臺(tái)，如日立公司在US5181990專利所提到的雙層底部燒嘴，但采用這種方法雖然可以使?fàn)t膛均勻性得到提高，但輻射區(qū)結(jié)構(gòu)不規(guī)則，爐膛內(nèi)煙氣流動(dòng)方式復(fù)雜，而且輻射區(qū)爐墻有傾斜，在高溫操作條件下爐墻內(nèi)襯保溫材料在操作中易損壞，維修量大。
底、側(cè)聯(lián)合供熱方式雖然可以部分彌補(bǔ)全底燒火焰長(zhǎng)度短和全側(cè)燒配管復(fù)雜、燃料彈性小的缺點(diǎn)，但這種供熱方式仍然需要合適的側(cè)底燒比例來滿足爐膛溫度均勻性，一般側(cè)底燒比例在1∶9～5∶5之間。而且此種供熱方式仍需采用只能用于燒氣體的側(cè)壁燒嘴，燃料氣配管復(fù)雜、投資較大、操作復(fù)雜、彈性小、不易維修的問題依然存在。
此外，輻射盤管的結(jié)構(gòu)、排布以及其受熱均勻與否，也是影響裂解反應(yīng)效果的另一個(gè)因素。傳統(tǒng)的立管式裂解爐輻射區(qū)盤管為了保證輻射區(qū)盤管受熱均勻，大多采用單排管，也有部分公司為了在較低投資下獲得較大的單爐生產(chǎn)能力采用雙排管，以及為了綜合兩者的特點(diǎn)而采用混排管的形式。以上內(nèi)容也可以參見陳濱主編的《乙烯工學(xué)》(化學(xué)工業(yè)出版社，1997年第1版，第4章，引入本發(fā)明作為參考)、鄒仁鋆編著的《石油化工裂解原理與技術(shù)》(化學(xué)工業(yè)出版社，1981年第1版，第6章，引入本發(fā)明作為參考)、王松漢等主編的《乙烯裝置技術(shù)》(中國(guó)石化出版社，1994年第1版，第2章，引入本發(fā)明作為參考)。
采用單排管排布的盤管在輻射區(qū)中受到雙面輻射，受熱均勻傳熱效果最好，但它的缺點(diǎn)是在同樣的區(qū)域內(nèi)所布置輻射盤管根數(shù)最少，單位區(qū)域生產(chǎn)能力低。在這種單排管排布的情況下要適應(yīng)裂解爐大型化的要求，就只有延長(zhǎng)每根輻射盤管的長(zhǎng)度，其后果必然使得輻射區(qū)大大增高，對(duì)輻射區(qū)燒嘴的均勻供熱能力就要提出了更苛刻的要求。同時(shí)，盤管太長(zhǎng)使工程問題復(fù)雜。所以，采用單排管排布結(jié)構(gòu)使裂解爐的生產(chǎn)能力受到嚴(yán)重限制。
采用雙排布置盤管的方式雖然可以使生產(chǎn)能力增大一倍，但雙排管正面互相遮擋嚴(yán)重影響爐壁對(duì)其輻射傳熱的效果，使得輻射傳熱效果最差。同時(shí)，輻射盤管受熱不均勻會(huì)對(duì)裂解選擇性、操作周期和輻射盤管壽命帶來不利的影響。
采用混排法雖然可以部分提高生產(chǎn)能力和受熱均勻性，但為了保證輻射傳熱的均勻性，一般認(rèn)為相鄰輻射盤管的間距不得低于1.8倍的輻射盤管外徑，所節(jié)省的區(qū)域空間有限。此外，混排法為了避免相鄰各小組輻射盤管彎頭和集合管在爐膛下部相互交叉，必須使各相鄰小組彎頭和集合管在爐膛下部時(shí)處于不同的高度或不同的平面，這就造成兩種副作用一是對(duì)處于不同高度的相鄰各組輻射盤管，其各組輻射盤管總長(zhǎng)度并不相同，物料在各組中停留時(shí)間和裂解深度也不相同，因而使優(yōu)化操作受到一定的限制；二是彎頭和集合管處于不同平面會(huì)對(duì)整個(gè)輻射盤管的應(yīng)力影響很大，從而易于引起輻射盤管的變形。而且使得輻射盤管彎頭及連接管設(shè)計(jì)復(fù)雜，型號(hào)規(guī)格多、彼此互換性差、安裝難度加高、設(shè)備投資增大。
另外，現(xiàn)有技術(shù)的裂解爐總體高度很高，增加了設(shè)計(jì)和施工難度，并造成基建投資居高不下。為了降低設(shè)計(jì)和施工難度，減少基建投資，有必要降低裂解爐的總體高度。
綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)的裂解爐都有自己的優(yōu)點(diǎn)，但都存在這樣或那樣的問題，因此尋求一種能夠克服上述缺點(diǎn)、具有優(yōu)異的綜合性能的新型裂解爐實(shí)為必要。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明人進(jìn)行了大量深入細(xì)致的研究，發(fā)現(xiàn)采用前人沒有用過的頂燒、底燒聯(lián)合供熱的方式和新型的爐膛結(jié)構(gòu)可以有效地解決上述問題。
本發(fā)明的新型供熱方式的裂解爐包括輻射區(qū)；排布在輻射區(qū)內(nèi)的爐底燃燒器；輻射區(qū)內(nèi)垂直排布的多組1-1構(gòu)型的二程不等徑無分枝輻射盤管或2-1、4-1構(gòu)型的二程不等徑分枝輻射盤管；偏離輻射區(qū)的對(duì)流區(qū)；水平配置在對(duì)流區(qū)的多組對(duì)流盤管；輻射區(qū)和對(duì)流區(qū)之間的水平配置的煙道區(qū)；本發(fā)明特別還包括排布在輻射區(qū)內(nèi)的爐頂燃燒器；煙道區(qū)位于輻射區(qū)一側(cè)的中上部。
實(shí)施本發(fā)明的裂解爐，煙道區(qū)位置可以由不同裂解爐的頂?shù)谉岜壤礡決定。R在1∶9～7∶3范圍內(nèi)變化時(shí)，從輻射區(qū)一側(cè)的頂部向下計(jì)(以煙道區(qū)的上沿算，下同)所述的煙道區(qū)位于輻射區(qū)一側(cè)總高度的10％-50％位置；優(yōu)選R在2∶8～6∶4范圍內(nèi)變化，所述的煙道區(qū)位于輻射區(qū)一側(cè)總高度的10％-40％位置；更優(yōu)選R在2.5∶7.5～5∶5范圍內(nèi)變化，所述的煙道區(qū)位于輻射區(qū)一側(cè)總高度的15％-40％位置；特別優(yōu)選地，R在3∶7～4∶6范圍內(nèi)變化，所述的煙道區(qū)位于輻射區(qū)一側(cè)總高度的20％-40％位置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種使用上述的裂解爐進(jìn)行熱裂解烴原料的方法，包括煙道氣由輻射區(qū)經(jīng)位于輻射區(qū)一側(cè)的中上部的煙道區(qū)[6]進(jìn)入對(duì)流區(qū)；在對(duì)流區(qū)利用從輻射區(qū)出來的煙道氣預(yù)熱對(duì)流盤管中的烴原料；在輻射區(qū)利用爐頂燃燒器和爐底燃燒器提供的熱能熱裂解輻射盤管中的經(jīng)過預(yù)熱后的烴原料。根據(jù)不同油品熱裂解反應(yīng)的需要，本發(fā)明可以控制所述的底部燃燒器供熱能力固定不變，對(duì)所述的頂部燃燒器供熱能力進(jìn)行小范圍內(nèi)的調(diào)整，來滿足裂解不同油品所需的不同的出口溫度。


圖1是本發(fā)明新型裂解爐結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明裂解爐的輻射區(qū)盤管以2-1型為例的盤管俯視圖。
圖3是本發(fā)明裂解爐的輻射區(qū)盤管以2-1型為例的盤管正視圖。
圖4是本發(fā)明裂解爐的輻射區(qū)盤管以2-1型為例的盤管的側(cè)視圖。
如圖1所示，本發(fā)明的新型裂解爐結(jié)構(gòu)包括輻射區(qū)3；排布在輻射區(qū)3內(nèi)的爐底燃燒器9；輻射區(qū)3內(nèi)垂直排布的多組1-1構(gòu)型的二程不等徑無分枝輻射盤管7或2-1、4-1構(gòu)型的二程不等徑分枝輻射盤管7；這里所說的不等徑指的是二程中的第一程管和第二程管不等徑，而2-1、4-1構(gòu)型中第一程管的兩根或4根管應(yīng)當(dāng)是等徑的。
偏離輻射區(qū)3的對(duì)流區(qū)2；水平配置在對(duì)流區(qū)2的多組對(duì)流盤管1；輻射區(qū)3和對(duì)流區(qū)2之間的水平配置的煙道區(qū)6；本發(fā)明還包括排布在輻射區(qū)3內(nèi)的爐頂燃燒器9；煙道區(qū)6位于輻射區(qū)3一側(cè)的中上部。
