本實(shí)用新型涉及一種乙烯裂解爐輻射段爐管構(gòu)造。

背景技術(shù)：

石油化工行業(yè)乙烯裂解爐輻射段廣泛使用的爐管為圓形爐管。目前，世界上重要的乙烯裂解爐技術(shù)專利商主要有Lummus公司，SW公司和KTI公司以及中國開發(fā)的CBL裂解爐，這些裂解爐輻射段爐管均為圓形爐管。一般來說：(1)小管徑爐管物料處理能力較低，尤其是現(xiàn)在設(shè)計(jì)的輻射爐管排列越來越緊密，相鄰爐管間遮蔽現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，導(dǎo)致爐管溫度分布不均勻，爐管容易彎曲變形，而且小管徑對(duì)結(jié)焦也較為敏感，降低了乙烯裂解爐運(yùn)轉(zhuǎn)周期；(2)大管徑爐管比表面積較小，尤其是入口管排的傳熱效率較低，達(dá)到裂解反應(yīng)溫度的停留時(shí)間不得不延長，必然導(dǎo)致乙烯收率降低。

現(xiàn)有技術(shù)中，專利申請(qǐng)?zhí)朇N201420255916.7一種乙烯裂解爐的兩程輻射爐管，公開了輻射段第一程爐管為橢圓形爐管；專利申請(qǐng)?zhí)朇N201420768875.1一種乙烯裂解爐用橢圓形截面的輻射爐管，公開了輻射段第一程爐管也為橢圓形爐管；專利申請(qǐng)?zhí)?CN201420676149.7一種乙烯裂解爐用8字形截面的4-1型輻射爐管，公開了輻射段第一程爐管為8字形截面爐管。這些爐管的第一程外表面結(jié)構(gòu)為橢圓形或8字形，與圓形爐管相比，改善了爐管內(nèi)物料的流動(dòng)情況，一定程度上增大了有效傳熱面積，減少了相鄰爐管之間的遮蔽效應(yīng)，使?fàn)t管表面溫度分布均勻，輻射傳熱也更加均勻，有利于裂解反應(yīng)的進(jìn)行。

現(xiàn)有技術(shù)中，專利申請(qǐng)?zhí)朇N201420255916.7和專利申請(qǐng)?zhí)朇N201420768875.1以及專利申請(qǐng)?zhí)?01420676149.7采用橢圓形或8字形爐管改進(jìn)了圓形爐管的不足，但是第一程爐管采用橢圓形或8字形結(jié)構(gòu)，無法用離心澆鑄法制作高品質(zhì)管材的爐管，爐管最高工作溫度不得不下降，而且橢圓形-圓形或8字形-圓形的結(jié)構(gòu)過渡復(fù)雜，存在爐管材料質(zhì)量差、使用壽命低、處理能力少、運(yùn)行周期短，最終導(dǎo)致乙烯裂解爐生產(chǎn)能力小等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中乙烯裂解爐生產(chǎn)能力小的問題，提供一種新的乙烯裂解爐輻射段爐管構(gòu)造。該爐管具有乙烯裂解爐生產(chǎn)能力較大的優(yōu)點(diǎn)。

為解決上述問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：一種乙烯裂解爐輻射段爐管構(gòu)造，所述爐管為圓形爐管，爐管程數(shù)A＝1～8程，每程管數(shù)B＝1～8根，其中第1程為梅花形截面結(jié)構(gòu)，爐管外表面橫截面為圓形，爐管內(nèi)腔橫截面由3～7個(gè)直徑相等的圓相交而成，梅花瓣數(shù)C＝3～7瓣，梅花瓣均勻分布，瓣間直接連接。

上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，當(dāng)爐管程數(shù)A＝2～8程時(shí)，所述爐管包括：梅花形截面結(jié)構(gòu)的第1程爐管，梅花形截面到圓形截面過渡U形連接管件，圓形截面結(jié)構(gòu)的第2～8程爐管，連接第2～8程爐管的圓形截面U形連接管件。

