本實(shí)用新型涉及急冷換熱器的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多功能裂解急冷換熱器。

背景技術(shù)：

裂解爐是乙烯裝置的關(guān)鍵單元，裂解原料在裂解爐的爐管中經(jīng)過高溫裂解后，會(huì)產(chǎn)生乙烯，同時(shí)還能得到丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等重要副產(chǎn)品。裂解爐出口的高溫裂解氣（一般為750～900℃）在出口高溫條件下將繼續(xù)進(jìn)行裂解反應(yīng)（二次反應(yīng)），如果停留時(shí)間過長(zhǎng)，二次反應(yīng)會(huì)增加，其結(jié)果將使裂解產(chǎn)物中烯烴回收率下降，甲烷、氫氣、重質(zhì)焦油增加，結(jié)焦趨勢(shì)加大；若要使烯烴回收率保持穩(wěn)定，就必須使裂解爐出口的高溫裂解氣盡快地冷卻下來（一般在600℃以下），此時(shí)裂解氣處于穩(wěn)定狀態(tài)的溫度之下，這樣基本能夠終止二次反應(yīng)，另外，在裂解氣急冷降溫過程中，能夠放出的大量熱能，這些熱能是利用價(jià)值很高的熱源，回收后用來產(chǎn)生12.0MPa左右的高壓蒸汽，因此對(duì)高溫裂解氣進(jìn)行急冷處理具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

目前，對(duì)高溫裂解氣的急冷方式大多采用急冷換熱器進(jìn)行間壁式換熱，急冷換熱器較一般的換熱器具有更高的熱強(qiáng)度高、操作條件嚴(yán)格、同時(shí)承受高溫和高壓等，例如急冷換熱器的換熱管內(nèi)（管側(cè)）走高溫介質(zhì)800℃左右的高溫裂解氣，換熱管外（殼側(cè)）走-350℃左右的水汽混合物作為冷卻介質(zhì)，這樣使得急冷換熱器從工藝上講可分為一級(jí)急冷技術(shù)和二級(jí)急冷技術(shù)，例如專利CN102492456A公開了一種乙烯裂解爐用急冷換熱器，其采用了兩種冷卻介質(zhì)對(duì)裂解氣實(shí)現(xiàn)二級(jí)急冷，其中一種冷卻介質(zhì)為高壓汽包的爐水，另一中冷卻介質(zhì)為溫度更低的鍋爐給水。對(duì)于裂解原料為氣體原料時(shí)，急冷換熱器甚至還會(huì)采用三級(jí)急冷技術(shù)對(duì)其進(jìn)行急冷。

由于裂解原料中組分的不同，裂解液相原料比裂解氣體原料更易結(jié)焦，若要減少急冷換熱器的結(jié)焦傾向，需要控制好裂解氣的出口溫度，使得出口溫度應(yīng)高于裂解氣的露點(diǎn)，例如裂解輕質(zhì)原料石腦油時(shí)，裂解氣的露點(diǎn)約為350℃左右，這就要求急冷換熱器出口溫度應(yīng)高于350℃，而對(duì)于裂解氣體原料，裂解氣的露點(diǎn)更低，并且低于冷卻介質(zhì)飽和水蒸氣的溫度（330℃左右），則需要采用多級(jí)急冷技術(shù)或使用更低溫度的冷卻介質(zhì)，由于液相原料和氣體原料裂解后的裂解氣的露點(diǎn)不同，對(duì)應(yīng)的急冷換熱器的出口溫度也不同，現(xiàn)有技術(shù)的急冷換熱器只能實(shí)現(xiàn)單一液相原料或者單一氣體原料的急冷，不能同時(shí)兼顧裂解液相原料和氣體原料，這樣就勢(shì)必會(huì)降低設(shè)備利用率，進(jìn)而增加設(shè)備成本，降低經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種多功能裂解急冷換熱器，該急冷換熱器不僅能夠?qū)α呀庠蠟楦邷貧怏w進(jìn)行急冷，還能夠?qū)α呀庠蠟楦邷匾合噙M(jìn)行急冷，顯著提高設(shè)備利用率，降低設(shè)備成本。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供以下技術(shù)方案：