裂解物料從對(duì)流盤管1經(jīng)對(duì)流盤管1的橫跨管5進(jìn)入輻射盤管7，之后依次經(jīng)過輻射盤管7的第一程管(1根、2根或者4根)、第二程管(1根)，最后從輻射盤管7的第二程管出口送至廢熱鍋爐4。圖3、圖4中的PASS1、PASS2為“第一程管”、“第二程管”之意。
針對(duì)不同的油品，本發(fā)明的裂解爐煙道區(qū)[6]位置可以由不同裂解爐的頂?shù)兹紵鞴岜壤礡決定。本發(fā)明從輻射區(qū)3一側(cè)的頂部向下計(jì)R在1∶9～7∶3范圍內(nèi)變化時(shí)，所述的煙道區(qū)[6]位于輻射區(qū)3一側(cè)總高度的10％-50％位置；優(yōu)選R在2∶8～6∶4范圍內(nèi)變化，所述的煙道區(qū)[6]位于輻射區(qū)3一側(cè)的10％-40％位置；更優(yōu)選R在2.5∶7.5～5∶5范圍內(nèi)變化，所述的煙道區(qū)[6]位于輻射區(qū)3一側(cè)的15％-40％位置；特別優(yōu)選R在3∶7～4∶6范圍內(nèi)變化，所述的煙道區(qū)[6]位于輻射區(qū)3一側(cè)的20％-40％位置。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的裂解爐，所述的爐頂燃燒器和爐底燃燒器可以提供用于熱裂解的全部熱源。爐頂燃燒器和爐底燃燒器可以優(yōu)選采用油氣聯(lián)合燒嘴。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的裂解爐，裂解爐可以采用相同數(shù)量的爐頂燃燒器和爐底燃燒器。頂部或底部燃燒器可以以頂部或底部中心線對(duì)稱排布，頂/底部燃燒器數(shù)目比等于1，分別在頂?shù)撞恳灰粚?duì)應(yīng)?？梢酝ㄟ^控制頂/底部燃燒器的燃料供料比控制頂/底部燃燒器的供熱比R。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案的裂解爐，其中爐頂燃燒器和爐底燃燒器可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的各種燒嘴。為了降低成本，優(yōu)選采用常規(guī)燒嘴。
在應(yīng)用本發(fā)明的裂解爐進(jìn)行石油高溫裂解反應(yīng)中，烴原料流經(jīng)水平伸展于對(duì)流區(qū)2內(nèi)的多路對(duì)流盤管1回收了煙氣的熱量并預(yù)熱至橫跨溫度后，烴原料流至對(duì)流盤管1的橫跨管5處，經(jīng)分配器分配合適的流量后，依次經(jīng)過輻射區(qū)3內(nèi)垂直排布的輻射盤管7的第一程管(1根、2根或者4根)、第二程管(1根)，裂解產(chǎn)物在急冷換熱器中換熱。由圖1可見，裂解爐完全是靠底燒燃燒器8和頂燒燃燒器9提供熱量，同時(shí)由頂、底燒燃燒器產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過水平布置的煙道區(qū)6為對(duì)流區(qū)2提供對(duì)流熱。
由于頂燒所用的燒嘴既可以用來燒液體燃料，也可以燒氣體燃料或油氣通用燒嘴，與側(cè)燒供熱或底燒、側(cè)燒聯(lián)合供熱的方式相比，本發(fā)明可以減少燒嘴的數(shù)量，從而減少投資、簡(jiǎn)化裂解爐結(jié)構(gòu)；同時(shí)，本發(fā)明頂、底部燒嘴完全可以采用常規(guī)的燒嘴，國(guó)內(nèi)可生產(chǎn)，價(jià)格便宜，操作簡(jiǎn)單、維修方便。另外，采用頂部和底部聯(lián)合供熱，輻射區(qū)3爐膛溫度分布比較均勻，同時(shí)頂?shù)撞抗岜壤梢栽谠O(shè)計(jì)階段根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，設(shè)計(jì)靈活性大大提高；另外采用本發(fā)明所采用的頂、底燒聯(lián)合供熱的方式，相應(yīng)的將傳統(tǒng)技術(shù)中位于頂部的輻射區(qū)3煙道區(qū)6的位置下移至輻射區(qū)3中上部。