一种延迟焦化加热炉.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010554752.4

申请日:

2010.11.23

公开号:

CN101982524A

公开日:

2011.03.02

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C10G 9/20申请日:20101123|||公开

IPC分类号:

C10G9/20

主分类号:

C10G9/20

申请人:

中国石油化工股份有限公司; 中国石油大学(华东)

发明人:

赵日峰; 肖家治; 沈国平; 孙柏军; 王兰娟; 徐宝平; 杨军卫; 叶晓东; 凌逸群; 徐春明; 杨朝合

地址:

210033 江苏省南京市栖霞区甘家巷388号金陵石化

优先权:

专利代理机构:

南京天翼专利代理有限责任公司 32112

代理人:

汤志武

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内容摘要

本发明涉及一种延迟焦化加热炉,包括炉体、对流室、辐射室、炉管、炉管吊架、燃烧器,对流室设置在辐射室的上方,对流室内水平排列有炉管;炉管吊架设置在辐射室中部,将辐射室隔为两个对称区域,炉管吊架上设置有水平排列的炉管并通过弯头彼此相连,辐射室内壁上也安装有水平排列的炉管并通过弯头连为一体;燃烧器位于辐射室两对称区域的靠炉壁底部,沿辐射室内炉管的轴向均匀设置;辐射室中部内壁上设有导流挡板;炉管吊架位于辐射室内上部的炉管在不到出油口的位置提前在弯头前进行同心护径,变径后的同心扩径炉管至少有两根。本发明在保持现有传焦化炉总体结构不变的前提下,提高了传热效率,可使在役加热炉至少增加20-30%的处理量,延长一倍的运行周期。

权利要求书

1: 一种延迟焦化加热炉, 包括炉体、 对流室、 辐射室、 炉管、 炉管吊架、 燃烧器, 其特征在 于对流室设置在辐射室的上方, 对流室内水平排列有炉管 ; 炉管吊架设置在辐射室中部, 将 辐射室隔为两个对称区域, 炉管吊架上设置有水平排列的炉管并通过弯头彼此相连, 辐射 室内壁上也安装有水平排列的炉管并通过弯头连为一体 ; 燃烧器位于辐射室两对称区域的 靠炉壁底部, 沿辐射室内炉管的轴向均匀设置 ; 辐射室中部内壁上设有导流挡板, 将辐射室 内壁上的炉管与火焰分开 ; 炉管吊架位于辐射室内上部的炉管在不到出油口的位置提前在 弯头前进行同心扩径, 变径后的同心扩径炉管至少有两根。
2: 根据权利要求 1 所述的延迟焦化加热炉, 其特征在于采用大小头进行炉管的扩径, 护径前后的炉管扩径比大于 1、 小于 2。
3: 根据权利要求 2 所述延迟焦化炉, 其特征在于变径前的炉管内径范围为 82-141mm, 变径后的炉管内径范围为 102-141mm。
4: 根据权利要求 1 或 2 或 3 所述的延迟焦化加热炉, 其特征在于炉管吊架主体部分呈 Y 型, 底部呈 “一字” 型。
5: 根据权利要求 4 所述的延迟焦化加热炉, 其特征在于炉管吊架的个数为 2-3 个, 沿辐 射室内炉管的轴向均匀设置。
6: 根据权利要求 4 所述的延迟焦化加热炉, 其特征在于炉管吊架的 “一字” 型底部也敷 设炉管, 其位置在在燃烧器和辐射室中间炉管之间, 炉管敷设数为 0~6 根。
7: 根据权利要求 1 或 2 或 3 所述的延迟焦化加热炉, 其特征在于导流挡板距离炉底高 度不小于 3m。
8: 根据权利要求 1 或 2 或 3 所述的延迟焦化加热炉, 其特征在于燃烧器出口可以向炉 壁方向倾斜, 即燃烧器纵向轴线与炉壁相交, 也可贴近炉壁。