提供一種多功能裂解急冷換熱器，包括依次連接的入口管箱、入口撓性管板、殼體、出口撓性管板和出口管箱，殼體內(nèi)置有連通入口管箱和出口管箱的換熱管，還包括位于殼體下方的下降管聯(lián)箱和位于殼體上方的上升管聯(lián)箱，下降管聯(lián)箱和上升管聯(lián)箱均與殼體內(nèi)連通，冷卻介質(zhì)經(jīng)下降管聯(lián)箱進(jìn)入殼體內(nèi)，與換熱管進(jìn)行熱交換后經(jīng)上升管聯(lián)箱排除；殼體靠近出口撓性管板的一端設(shè)有鍋爐給水入口，殼體靠近入口撓性管板的一端設(shè)有鍋爐給水出口，冷卻介質(zhì)經(jīng)鍋爐給水入口進(jìn)入殼體內(nèi)，與換熱管進(jìn)行熱交換后經(jīng)鍋爐給水出口排除。

其中，殼體內(nèi)的兩端部均設(shè)有能夠充分濕潤(rùn)與其對(duì)應(yīng)的撓性管板的內(nèi)表面的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)。

其中，導(dǎo)流結(jié)構(gòu)分別位于鍋爐給水入口和鍋爐給水出口。

其中，下降管聯(lián)箱通過多個(gè)均勻排布的引入管與殼體的腔體連通，上升管聯(lián)箱通過多個(gè)均勻排布的引出管與殼體的腔體連通。

其中，所述引入管和所述引出管的管內(nèi)徑均遠(yuǎn)小于所述殼體的腔內(nèi)徑。

其中，所述引入管與所述引出管呈一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，相鄰兩個(gè)引入管或者相鄰兩個(gè)引出管之間設(shè)有能夠使從鍋爐給水入口進(jìn)入殼體內(nèi)的冷卻介質(zhì)與換熱管內(nèi)裂解氣的流動(dòng)方向相反的折流板。

其中，所述折流板設(shè)有可供冷卻介質(zhì)流過的缺口，相鄰兩個(gè)折流板的缺口為上下交錯(cuò)布置。

其中，下降管聯(lián)箱的入口和上升管聯(lián)箱的出口均設(shè)有多個(gè)，每個(gè)下降管聯(lián)箱的入口均安裝有與高壓汽包的出口端連接的下降管接口，每個(gè)上升管聯(lián)箱的出口均安裝有與高壓汽包的入口端連接的上升管接口。

其中，下降管聯(lián)箱的底部設(shè)有排污口，上升管聯(lián)箱的頂部設(shè)有排氣孔。

其中，鍋爐給水入口和鍋爐給水出口均設(shè)有殼體的底部。

本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型的多功能裂解急冷換熱器，其結(jié)構(gòu)包括依次連接的入口管箱、入口撓性管板、殼體、出口撓性管板和出口管箱，殼體內(nèi)置有連通入口管箱和出口管箱的換熱管，還包括位于殼體下方的下降管聯(lián)箱和位于殼體上方的上升管聯(lián)箱，下降管聯(lián)箱和上升管聯(lián)箱均與殼體內(nèi)連通；殼體靠近出口撓性管板的一端設(shè)有鍋爐給水入口，殼體靠近入口撓性管板的一端設(shè)有鍋爐給水出口。在裂解高溫液相原料時(shí)，此時(shí)關(guān)閉鍋爐給水入口和鍋爐給水出口，打開下降管聯(lián)箱的入口和上升管聯(lián)箱的出口，高壓水作為冷卻介質(zhì)經(jīng)下降管聯(lián)箱進(jìn)入殼體內(nèi)，并與換熱管進(jìn)行熱交換后形成汽水混合物再經(jīng)上升管聯(lián)箱排除，這樣即可實(shí)現(xiàn)高溫液相原料的急冷；在裂解高溫氣體原料時(shí)，此時(shí)關(guān)閉下降管聯(lián)箱的入口和上升管聯(lián)箱的出口，打開關(guān)閉鍋爐給水入口和鍋爐給水出口，鍋爐給水作為冷卻介質(zhì)經(jīng)鍋爐給水入口進(jìn)入殼體內(nèi)，并與換熱管進(jìn)行熱交換后經(jīng)鍋爐給水出口排除，這樣即可實(shí)現(xiàn)高溫氣體原料的急冷。由此可知，本實(shí)用新型的急冷換熱器不僅能夠?qū)α呀庠蠟楦邷貧怏w進(jìn)行急冷，還能夠?qū)α呀庠蠟楦邷匾合噙M(jìn)行急冷，進(jìn)而能夠顯著提高設(shè)備利用率，降低設(shè)備成本，從而實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的一種多功能裂解急冷換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中A處放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖1中B處放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1至圖3中的附圖標(biāo)記：