這不但不會(huì)對(duì)本發(fā)明裂解爐的裂解效果帶來負(fù)面影響，而且會(huì)使對(duì)流區(qū)2高度下移，從而使整個(gè)裂解爐高度降低(平均高度可以降低3-6米，具體高度由設(shè)計(jì)階段的頂、底燒供熱比例要求來控制)。結(jié)果降低了爐子重心，使基建費(fèi)用減少。另外在實(shí)際操作中針對(duì)不同的裂解油品爐管出口溫度的不同，可以采用固定底部燒嘴供熱能力不變，僅對(duì)頂部燒嘴供熱能力進(jìn)行小范圍內(nèi)的調(diào)整來滿足條件，使得實(shí)際操作中靈活性大大提高。
此外，在具體實(shí)施本發(fā)明新型供熱方式的裂解爐時(shí)，為了解決輻射盤管的結(jié)構(gòu)、排布以及其受熱均勻的問題，所述的輻射盤管7可以采用1-1構(gòu)型的二程不等徑無分枝管或2-1構(gòu)型的二程不等徑分枝管，其中特別優(yōu)選2-1構(gòu)型的二程不等徑分枝管。
上述的所有輻射盤管7的第一程管和所有的第二程管最好分別處于兩個(gè)平行的平面中，并且輻射盤管7的第二程管投影位于第一程管相鄰兩根投影的中心位置，這樣可以避免雙排管正面互相遮擋。其中所述的同一平面中相鄰兩根輻射盤管7間距為該平面中輻射盤管外徑的1.8-6.0倍，優(yōu)選1.8-4.2倍，更優(yōu)選2.0-2.8倍；每組輻射盤管內(nèi)第一程管和第二程管所處平面的間距為100-600mm，優(yōu)選200-500mm，最優(yōu)選300-400mm。
再者，由于本發(fā)明采用了新型盤管排布結(jié)構(gòu)，使同一平面中相鄰兩根輻射盤管間距在輻射盤管外徑的2.0～2.8倍之間，可以充分滿足輻射傳熱的要求。每組輻射段盤管所處平面間距在300～400mm之間，各組輻射段盤管的彎頭和集合管互相平行，無交叉現(xiàn)象存在，不會(huì)影響各組輻射盤管7的輻射傳熱，同時(shí)各組輻射盤管7的彎頭和集合管形狀和重量完全一樣，元件的通用性強(qiáng)，機(jī)械制造和維修方便；各組輻射段盤管總長(zhǎng)度完全相同，物料停留時(shí)間和壓力降完全相同，易于優(yōu)化操作和控制；各組輻射段盤管重量也完全相同，平衡吊掛系統(tǒng)易于配置和調(diào)節(jié)。由于這種配置可以減小裂解爐長(zhǎng)度，適合于配置各種傳統(tǒng)的或新型的廢熱鍋爐。
輻射盤管采用原有的混排排布方式，只能布置48組2-1型輻射盤管，各相鄰小組彎頭和集合管在爐膛底部時(shí)既處于不同的高度又處于不同的平面，管間距采用1.8倍輻射盤管外徑，爐膛內(nèi)墻長(zhǎng)度約20米，在改擴(kuò)建方案設(shè)計(jì)中采用本發(fā)明排布方式布置輻射盤管，所有第一程管處于一個(gè)平面，所有第二程管處于另一個(gè)平面中，兩個(gè)平面間距在320mm，一程管管間距采用2.4倍一程管外徑時(shí)，二程管管間距采用3.5倍二程管外徑時(shí)，在同樣的爐膛內(nèi)可以布置64組2-1型輻射盤管，生產(chǎn)能力提高33％；采用本發(fā)明排布方式布置盤管，同時(shí)一程管管間距采用2.8倍一程管外徑時(shí)，二程管管間距采用4.1倍二程管外徑時(shí)，在同樣的爐膛內(nèi)可以布置54組2-1型輻射盤管，生產(chǎn)能力提高12.5％，由于此時(shí)相鄰輻射盤管間距加大，輻射傳熱更加均勻。這種情況對(duì)于老爐子的改造優(yōu)勢(shì)非常明顯，可以在基建投資最小的條件下顯著提高生產(chǎn)能力。
使用該裝置進(jìn)行熱裂解時(shí)，控制頂?shù)谉岜壤秊轫敗玫祝?∶7，使輻射區(qū)熱負(fù)荷達(dá)到80～100兆瓦，石腦油或加氫尾油和稀釋蒸汽混合物流經(jīng)水平伸展于對(duì)流區(qū)2內(nèi)的多路對(duì)流盤管1，在對(duì)流區(qū)回收了煙氣熱量，并預(yù)熱至橫跨溫度，烴原料經(jīng)對(duì)流盤管1流至對(duì)流盤管1的橫跨管5處，經(jīng)分配器分配合適的流量后進(jìn)入輻射區(qū)3內(nèi)垂直排布的輻射盤管7處，裂解產(chǎn)物在急冷交換器中換熱。裂解爐完全是靠底燒燃燒器8和頂燒燃燒器9提供熱量，同時(shí)由頂、底燒燃燒器產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過水平布置的煙道區(qū)為對(duì)流區(qū)2提供對(duì)流熱。
