一種乙烯裂解爐用急冷換熱器的製作方法

2023-05-27 22:22:46 5

專利名稱：一種乙烯裂解爐用急冷換熱器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於冷卻乙烯裂解爐上裂解氣的急冷換熱器，適用於石化行業的
乙烯裝置。
背景技術：
乙烯裂解爐上，烴類原料在高溫下，發生碳鏈斷裂或脫氫反應，生成乙烯、丙烯等， 同時還副產丁烯、丁二烯等烯烴和裂解汽油、柴油、燃料油等產品。這些組分在裂解溫度下， 其化學熱力學狀態很不穩定。在高溫區停留時間越長，二次反應就越多，而烯烴收率就越低。為了提高裂解反應目的產物的收率，通常採用急冷換熱器來對生成的裂解氣迅速冷卻， 防止二次反應的發生，並回收裂解氣的熱量而副產高位能的高壓蒸汽。裂解爐上急冷換熱器的布置通常採用單級急冷換熱器或者多級急冷換熱器，單級就是只有一級換熱，多級就是有兩級甚至三級換熱。單級急冷具有壓降低、布置簡單、投資少的特點；多級急冷具有乙烯收率高、二次反應中止快、超高壓蒸汽回收多的特點，但是二級急冷壓力降大，設備和配管複雜，投資較高。

發明內容
本發明的目的就是設計一種用於冷卻乙烯裂解爐上裂解氣的急冷換熱器，其將一級急冷換熱器和二級急冷換熱器整合到一起，這樣既具有多級急冷的優點，又結構簡單， 降低了投資。本發明的目的是這樣實現的
一種乙烯裂解爐用急冷換熱器，主要由裂解氣入口集箱1、急冷換熱器筒體2、裂解氣出口集箱3、換熱管4、前管板5、後管板6、鍋爐給水接頭12組成，其特徵在於急冷換熱器結構依次為裂解氣入口集箱、急冷換熱器筒體、裂解氣出口集箱，急冷換熱器筒體內置有換熱管，換熱管兩端分別插入到前管板內、後管板內，高溫裂解氣從裂解氣入口集箱進入，經由換熱管，最後從裂解氣出口集箱離開；急冷換熱器筒體與前管板、後管板一起組成急冷換熱器的高壓部分，高壓部分被垂直於換熱管的分隔板分割為兩個分腔，來自高壓汽包、作為冷卻介質的水經下降管接頭11進入靠近裂解氣入口側的分腔13，換熱後經上升管接頭9去往高壓汽包；溫度更低的鍋爐給水經鍋爐給水接頭進入靠近裂解氣出口側的分腔14，分腔14 中有多個折流板，它們之間平行間隔布置，折流板缺口水平上下布置，引導鍋爐給水以逆向於裂解氣流動的方向通過分腔14，換熱後經上升管接頭10離開，去往高壓汽包；兩個分腔之間的分隔板允許冷卻介質通過。靠近裂解氣入口側的分腔13可以理解為一個一級急冷換熱器，而靠近裂解氣出口側的分腔14可以理解為一個二級急冷換熱器，裂解氣在這裡被溫度更低的鍋爐給水進一步冷卻。通過這種方式，在一臺換熱器內實現了二級急冷，裂解氣就可以更有效地被冷卻，而且結構減少了，相應的設備投資也降低了。本發明的其它和更深一步的目標、特徵和優點通過下面的具體實施方法和附圖進一步描述。