1-入口管箱；

2-入口撓性管板；

3-殼體；

4-出口撓性管板；

5-出口管箱；

6-換熱管；

7-下降管聯(lián)箱、71-引入管、72-下降管接口、73-排污口；

8-上升管聯(lián)箱、81-引出管、82-上升管接口、83-排氣孔；

9-導(dǎo)流結(jié)構(gòu)；

10-鍋爐給水入口；

11-鍋爐給水出口；

12-折流板。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

本實(shí)施例的一種多功能裂解急冷換熱器，如圖1所示，其結(jié)構(gòu)包括依次連接的入口管箱1、入口撓性管板2、殼體3、出口撓性管板4和出口管箱5，殼體3內(nèi)置有連通入口管箱1和出口管箱5的換熱管6，裂解原料從入口管箱1進(jìn)入經(jīng)換熱管6與殼體3內(nèi)的冷卻介質(zhì)換熱后，再經(jīng)出口管箱5流出（如圖1中箭頭所示），其中的裂解原料包括高溫液相原料或者高溫氣體原料。

如圖1所示，急冷換熱器還包括位于殼體3下方的下降管聯(lián)箱7和位于殼體3上方的上升管聯(lián)箱8，下降管聯(lián)箱7過多個(gè)均勻排布的引入管71與殼體3的腔體連通，上升管聯(lián)箱8通過多個(gè)均勻排布的引出管81與殼體3的腔體連通，均勻排布的多個(gè)引入管71和多個(gè)引出管81不僅提高換熱效率，而且使得換熱更為均勻，達(dá)到更好的急冷效果，另外，引入管71與引出管81呈一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，這樣從引入管71流出的冷卻介質(zhì)與換熱管6進(jìn)行熱交換后能夠盡快流入引出管81，進(jìn)一步加速熱交換的效率，提高急冷效果。

如圖2和圖3所示，位于殼體3左右兩端的兩個(gè)引入管71，其出水端均設(shè)有導(dǎo)流結(jié)構(gòu)9，導(dǎo)流結(jié)構(gòu)9將引入管71流出的冷卻介質(zhì)盡快地導(dǎo)流至與其對(duì)應(yīng)的撓性管板上，進(jìn)而能夠充分濕潤(rùn)該撓性管板的內(nèi)表面，這樣可對(duì)入口撓性管板2和出口撓性管板4進(jìn)行有效降溫，減小入口撓性管板2和出口撓性管板4的受熱變形，確保撓性管板與其他部件焊接的牢固性。

如圖1所示，下降管聯(lián)箱7的入口和上升管聯(lián)箱8的出口均設(shè)有兩個(gè)，每個(gè)下降管聯(lián)箱7的入口均安裝有與高壓汽包的出口端連接的下降管接口72，每個(gè)上升管聯(lián)箱8的出口均安裝有與高壓汽包的入口端連接的上升管接口82，下降管接口72和上升管接口82均設(shè)有控制閥。

高壓汽包內(nèi)的高壓水經(jīng)下降管接口72匯集到下降管聯(lián)箱7，然后高壓水經(jīng)多個(gè)引入管71均勻地流入殼體3內(nèi)與換熱管6進(jìn)行熱交換，高壓水經(jīng)熱交換后形成高溫的汽水混合物經(jīng)多個(gè)引出管81快速導(dǎo)入至上升管聯(lián)箱8，然后再經(jīng)上升管接口82又排入高壓汽包，形成一個(gè)換熱循環(huán)。

進(jìn)一步的，下降管聯(lián)箱7的底部還設(shè)有用于排污的排污口73，上升管聯(lián)箱8的頂部設(shè)有用于快速排氣的排氣孔83。

本實(shí)施例中，如圖1所示，殼體3靠近出口撓性管板4的右端設(shè)有鍋爐給水入口10，殼體3靠近入口撓性管板2的左端設(shè)有鍋爐給水出口11，冷卻介質(zhì)經(jīng)鍋爐給水入口10進(jìn)入殼體3內(nèi)，與換熱管6進(jìn)行熱交換后經(jīng)鍋爐給水出口11排除，鍋爐給水入口10和鍋爐給水出口11均設(shè)有控制閥。