本實(shí)用新型涉及一種新型乙烯裂解爐輻射段爐管結(jié)構(gòu)，主要解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，由于采用特殊截面的輻射爐管，既克服了普通圓形爐管的不足，又解決了橢圓形或 8字形爐管的缺點(diǎn)。與圓形爐管相比，本實(shí)用新型大大增加了比表面積，增加了傳熱量，對(duì)裂解生成乙烯等目標(biāo)產(chǎn)品的一次反應(yīng)有利；同時(shí)改善了爐管內(nèi)物料的流動(dòng)狀況，提高了爐管的處理能力。本實(shí)用新型乙烯裂解爐輻射爐管第1程爐管采用梅花形截面結(jié)構(gòu)，梅花瓣間直接連接。對(duì)于新建或改建每臺(tái)生產(chǎn)能力為1.0～30.0萬噸/年乙烯裂解爐來說，爐管制造成本僅僅提高6.0～8.0％，物料處理能力提高12.0～16.0％，輻射爐管管壁溫度下降 14.0～18.0℃，運(yùn)行周期延長3～5天，乙烯收率提高1.0～2.0％，合計(jì)乙烯裂解爐生產(chǎn)能力提高20.7～31.5％，取得了較好的技術(shù)效果。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型所述第1程爐管的截面示意圖之一；

圖2為本實(shí)用新型所述第1程爐管的截面示意圖之二；

圖3為本實(shí)用新型所述第1程爐管的截面示意圖之三；

圖4為本實(shí)用新型所述第1程爐管的截面示意圖之四；

圖5為本實(shí)用新型所述第1程爐管的截面示意圖之五。

圖1-圖5中，M3為梅花瓣數(shù)為3的第1程爐管的截面；M4為梅花瓣數(shù)為4的第1 程爐管的截面；M5為梅花瓣數(shù)為5的第1程爐管的截面；M6為梅花瓣數(shù)為6的第1程爐管的截面；M7為梅花瓣數(shù)為7的第1程爐管的截面。

下面通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的闡述，但不僅限于本實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

【實(shí)施例1】

改建每臺(tái)生產(chǎn)能力為1.0萬噸/年乙烯裂解爐，輻射爐管為圓形爐管，采用離心澆鑄法制作。爐管程數(shù)A＝1程，每程管數(shù)B＝1根，其中第1程為梅花形截面結(jié)構(gòu)，梅花瓣數(shù)C＝7 瓣(如圖5所示的M7)，梅花瓣均勻分布，瓣間直接連接。由于采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，爐管制造成本提高8.0％，物料處理能力提高16.0％，輻射爐管管壁溫度下降18.0℃，運(yùn)行周期延長5天，乙烯收率提高2.0％，合計(jì)乙烯裂解爐生產(chǎn)能力提高31.5％。

【實(shí)施例2】

改建每臺(tái)生產(chǎn)能力為2.0萬噸/年乙烯裂解爐，輻射爐管為圓形爐管，采用離心澆鑄法制作。爐管程數(shù)A＝2程，每程管數(shù)B＝1根，其中第1程為梅花形截面結(jié)構(gòu)，梅花瓣數(shù)C＝4 瓣(如圖2所示的M4)，梅花瓣均勻分布，瓣間直接連接。由于采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，爐管制造成本提高6.3％，物料處理能力提高12.5％，輻射爐管管壁溫度下降14.2℃，運(yùn)行周期延長4天，乙烯收率提高1.8％，合計(jì)乙烯裂解爐生產(chǎn)能力提高24.7％。

【實(shí)施例3】

改建每臺(tái)生產(chǎn)能力為4.5萬噸/年乙烯裂解爐，輻射爐管為圓形爐管，采用離心澆鑄法制作。爐管程數(shù)A＝2程，每程管數(shù)B＝1～2根，第1程管數(shù)B1＝2根，第2程管數(shù)B2＝1 根，其中第1程為梅花形截面結(jié)構(gòu)，梅花瓣數(shù)C＝5瓣(如圖3所示的M5)，梅花瓣均勻分布，瓣間直接連接。由于采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，爐管制造成本提高7.1％，物料處理能力提高13.7％，輻射爐管管壁溫度下降15.3℃，運(yùn)行周期延長4天，乙烯收率提高 1.8％，合計(jì)乙烯裂解爐生產(chǎn)能力提高26.0％。