輻射盤管原采用單排排布方式，整個(gè)爐膛內(nèi)墻長(zhǎng)度約15米，采用1-1構(gòu)型的二程不等徑無分枝管，為了防止彎頭和結(jié)合管在爐膛底部互相妨礙，第一程管間距為第一程管外徑的2.8倍，第二程管間距為第二程管外徑的2.3倍，加上系單排排布，只能布置48組輻射盤管。在改擴(kuò)建方案設(shè)計(jì)中采用本專利排布方式布置輻射盤管，所有一程管處于一個(gè)平面，所有二程管處于另一個(gè)平面中，兩個(gè)平面間距為350mm，一程管管間距仍采用第一程管管外徑的2.8倍時(shí)，二程管管間距仍采用第二程管管外徑的2.3倍時(shí)，采用本發(fā)明排布方式布置輻射盤管，可以布置108組1-1構(gòu)型的二程不等徑無分支管，生產(chǎn)能力可以提高到約220％，同時(shí)各輻射盤管的輻射傳熱均勻。另外各組輻射盤管的彎頭和集合管形狀和重量完全一樣，元件的通用性強(qiáng)，并且所有彎頭和結(jié)合管在爐膛下部平行排列，不互相妨礙，機(jī)械制造、維修和安裝都很方便。
使用該裝置進(jìn)行熱裂解時(shí)，控制頂?shù)谉岜壤秊轫敗玫祝?∶6，使輻射區(qū)爐管平均熱強(qiáng)度達(dá)到約300Gj/M2·h；石腦油和稀釋蒸汽混合物流經(jīng)水平伸展于對(duì)流區(qū)2內(nèi)的多路對(duì)流盤管1，在對(duì)流區(qū)回收了煙氣熱量，烴原料經(jīng)對(duì)流盤管1流至對(duì)流盤管1的橫跨管5處，經(jīng)分配器分配合適的流量后進(jìn)入輻射區(qū)3內(nèi)垂直排布的輻射盤管7處，裂解產(chǎn)物在急冷交換器中換熱。裂解爐完全是靠底燒燃燒器8和頂燒燃燒器9提供熱量，同時(shí)由頂、底燒燃燒器產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過水平布置的煙道區(qū)6為對(duì)流區(qū)2提供對(duì)流熱。
權(quán)利要求
1.一種新型供熱方式的裂解爐，該裂解爐包括a)輻射區(qū)[3]；排布在輻射區(qū)[3]內(nèi)的爐底燃燒器[8]；輻射區(qū)[3]內(nèi)垂直排布的多組1-1構(gòu)型的二程不等徑無分枝輻射盤管[7]或2-1、4-1構(gòu)型的二程不等徑分枝輻射盤管[7]；b)偏離輻射區(qū)[3]的對(duì)流區(qū)[2]；水平配置在對(duì)流區(qū)[2]的多組對(duì)流盤管[1]；c)輻射區(qū)[3]和對(duì)流區(qū)[2]之間的水平配置的煙道區(qū)[6]；其特征在于所述的裂解爐還包括排布在輻射區(qū)[3]內(nèi)的爐頂燃燒器[9]；所述的煙道區(qū)[6]位于輻射區(qū)[3]一側(cè)的中上部。
2.如權(quán)利要求1所述的裂解爐，其特征在于煙道區(qū)[6]位置由裂解爐的頂、底燃燒器[9]、[8]供熱比例值R決定，R在1∶9～7∶3范圍內(nèi)變化時(shí)，從輻射區(qū)[3]一側(cè)的頂部向下計(jì)、并且以煙道區(qū)的上沿算，所述的煙道區(qū)[6]位于輻射區(qū)[3]一側(cè)總高度的10％-50％位置。
3.如權(quán)利要求2所述的裂解爐，其特征在于R在2∶8～6∶4范圍內(nèi)變化時(shí)，從輻射區(qū)[3]一側(cè)的頂部向下計(jì)、并且以煙道區(qū)的上沿算，所述的煙道區(qū)[6]位于輻射區(qū)[3]一側(cè)總高度的10％-40％位置。