相鄰兩個(gè)引入管71或者相鄰兩個(gè)引出管81之間設(shè)有折流板12，折流板12設(shè)有可供冷卻介質(zhì)流過的缺口，且相鄰兩個(gè)折流板12的缺口為上下交錯(cuò)布置，這樣折流板12就能夠使從鍋爐給水入口10進(jìn)入殼體3內(nèi)的冷卻介質(zhì)與換熱管6內(nèi)裂解氣的流動(dòng)方向相反，這樣便于冷卻介質(zhì)充滿殼體3、下降管聯(lián)箱7和上升管聯(lián)箱8。

如圖2和圖3所示，鍋爐給水入口10和鍋爐給水出口11均位于殼體3的底部，鍋爐給水入口10設(shè)于位于殼體3右端的引入管71上，鍋爐給水出口11設(shè)于位于殼體3左端的引入管71上，這樣導(dǎo)流結(jié)構(gòu)9也能夠?qū)㈠仩t給水入口10和鍋爐給水出口11的冷卻介質(zhì)盡快地導(dǎo)流至撓性管板上，進(jìn)而能夠充分濕潤(rùn)該撓性管板的內(nèi)表面。

本實(shí)施例的急冷換熱器，在裂解高溫液相原料時(shí)，此時(shí)關(guān)閉鍋爐給水入口10和鍋爐給水出口11，打開下降管接口72和上升管接口82，高壓汽包內(nèi)的高壓水經(jīng)下降管接口72匯集到下降管聯(lián)箱7，然后高壓水經(jīng)多個(gè)引入管71均勻地流入殼體3內(nèi)與換熱管6進(jìn)行熱交換，高壓水經(jīng)熱交換后形成汽水混合物經(jīng)多個(gè)引出管81快速導(dǎo)入至上升管聯(lián)箱8，然后再經(jīng)上升管接口82又排入高壓汽包，形成一個(gè)換熱循環(huán)，這樣即可實(shí)現(xiàn)高溫液相原料的急冷；在裂解高溫氣體原料時(shí)，此時(shí)關(guān)閉下降管接口72和上升管接口82，打開關(guān)閉鍋爐給水入口10和鍋爐給水出口11，鍋爐給水作為冷卻介質(zhì)經(jīng)鍋爐給水入口10進(jìn)入殼體3內(nèi)，鍋爐給水經(jīng)折流板12充滿殼體3、下降管聯(lián)箱7和上升管聯(lián)箱8，鍋爐給水并與換熱管6進(jìn)行熱交換后，再經(jīng)鍋爐給水出口11排除，這樣即可實(shí)現(xiàn)高溫氣體原料的急冷。由此可知，本實(shí)用新型的急冷換熱器不僅能夠?qū)α呀庠蠟楦邷貧怏w進(jìn)行急冷，還能夠?qū)α呀庠蠟楦邷匾合噙M(jìn)行急冷，進(jìn)而能夠顯著提高設(shè)備利用率，降低設(shè)備成本，從而實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

在裂解高溫氣體原料時(shí)，如圖1所示，由于引入管71和引出管81的管內(nèi)徑均遠(yuǎn)小于殼體3的腔內(nèi)徑，使得鍋爐給水流入引入管71和引出管81的阻力較大，這樣大部分的鍋爐給水經(jīng)折流板12后都在殼體3內(nèi)流動(dòng)，只有小部分的鍋爐給水流入引入管71和引出管81，這樣就能夠避免鍋爐給水在殼體3內(nèi)出現(xiàn)短路問題。另外，由于折流板12使部分鍋爐給水流入上升管聯(lián)箱8，如遇鍋爐給水?dāng)嚯姷那闆r下，流入上升管聯(lián)箱8的鍋爐給水對(duì)殼體3內(nèi)的鍋爐給水起到部分補(bǔ)充作用，進(jìn)而能夠有效沿長(zhǎng)對(duì)急冷換熱的保護(hù)時(shí)間。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。