【實(shí)施例4】

改建每臺(tái)生產(chǎn)能力為6.0萬噸/年乙烯裂解爐，輻射爐管為圓形爐管，采用離心澆鑄法制作。爐管程數(shù)A＝2程，每程管數(shù)B＝1～3根，第1程管數(shù)B1＝3根，第2程管數(shù)B2＝1 根，其中第1程為梅花形截面結(jié)構(gòu)，梅花瓣數(shù)C＝6瓣(如圖4所示的M6)，梅花瓣均勻分布，瓣間直接連接。由于采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，爐管制造成本提高7.2％，物料處理能力提高14.5％，輻射爐管管壁溫度下降15.7℃，運(yùn)行周期延長4天，乙烯收率提高 1.8％，合計(jì)乙烯裂解爐生產(chǎn)能力提高26.9％。

【實(shí)施例5】

新建每臺(tái)生產(chǎn)能力為8.0萬噸/年乙烯裂解爐，輻射爐管為圓形爐管，采用離心澆鑄法制作。爐管程數(shù)A＝2程，每程管數(shù)B＝1～4根，第1程管數(shù)B1＝4根，第2程管數(shù)B2＝1 根，其中第1程為梅花形截面結(jié)構(gòu)，梅花瓣數(shù)C＝4瓣(如圖2所示的M4)，梅花瓣均勻分布，瓣間直接連接。由于采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，爐管制造成本提高7.4％，物料處理能力提高15.3％，輻射爐管管壁溫度下降16.1℃，運(yùn)行周期延長4天，乙烯收率提高 1.9％，合計(jì)乙烯裂解爐生產(chǎn)能力提高27.9％。

【實(shí)施例6】

新建每臺(tái)生產(chǎn)能力為10.0萬噸/年乙烯裂解爐，輻射爐管為圓形爐管，采用離心澆鑄法制作。爐管程數(shù)A＝2程，每程管數(shù)B＝1～8根，第1程管數(shù)B1＝8根，第2程管數(shù)B2＝1 根，其中第1程為梅花形截面結(jié)構(gòu)，梅花瓣數(shù)C＝7瓣(如圖5所示的M7)，梅花瓣均勻分布，瓣間直接連接。由于采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，爐管制造成本提高7.9％，物料處理能力提高15.6％，輻射爐管管壁溫度下降17.8℃，運(yùn)行周期延長5天，乙烯收率提高 1.9％，合計(jì)乙烯裂解爐生產(chǎn)能力提高30.9％。

【實(shí)施例7】

新建每臺(tái)生產(chǎn)能力為12.0萬噸/年乙烯裂解爐，輻射爐管為圓形爐管，采用離心澆鑄法制作。爐管程數(shù)A＝3程，每程管數(shù)B＝1根，其中第1程為梅花形截面結(jié)構(gòu)，梅花瓣數(shù)C＝5 瓣(如圖3所示的M5)，梅花瓣均勻分布，瓣間直接連接。由于采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，爐管制造成本提高6.3％，物料處理能力提高12.7％，輻射爐管管壁溫度下降14.5℃，運(yùn)行周期延長4天，乙烯收率提高1.4％，合計(jì)乙烯裂解爐生產(chǎn)能力提高24.4％。