说明书


一种延迟焦化加热炉

    【技术领域】
     本发明涉及一种加热炉, 特别涉及石油加工中用于加热重质油的延迟焦化加热炉。 背景技术
     延迟焦化是一种石油二次加工技术, 是指以贫氢的重质油为原料, 在高温 ( 约 500℃ ) 进行深度的热裂化和缩合反应, 生产气体、 汽油、 柴油、 蜡油、 和焦炭的技术。所谓延 迟是指将焦化油 ( 原料油和循环油 ) 经过加热炉加热迅速升温至焦化反应温度, 在反应炉 管内不生焦, 而进入焦炭塔再进行焦化反应, 故有延迟作用, 称为延迟焦化技术。
     由于我国原油普遍偏重, 且含蜡量高, 柴油的收率低, 国内原油的柴油馏分收率比 国外原油平均低 5 ~ 7 个百分点。另外, 由于我国炼油企业二次加工均以催化裂化为主, 柴 汽比低 (延迟焦化为 1.94, 催化裂化为 0.56) , 因此延迟焦化是解决柴汽比供需矛盾, 增产 柴油的有效办法。
     中子料位计投入使用后, 焦炭塔的可利用空间大为提高, 焦化炉已成为整个装置 提量的 “瓶颈” 。 目前焦化炉扩能技术改造一是采用对流管作为辐射管以扩大辐射传热面 积, 但对流管传热系数小, 有效利用率不高, 二是利用现有单面辐射加热炉膛体积较大的特 点, 在炉膛底部增设炉管, 该方法可以在一定程度提高辐射传热面积, 但由于炉膛底部空间 有限, 底部增设炉管根数受到限制。
     发明内容 本发明要解决的技术问题是改善炉管热强度分布, 避免火焰舔管导致管内结焦, 从而 实现在役辐射加热炉提高处理量目的。
     本发明解决其技术问题所采取的技术方案是 : 一种延迟焦化加热炉, 包括炉体、 对流室、 辐射室、 炉管、 炉管吊架、 燃烧器, 其特征在于 对流室设置在辐射室的上方, 对流室内水平排列有炉管 ; 炉管吊架设置在辐射室中部, 将辐 射室隔为两个对称区域, 炉管吊架上设置有水平排列的炉管并通过弯头彼此相连, 辐射室 内壁上也安装有水平排列的炉管并通过弯头连为一体 ; 燃烧器位于辐射室两对称区域的靠 炉壁底部, 沿辐射室内炉管的轴向均匀设置 ; 辐射室中部内壁上设有导流挡板, 将辐射室内 壁上的炉管与火焰分开 ; 炉管吊架位于辐射室内上部的炉管在不到出油口的位置提前在弯 头前进行同心扩径, 变径后的同心扩径炉管至少有两根。
     本发明采用大小头进行炉管的扩径, 扩径前后的炉管扩径比大于 1、 小于 2, 扩径 前的炉管内径范围为优选 82-141mm, 扩径后的炉管内径范围为优选 102-141mm。
     为克服炉管吊架垂直方向热膨胀位移所致的应力破坏, 本发明的炉管吊架主体部 分呈 Y 型, 底部呈 “一字” 型, 炉管吊架的 “一字” 型底部也敷设有炉管, 其位置在在燃烧器 和辐射室中间炉管之间, 炉管敷设数为 0~6 根。
     为保证炉管的稳定性, 上述炉管吊架的个数为 2-3 个, 沿辐射室内炉管的轴向均匀设置。 为防止高温火焰直扑炉管而使炉管内部结焦, 导流挡板距离炉底高度不小于 3m, 上述燃烧器出口可以向炉壁方向倾斜, 即燃烧器纵向轴线与炉壁相交, 也可贴近炉壁, 以防 止高温火焰直扑炉管而使炉管内部结焦。
     本发明炉膛中间的炉管采用双面辐射炉管, 以增加迎火面炉管表面积和传热效 率。
     本发明具有如下优点 : 1、 在保持现有传焦化炉总体结构不变的前提下, 利用现有单面辐射加热炉炉膛体积较 大的特点, 在焦化炉炉膛中间、 底部及顶部利用炉管吊架增设炉管, 使中间炉管所受辐射为 双面辐射, 提高了传热数量和传热效率, 可使在役加热炉至少增加 20-30% 的处理量。
     2、 通过采用贴墙燃烧技术, 贴近炉壁设置燃烧器, 并在侧墙炉管底部增设导流挡 板, 改善侧墙炉管热强度分布, 避免火焰舔管导致管内结焦, 从而, 可使在役加热炉延长一 倍的运行周期。
     3、 采用、 炉管扩径和增加炉管数量的方法, 可以延长常规延迟焦化炉介质在 430℃ 以后的停留时间、 减少炉出口温降, 从而达到降低焦炭产率系数的目的。
     4、 改变了传统的炉管排列方式, 在炉膛的高温场下增加了原料的吸热强度, 从而 提高了加热后油品在低温场炉膛中的停留时间, 使得重质油在加热炉炉管内所发生的脱氢 缩合反应和高温脱碳反应部分变为裂解和氢转移反应, 可以多产汽油和柴油, 同时降低了 价格低廉的气体和焦炭产量。
     附图说明 图 1 为本发明的结构示意图。
     图 2 为本发明的侧视示意图。
     图 3 为本发明炉管扩径前后的示意图。
     图中, 1. 对流室 ; 2. 进料口 ; 3. 出料口 ; 4. 同心扩径炉管 ; 5. 辐射室 ; 7.Y 型炉管 吊架 ; 8. 导流挡板 ; 9. 炉管 ; 10. 燃烧器 ; 11. 烟囱 ; 12. 弯头 ; 13. 变径大小头。
     具体实施方式
     下面结合附图和实施案例来详细描述本发明的具体结构。
     参见图 1 至图 3, 本发明的对流室 1 设置在辐射室 5 的上方, 其内水平排列有对流 炉管 9, 对流炉管的有效长度为 11480mm。辐射室下部高 5583 mm, 下部宽 4764 mm, 斜顶高 1292 mm, 上部宽 2180 mm, 炉长 11480mm。
     炉管吊架 7 设置在辐射室 5 中部, 将辐射室 5 隔为两个对称区域。前述炉管吊架 7 主体部分呈 Y 型, 底部呈 “一字” 型, 共有三个, 沿辐射室 5 内炉管的轴向均匀设置。炉管 吊架 7 上设置有水平排列的炉管并通过弯头彼此相连, 炉管吊架 7 的 “一字” 型底部也敷设 有炉管, 其位置在在燃烧器和辐射室中间炉管之间。辐射室 5 内壁上也安装有水平排列的 炉管并通过弯头连为一体。
     燃烧器 10 位于辐射室 5 两对称区域的靠炉壁底部, 沿辐射室 5 内炉管的轴向均匀 设置 ; 辐射室 5 中部内壁上设有导流挡板 8, 导流挡板距离炉底高度不小于 3m, 将辐射室内壁上的炉管与火焰分开 ; 炉管吊架 7 位于辐射室内上部的炉管在不到出油口的位置提前在 弯头 13 前采用大小头前进行同心护径, 变径后的同心扩径炉管 4 的数量由炉管内被加热介 质性质确定, 扩径前的炉管内径范围为 82-141mm, 扩径后的炉管内径范围为 102-141mm。
     本实施例较现有焦化炉处理量增加了 34.7%, 实现了在炉体总体结构不变的前提 下, 大幅度提高处理量的目的。

