一种管式裂解炉.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106635122A(43)申请公布日2017.05.10(21)申请号201510724606.4(22)申请日2015.10.29(71)申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石油化工股份有限公司北京化工研究院(72)发明人周丛王国清张利军刘俊杰周先锋杜志国张永刚张兆斌(74)专利代理机构北京聿宏知识产权代理有限公司11372代理人张少辉刘华联(51)Int.Cl.C10G9/20(2006.01)C07C4/04(2006.01)C07C11/04(2006.01)C07C11/06(2006.01)C07C11/167(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种管式裂解炉(57)摘要本发明涉及一种管式裂解炉，该管式裂解炉包括用于限定辐射腔的辐射腔炉衬，以及设置在辐射腔内的炉管组件。其中，在辐射腔炉衬的内侧壁上设有用于把辐射腔内的热辐射反射到炉管组件上的至少一个反射构件。根据本发明的管式裂解炉能够显著增加裂解反应的速率。CN106635122ACN106635122A权利要求书1/1页1.一种管式裂解炉，其特征在于，包括：用于限定辐射腔的辐射腔炉衬；以及设置在所述辐射腔内的炉管组件；其中，在所述辐射腔炉衬的内侧壁上设有用于把所述辐射腔内的热辐射反射到炉管组件上的至少一个反射构件。2.根据权利要求1所述的管式裂解炉，其特征在于，所述反射构件具有朝向斜下方的反射面，并且所述反射面的法线斜着穿过所述炉管组件。3.根据权利要求2所述的管式裂解炉，其特征在于，各所述反射面的面积之和与所述反射构件在所述辐射腔炉衬的内侧壁上的占用面积的比值为1.5～4。4.根据权利要求3所述的管式裂解炉，其特征在于，所述反射构件在所述辐射腔炉衬的内侧壁上的占用面积为所述辐射腔炉衬的内侧壁的总面积的10％～80％。5.根据权利要求1到4中任一项所述的管式裂解炉，其特征在于，所述炉管组件为多程炉管。6.根据权利要求1到4中任一项所述的管式裂解炉，其特征在于，所述反射构件为凸起或凹槽。7.根据权利要求6所述的管式裂解炉，其特征在于，所述反射构件的横截面为三角形，并且由所述反射面和与之相连的且决定反射面相对所述辐射腔炉衬的内侧壁的斜率的支撑面组成。8.根据权利要求7所述的管式裂解炉，其特征在于，所述支撑面与所述辐射腔炉衬的内侧壁相垂直。9.根据权利要求1到4中任一项所述的管式裂解炉，其特征在于，在所述炉衬的侧壁和/或底壁上设有用于向所述辐射腔内提供热辐射的多个燃烧器。10.根据权利要求1到4中任一项所述的管式裂解炉，其特征在于，所述反射构件的材料为耐火材料。2CN106635122A说明书1/5页一种管式裂解炉技术领域[0001]本发明涉及一种裂解炉，尤其是一种管式裂解炉。管式裂解炉用于加热天然气、炼厂气、原油及石脑油等各类裂解原料，促使裂解原料发生碳链断裂化学反应，生成烃乙烯、丙烯和/或丁二烯等低碳烯及各种副产物。背景技术[0002]乙烯、丙烯和丁二烯等低碳烯烃是石油化学工业的重要基础原料。目前，生产低碳烯烃的方法以管式炉石油烃蒸汽裂解工艺为主。据统计，世界上大约99％的乙烯、50％以上的丙烯和90％以上的丁二烯通过该工艺生产。[0003]管式炉石油烃蒸汽裂解工艺的核心设备是管式裂解炉(以下简称“裂解炉”)，裂解原料如乙烷、丙烷、石脑油以及加氢尾油在裂解炉中被加热到高温时，会发生碳链断裂化学反应，生成低碳烯烃如乙烯、丙烯和丁二烯等。但是，热裂解反应过程十分复杂，除了目的产物低碳烯烃外，同时还会发生脱氢、异构化、环化、叠合和缩合等副反应，生成其他副产物。因此，如何控制反应条件，使反应产物中目的产物低碳烯烃最多是该领域一直研究的课题。[0004]国内外的长期研究结果表明，原料烃类在高温、短停留时间、低烃分压的条件下对生成烯烃是有利的。在反应的初期，从压降方面看，由于反应的转化率较低，管内流体体积增大不多，管内流体的线速度也增大不多，较小的管径不会引起压降增加太多，不会严重影响平均烃分压增加；从热强度方面看，由于原料急剧升温，吸收大量热量，所以要求热强度大，较小的管径可使比表面积增加，从而满足要求；从结焦趋势看，由于转化率较低，二次反应尚不能发生，结焦速率较低，较小的管径也是允许的。在反应的后期，从压力降方面看，由于此时转化率较高，管内流体体积增大较多，同时，流体的线速度也急剧上升，较大管径比较适合；从热强度方面看，由于转化率已经较高，热强度开始减小，较大的管径不会显著影响传热效果；从结焦趋势方面看，由于转化率较高，二次反应较多，结焦速率增加，较大的炉管管径能够保证炉管通畅且不至于造成太大的压降。综上所述，一般而