【實(shí)施例8】

新建每臺(tái)生產(chǎn)能力為15.0萬噸/年乙烯裂解爐，輻射爐管為圓形爐管，采用離心澆鑄法制作。爐管程數(shù)A＝3程，每程管數(shù)B＝1～6根，第1程管數(shù)B1＝6根，第2～3程管數(shù)B2～ B3＝1根，其中第1程為梅花形截面結(jié)構(gòu)，梅花瓣數(shù)C＝4瓣(如圖2所示的M4)，梅花瓣均勻分布，瓣間直接連接。由于采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，爐管制造成本提高6.9％，物料處理能力提高15.3％，輻射爐管管壁溫度下降16.9℃，運(yùn)行周期延長5天，乙烯收率提高1.6％，合計(jì)乙烯裂解爐生產(chǎn)能力提高30.2％。

【實(shí)施例9】

新建每臺(tái)生產(chǎn)能力為18.0萬噸/年乙烯裂解爐，輻射爐管為圓形爐管，采用離心澆鑄法制作。爐管程數(shù)A＝4程，每程管數(shù)B＝1～8根，第1程管數(shù)B1＝8根，第2程管數(shù)B2＝4 根，第3程管數(shù)B3＝2根，第4程管數(shù)B4＝1根，其中第1程為梅花形截面結(jié)構(gòu)，梅花瓣數(shù)C＝5瓣(如圖3所示的M5)，梅花瓣均勻分布，瓣間直接連接。由于采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，爐管制造成本提高7.2％，物料處理能力提高14.1％，輻射爐管管壁溫度下降 16.1℃，運(yùn)行周期延長4天，乙烯收率提高1.7％，合計(jì)乙烯裂解爐生產(chǎn)能力提高26.4％。

【實(shí)施例10】

新建每臺(tái)生產(chǎn)能力為20.0萬噸/年乙烯裂解爐，輻射爐管為圓形爐管，采用離心澆鑄法制作。爐管程數(shù)A＝6程，每程管數(shù)B＝1～8根，第1程管數(shù)B1＝8根，第2程管數(shù)B2＝2 根，第3～6程管數(shù)B3～B6＝1根，其中第1程為梅花形截面結(jié)構(gòu)，梅花瓣數(shù)C＝6瓣(如圖4所示的M6)，梅花瓣均勻分布，瓣間直接連接。由于采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，爐管制造成本提高7.1％，物料處理能力提高14.0％，輻射爐管管壁溫度下降16.3℃，運(yùn)行周期延長4天，乙烯收率提高1.8％，合計(jì)乙烯裂解爐生產(chǎn)能力提高26.4％。

【實(shí)施例11】

新建每臺(tái)生產(chǎn)能力為30.0萬噸/年乙烯裂解爐，輻射爐管為圓形爐管，采用離心澆鑄法制作。爐管程數(shù)A＝8程，每程管數(shù)B＝1～2根，第1程管數(shù)B1＝2根，第2～8程管數(shù)B2～ B8＝1根，其中第1程為梅花形截面結(jié)構(gòu)，梅花瓣數(shù)C＝3瓣(如圖1所示的M3)，梅花瓣均勻分布，瓣間直接連接。由于采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，爐管制造成本提高6.0％，物料處理能力提高12.0％，輻射爐管管壁溫度下降14.0℃，運(yùn)行周期延長3天，乙烯收率提高1.0％，合計(jì)乙烯裂解爐生產(chǎn)能力提高20.7％。

【實(shí)施例12】

新建每臺(tái)生產(chǎn)能力為24.0萬噸/年乙烯裂解爐，輻射爐管為圓形爐管，采用離心澆鑄法制作。爐管程數(shù)A＝8程，每程管數(shù)B＝1～8根，第1程管數(shù)B1＝8根，第2程管數(shù)B2＝4 根，第3～8程管數(shù)B3～B8＝1根，其中第1程為梅花形截面結(jié)構(gòu)，梅花瓣數(shù)C＝6瓣(如圖4所示的M6)，梅花瓣均勻分布，瓣間直接連接。由于采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，爐管制造成本提高6.9％，物料處理能力提高13.8％，輻射爐管管壁溫度下降15.9℃，運(yùn)行周期延長4天，乙烯收率提高1.7％，合計(jì)乙烯裂解爐生產(chǎn)能力提高26.0％。