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资源描述

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1、10申请公布号CN101982524A43申请公布日20110302CN101982524ACN101982524A21申请号201010554752422申请日20101123C10G9/2020060171申请人中国石油化工股份有限公司地址210033江苏省南京市栖霞区甘家巷388号金陵石化申请人中国石油大学(华东)72发明人赵日峰肖家治沈国平孙柏军王兰娟徐宝平杨军卫叶晓东凌逸群徐春明杨朝合74专利代理机构南京天翼专利代理有限责任公司32112代理人汤志武54发明名称一种延迟焦化加热炉57摘要本发明涉及一种延迟焦化加热炉,包括炉体、对流室、辐射室、炉管、炉管吊架、燃烧器,对流室设置在辐射室。

2、的上方,对流室内水平排列有炉管;炉管吊架设置在辐射室中部,将辐射室隔为两个对称区域,炉管吊架上设置有水平排列的炉管并通过弯头彼此相连,辐射室内壁上也安装有水平排列的炉管并通过弯头连为一体;燃烧器位于辐射室两对称区域的靠炉壁底部,沿辐射室内炉管的轴向均匀设置;辐射室中部内壁上设有导流挡板;炉管吊架位于辐射室内上部的炉管在不到出油口的位置提前在弯头前进行同心护径,变径后的同心扩径炉管至少有两根。本发明在保持现有传焦化炉总体结构不变的前提下,提高了传热效率,可使在役加热炉至少增加2030的处理量,延长一倍的运行周期。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3。