4.如權(quán)利要求3所述的裂解爐，其特征在于R在2.5∶7.5～5∶5范圍內(nèi)變化時(shí)，從輻射區(qū)[3]一側(cè)的頂部向下計(jì)、并且以煙道區(qū)的上沿算，所述的煙道區(qū)[6]位于輻射區(qū)[3]一側(cè)總高度的15％-40％位置。
5.如權(quán)利要求4所述的裂解爐，其特征在于R在3∶7～4∶6范圍內(nèi)變化時(shí)，從輻射區(qū)[3]一側(cè)的頂部向下計(jì)、并且以煙道區(qū)的上沿算，所述的煙道區(qū)[6]位于輻射區(qū)[3]一側(cè)總高度的20％-40％位置。
6.如權(quán)利要求1所述的裂解爐，其特征在于所述的爐底燃燒器[8]的數(shù)目與爐頂燃燒器[9]的數(shù)目相等，底部或頂部燃燒器分別以底部或頂部中心線對(duì)稱排布，并且分別在頂?shù)撞恳灰粚?duì)應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6之一的裂解爐，其特征在于，所述的輻射盤管[7]為1-1構(gòu)型的二程不等徑無分枝管或2-1構(gòu)型的二程不等徑分枝管，所述的輻射盤管[7]第一程管和第二程管分別處于兩個(gè)平行的平面中，輻射盤管[7]的第二程管投影位于第一程管相鄰的兩根投影的中心位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的裂解爐，其特征在于，其中所述的輻射盤管[7]為2-1構(gòu)型的二程不等徑分枝管。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的裂解爐，其特征在于，其中同一平面中相鄰兩根輻射盤管[7]間距為該平面中輻射盤管外徑的1.8-6.0倍。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的裂解爐，其特征在于，其中同一平面中相鄰兩根輻射盤管[7]間距為該平面中輻射盤管外徑的1.8-4.2倍。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的裂解爐，其特征在于，其中同一平面中相鄰兩根輻射盤管[7]間距為該平面中輻射盤管外徑的2.0-2.8倍。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的裂解爐，其特征在于，其中每組所述的輻射盤管[7]內(nèi)的第一程管和第二程管所處平面的間距為100-600mm。
13.根據(jù)權(quán)利要求7的裂解爐，其特征在于，其中每組所述的輻射盤管[7]內(nèi)第一程管和第二程管所處平面的間距為200～500mm。
14.根據(jù)權(quán)利要求7的裂解爐，其特征在于，其中每組所述的輻射盤管[7]內(nèi)第一程管和第二程管所處平面的間距為300～400mm。
15.一種使用權(quán)利要求1-14之一的裂解爐進(jìn)行熱裂解烴原料的方法，其特征在于，對(duì)流區(qū)[2]利用從輻射區(qū)[3]出來的煙道氣預(yù)熱對(duì)流盤管[1]中的烴原料；在輻射區(qū)[3]利用爐頂燃燒器[9]和爐底燃燒器[8]提供的熱能熱裂解輻射盤管[7]中的經(jīng)過預(yù)熱后的烴原料。
全文摘要
本發(fā)明為新型供熱方式的裂解爐及用其進(jìn)行熱裂解的方法。本發(fā)明用爐頂燃燒器和爐底燃燒器；煙道口位于輻射區(qū)一側(cè)的中上部；輻射盤管的第一程管和第二程管分別處于兩個(gè)平行的平面中，每組輻射盤管的二程管投影位于相鄰兩根一程管投影的中心位置。本發(fā)明供熱均勻、效率高，操作控制靈活、簡(jiǎn)便，設(shè)備投資小，可用于石油烴的裂解反應(yīng)。
文檔編號(hào)C10G9/20GK1405272SQ0114177
公開日2003年3月26日 申請(qǐng)日期2001年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月19日
發(fā)明者曾清泉, 王國(guó)清, 許士興, 張兆斌 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司北京化工研究院