圖1是本發明急冷換熱器的結構示意圖； 圖2是圖1中A-A方向的橫截面視圖。具體實施方法
圖1所示是一種應用於本發明的可用於冷卻乙烯裂解爐上裂解氣的急冷換熱器，主要由裂解氣入口集箱1、急冷換熱器筒體2、裂解氣出口集箱3、換熱管4、前管板5、後管板6、 折流板7、分隔板8、上升管接頭9和上升管接頭10、下降管接頭11、鍋爐給水接頭12等組成。它僅是本發明的一種形式，本發明並不僅限於此。參閱圖1，換熱管4插入到前管板5、後管板6內，換熱管管束被急冷換熱器筒體2 所包圍，急冷換熱器筒體2與前管板5、後管板6 —起組成了換熱器的高壓部分，這部分供冷卻介質流動。參閱圖1，與前管板5相連的是裂解氣入口集箱1，與後管板6相連的是裂解氣出口集箱3，高溫裂解氣從裂解氣入口集箱1進入，經由換熱管4，最後從裂解氣出口集箱3離開。參閱圖1，換熱器的高壓部分被垂直於換熱管4的分隔板8分割為兩個分腔，來自高壓汽包、作為冷卻介質的水經下降管接頭11進入靠近裂解氣入口側的分腔13，換熱後經上升管接頭9去往高壓汽包；溫度更低的鍋爐給水經鍋爐給水接頭12進入靠近裂解氣出口側的分腔14，換熱後經上升管接頭10去往高壓汽包。參閱圖1，靠近裂解氣入口側的分腔13最好具有多個上升管接頭9和多個下降管接頭11，裂解氣出口側的分腔14中最好在靠近後管板6的地方裝有一個或多個鍋爐給水接頭12，在靠近分隔板8的地方裝有一個或多個上升管接頭10。在靠近裂解氣出口側的分腔 14內布置有若干個折流板7，它們之間平行間隔布置，折流板缺口水平上下布置，引導鍋爐給水以逆向於裂解氣流動的方向通過分腔14。參閱圖2，分腔13、分腔14之間的分隔板8是一個非受壓元件，它的作用是把兩個分腔內的冷卻流體分開。分隔板8上有孔，孔徑比換熱管4的外徑大，供換熱管4穿過。分隔板8的外徑比急冷換熱器筒體2的內徑小，兩者之間形成一個間隙。
權利要求
1.一種乙烯裂解爐用急冷換熱器，主要由裂解氣入口集箱(1)、急冷換熱器筒體(2)、 裂解氣出口集箱(3)、換熱管(4)、前管板(5)、後管板(6)、鍋爐給水接頭(12)組成，其特徵在於急冷換熱器結構依次為裂解氣入口集箱、急冷換熱器筒體、裂解氣出口集箱，急冷換熱器筒體內置有換熱管，換熱管兩端分別插入到前管板內、後管板內，高溫裂解氣從裂解氣入口集箱進入，經由換熱管，最後從裂解氣出口集箱離開；急冷換熱器筒體與前管板、後管板一起組成急冷換熱器的高壓部分，高壓部分被垂直於換熱管的分隔板分割為兩個分腔，來自高壓汽包、作為冷卻介質的水經下降管接頭(11)進入靠近裂解氣入口側的分腔(13)，換熱後經上升管接頭(9)去往高壓汽包；溫度更低的鍋爐給水經鍋爐給水接頭進入靠近裂解氣出口側的分腔(14)，分腔(14)中有多個折流板(7)，它們之間平行間隔布置，折流板缺口水平上下布置，引導鍋爐給水以逆向於裂解氣流動的方向通過分腔(14)，換熱後經上升管接頭(10)離開，去往高壓汽包；兩個分腔之間的分隔板(8)允許冷卻介質通過。
2.根據權利要求1的急冷換熱器，其特徵在於靠近裂解氣入口側的分腔(13)有多個上升管接頭(9)。
3.根據權利要求1的急冷換熱器，其特徵在於靠近裂解氣入口側的分腔(13)有多個下降管接頭(11)。
4.根據權利要求1的急冷換熱器，其特徵在於裂解氣出口側的分腔(14)中，在靠近後管板(6 )處有一個或多個鍋爐給水接頭(12)。
5.根據權利要求1的急冷換熱器，其特徵在於裂解氣出口側的分腔(14)中，在靠近分隔板(8)處有一個或多個上升管接頭(10)。
6.根據權利要求1的急冷換熱器，其特徵在於分隔板(8)上有孔，孔徑比換熱管(4)的外徑大，以供換熱管(4)穿過。
7.根據權利要求1的急冷換熱器，其特徵在於分隔板(8)的外徑比急冷換熱器筒體(2) 的內徑小，兩者之間形成間隙。
全文摘要
本發明提供了一種可用於冷卻乙烯裂解爐上裂解氣的急冷換熱器，主要由裂解氣入口集箱(1)、急冷換熱器筒體(2)、裂解氣出口集箱(3)、換熱管(4)、前管板(5)、後管板(6)、折流板(7)、分隔板(8)、上升管接頭、下降管接頭(11)、鍋爐給水接頭(12)等組成。急冷換熱器筒體(2)與前、後管板組成的換熱器高壓部分被垂直於換熱管的分隔板分割為兩個分腔，一個分腔的冷卻介質為來自高壓汽包的爐水，另一個分腔的冷卻介質為溫度更低的鍋爐給水。通過這種方式，在一臺換熱器內實現了二級急冷，裂解氣就可以更有效地被冷卻，而且結構減少了，相應的設備投資也降低了。
文檔編號C10G9/00GK102492456SQ201110368610
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月20日 優先權日2011年11月20日
發明者劉韞硯, 孫建兵, 安發亮, 康翼, 張建, 張賢福, 徐紅兵, 李金科, 毛小亮 申請人:中國石油化工股份有限公司, 天華化工機械及自動化研究設計院