3、页附图2页CN101982526A1/1页21一种延迟焦化加热炉,包括炉体、对流室、辐射室、炉管、炉管吊架、燃烧器,其特征在于对流室设置在辐射室的上方,对流室内水平排列有炉管;炉管吊架设置在辐射室中部,将辐射室隔为两个对称区域,炉管吊架上设置有水平排列的炉管并通过弯头彼此相连,辐射室内壁上也安装有水平排列的炉管并通过弯头连为一体;燃烧器位于辐射室两对称区域的靠炉壁底部,沿辐射室内炉管的轴向均匀设置;辐射室中部内壁上设有导流挡板,将辐射室内壁上的炉管与火焰分开;炉管吊架位于辐射室内上部的炉管在不到出油口的位置提前在弯头前进行同心扩径,变径后的同心扩径炉管至少有两根。2根据权利要求1所述的延迟焦化。

4、加热炉,其特征在于采用大小头进行炉管的扩径,护径前后的炉管扩径比大于1、小于2。3根据权利要求2所述延迟焦化炉,其特征在于变径前的炉管内径范围为82141MM,变径后的炉管内径范围为102141MM。4根据权利要求1或2或3所述的延迟焦化加热炉,其特征在于炉管吊架主体部分呈Y型,底部呈“一字”型。5根据权利要求4所述的延迟焦化加热炉,其特征在于炉管吊架的个数为23个,沿辐射室内炉管的轴向均匀设置。6根据权利要求4所述的延迟焦化加热炉,其特征在于炉管吊架的“一字”型底部也敷设炉管,其位置在在燃烧器和辐射室中间炉管之间,炉管敷设数为06根。7根据权利要求1或2或3所述的延迟焦化加热炉,其特征在于导。

5、流挡板距离炉底高度不小于3M。8根据权利要求1或2或3所述的延迟焦化加热炉,其特征在于燃烧器出口可以向炉壁方向倾斜,即燃烧器纵向轴线与炉壁相交,也可贴近炉壁。权利要求书CN101982524ACN101982526A1/3页3一种延迟焦化加热炉技术领域0001本发明涉及一种加热炉,特别涉及石油加工中用于加热重质油的延迟焦化加热炉。背景技术0002延迟焦化是一种石油二次加工技术,是指以贫氢的重质油为原料,在高温约500进行深度的热裂化和缩合反应,生产气体、汽油、柴油、蜡油、和焦炭的技术。所谓延迟是指将焦化油原料油和循环油经过加热炉加热迅速升温至焦化反应温度,在反应炉管内不生焦,而进入焦炭塔再进行。

6、焦化反应,故有延迟作用,称为延迟焦化技术。0003由于我国原油普遍偏重,且含蜡量高,柴油的收率低,国内原油的柴油馏分收率比国外原油平均低57个百分点。另外,由于我国炼油企业二次加工均以催化裂化为主,柴汽比低(延迟焦化为194,催化裂化为056),因此延迟焦化是解决柴汽比供需矛盾,增产柴油的有效办法。0004中子料位计投入使用后,焦炭塔的可利用空间大为提高,焦化炉已成为整个装置提量的“瓶颈”。目前焦化炉扩能技术改造一是采用对流管作为辐射管以扩大辐射传热面积,但对流管传热系数小,有效利用率不高,二是利用现有单面辐射加热炉膛体积较大的特点,在炉膛底部增设炉管,该方法可以在一定程度提高辐射传热面积,但。

7、由于炉膛底部空间有限,底部增设炉管根数受到限制。0005发明内容本发明要解决的技术问题是改善炉管热强度分布,避免火焰舔管导致管内结焦,从而实现在役辐射加热炉提高处理量目的。0006本发明解决其技术问题所采取的技术方案是一种延迟焦化加热炉,包括炉体、对流室、辐射室、炉管、炉管吊架、燃烧器,其特征在于对流室设置在辐射室的上方,对流室内水平排列有炉管;炉管吊架设置在辐射室中部,将辐射室隔为两个对称区域,炉管吊架上设置有水平排列的炉管并通过弯头彼此相连,辐射室内壁上也安装有水平排列的炉管并通过弯头连为一体;燃烧器位于辐射室两对称区域的靠炉壁底部,沿辐射室内炉管的轴向均匀设置;辐射室中部内壁上设有导流挡。

8、板,将辐射室内壁上的炉管与火焰分开;炉管吊架位于辐射室内上部的炉管在不到出油口的位置提前在弯头前进行同心扩径,变径后的同心扩径炉管至少有两根。0007本发明采用大小头进行炉管的扩径,扩径前后的炉管扩径比大于1、小于2,扩径前的炉管内径范围为优选82141MM,扩径后的炉管内径范围为优选102141MM。0008为克服炉管吊架垂直方向热膨胀位移所致的应力破坏,本发明的炉管吊架主体部分呈Y型,底部呈“一字”型,炉管吊架的“一字”型底部也敷设有炉管,其位置在在燃烧器和辐射室中间炉管之间,炉管敷设数为06根。0009为保证炉管的稳定性,上述炉管吊架的个数为23个,沿辐射室内炉管的轴向均说明书CN101。

9、982524ACN101982526A2/3页4匀设置。0010为防止高温火焰直扑炉管而使炉管内部结焦,导流挡板距离炉底高度不小于3M,上述燃烧器出口可以向炉壁方向倾斜,即燃烧器纵向轴线与炉壁相交,也可贴近炉壁,以防止高温火焰直扑炉管而使炉管内部结焦。0011本发明炉膛中间的炉管采用双面辐射炉管,以增加迎火面炉管表面积和传热效率。0012本发明具有如下优点1、在保持现有传焦化炉总体结构不变的前提下,利用现有单面辐射加热炉炉膛体积较大的特点,在焦化炉炉膛中间、底部及顶部利用炉管吊架增设炉管,使中间炉管所受辐射为双面辐射,提高了传热数量和传热效率,可使在役加热炉至少增加2030的处理量。00132。

10、、通过采用贴墙燃烧技术,贴近炉壁设置燃烧器,并在侧墙炉管底部增设导流挡板,改善侧墙炉管热强度分布,避免火焰舔管导致管内结焦,从而,可使在役加热炉延长一倍的运行周期。00143、采用、炉管扩径和增加炉管数量的方法,可以延长常规延迟焦化炉介质在430以后的停留时间、减少炉出口温降,从而达到降低焦炭产率系数的目的。00154、改变了传统的炉管排列方式,在炉膛的高温场下增加了原料的吸热强度,从而提高了加热后油品在低温场炉膛中的停留时间,使得重质油在加热炉炉管内所发生的脱氢缩合反应和高温脱碳反应部分变为裂解和氢转移反应,可以多产汽油和柴油,同时降低了价格低廉的气体和焦炭产量。附图说明0016图1为本发明。

11、的结构示意图。0017图2为本发明的侧视示意图。0018图3为本发明炉管扩径前后的示意图。0019图中,1对流室;2进料口;3出料口;4同心扩径炉管;5辐射室;7Y型炉管吊架;8导流挡板;9炉管;10燃烧器;11烟囱;12弯头;13变径大小头。具体实施方式0020下面结合附图和实施案例来详细描述本发明的具体结构。0021参见图1至图3,本发明的对流室1设置在辐射室5的上方,其内水平排列有对流炉管9,对流炉管的有效长度为11480MM。辐射室下部高5583MM,下部宽4764MM,斜顶高1292MM,上部宽2180MM,炉长11480MM。0022炉管吊架7设置在辐射室5中部,将辐射室5隔为两个。

12、对称区域。前述炉管吊架7主体部分呈Y型,底部呈“一字”型,共有三个,沿辐射室5内炉管的轴向均匀设置。炉管吊架7上设置有水平排列的炉管并通过弯头彼此相连,炉管吊架7的“一字”型底部也敷设有炉管,其位置在在燃烧器和辐射室中间炉管之间。辐射室5内壁上也安装有水平排列的炉管并通过弯头连为一体。0023燃烧器10位于辐射室5两对称区域的靠炉壁底部,沿辐射室5内炉管的轴向均匀设置;辐射室5中部内壁上设有导流挡板8,导流挡板距离炉底高度不小于3M,将辐射室内说明书CN101982524ACN101982526A3/3页5壁上的炉管与火焰分开;炉管吊架7位于辐射室内上部的炉管在不到出油口的位置提前在弯头13前采用大小头前进行同心护径,变径后的同心扩径炉管4的数量由炉管内被加热介质性质确定,扩径前的炉管内径范围为82141MM,扩径后的炉管内径范围为102141MM。0024本实施例较现有焦化炉处理量增加了347,实现了在炉体总体结构不变的前提下,大幅度提高处理量的目的。说明书CN101982524ACN101982526A1/2页6图1说明书附图CN101982524ACN101982526A2/2页7图2图3说明书附图CN101982524A。

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