一種用于乙烯裂解評價實驗的裂解反應管的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于乙烯裂解評價實驗的裂解反應管，為一反應直管，所述反應直管上端為原料入口，下端為裂解氣出口，自所述反應直管上端起沿所述反應直管軸向方向自上而下依次劃分為第一采樣段、第二采樣段及第三采樣段，各采樣段分別設有至少一個采樣支管，所述支管與所述反應直管內壁連接處下方設有一弧形凸起。采用本實用新型裂解反應管，使得可以方便、靈活的對模擬乙烯裂解的小型實驗裝置不同部位的反應進行分析、研究。
【專利說明】
-種用于乙稀裂解評價實驗的裂解反應管
技術領域
[0001] 本實用新型設及一種針對乙締原料裂解性能實驗室評價裝置，具體為一種裂解反 應管。
【背景技術】
[0002] 世界乙締產量的絕大多數W上是由管式裂解爐生產的，而反應器是乙締生產裝置 的核屯、部分，目前世界上的乙締裂解反應器基本上都是管式反應器。工業(yè)裂解爐反應器的 主要部分即福射段，其爐管是由一根由耐高溫的合金材料制造的長管，其直徑在36~120mm 不等，長度從10~65m不等。為了預先了解乙締生產狀況，許多生產企業(yè)開發(fā)了實驗室乙締 裂解反應評價裝置，運些實驗裝置一般具有與工業(yè)裝置基本相同的工藝流程，但是相對簡 化了很多附屬設施，只保留了原料進樣部分、蒸汽發(fā)生部分、預熱、反應器、急冷和氣液分離 部分等運些必要的、關鍵的核屯、部分。運些實驗裝置的反應器普遍都模仿工業(yè)爐福射段，采 用一根均勻、不變徑合金管作為反應管、原料在反應管內反應完成后在出口處被急冷冷卻， 從而氣液分離，再分別被分析、計量。運些不變徑合金管直徑一般在4~30mm不等，長度50~ 500mm不等，均為不變徑直管，沒有分叉。運些反應器的優(yōu)點是基本與工業(yè)裂解爐的反應器 一致，結構極其簡單、可W在一定程度上模擬工業(yè)反應器的運行狀態(tài)，用于評價乙締原料或 開展結焦性能研究等。但是其不足之處在于該類型反應器用于某些機理性研究時，只能待 反應全部完成后在出口處進行一次性分析測定，而不能對反應器不同部分(比如入口部分、 反應溫度最高點、二次反應較多部分等)的反應狀況進行分別測定、分析和研究。
[0003] CN201020121709.4公開了一種模擬乙締裂解的小型實驗裝置，其特征在于：仿照 一般乙締裝置的工藝，按照原料^汽化^反應^冷卻^計量的經典流程發(fā)明了一種小尺寸 的模擬乙締裂解的小型實驗裝置。具體流程為去離子水與去離子水汽化爐連接，裂解原料 與裂解原料汽化爐連接;去離子水汽化爐和裂解原料汽化爐與混合器連接，混合器置于混 合器加熱爐中；混合器與裂解爐管連接，裂解爐管置于裂解爐中；裂解爐管與水急冷器、冷 卻液氣液分離罐、和尾氣計量裝置連接，冷卻氣液分離罐和尾氣自動取樣器、流量計相連， 冷卻液氣液分離罐通過電磁=通閥與液體接收瓶連接，尾氣計量裝置與尾氣浮子流量計連 接，電磁=通閥、尾氣浮子流量計與時間程序控制器連接，去離子水罐和裂解原料罐底部設 有稱重傳感器或電子天平。該裝置的反應管采用的也是最普通的單根直管，在反應器出口 進行一次性分析，不能對不同部位的反應進行分析、研究。CN200710043882.X公開了一種控 類高溫裂解結焦評價中試裝置，其特征在于:該發(fā)明主要針對控類高溫裂解結焦評價，該裝 置主要包括原料輸運、氣化、預熱、裂解、尾氣處理W及燒焦系統，該裝置也是按照原料^汽 化^反應^冷卻的經典流程布局。該裝置反應管采用的也是單根直管，只是在反應器中的 布局為蛇形排布，并且在反應器出口、入口和中間加裝了4個壓力表，觀察結焦狀況，該裝置 不足之處也是在于只能在反應器出口進行一次性分析，不能對不同部位的反應進行分析、 研究。林泰明、胡具瞻的《裂解制乙締實驗裝置(BSPA)介紹》(石化技術與應用，1998,（2): 66-67)文章也介紹了 一種實驗室模擬乙締裂解的小型實驗裝置，其結構特征基本與 CN201020121709.4的裝置一致，該裝置的反應管也是普通的單根直管，存在的問題也是只 能在反應器出口進行一次性分析，不能對不同部位的反應進行分析、研究。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型提供的一種用于乙締裂解評價實驗的裂解反應管，相比現有實驗裝置 使用的反應管，本實用新型提供的裂解反應管在傳統直管的基礎上進行了改進，使得模擬 乙締裂解的小型實驗裝置可W方便、靈活的對不同部位的反應進行分析、研究。
[0005] 為了達到上述目的，本實用新型提供了一種用于乙締裂解評價實驗的裂解反應 管，所述反應管為一反應直管，所述反應直管上端為原料入口，下端為裂解氣出口，自反應 直管上端起沿反應直管軸向方向自上而下依次劃分為第一采樣段、第二采樣段及第=采樣 段，所述各采樣段分別設有至少一個采樣支管，所述支管與反應直管內壁連接處下方設有 一弧形凸起。
[0006] 所述的用于乙締裂解評價實驗的裂解反應管，所述的采樣支管上設置截止閥。
[0007] 所述的用于乙締裂解評價實驗的裂解反應管，所述的采樣支管上設置換熱器。
[0008] 所述的用于乙締裂解評價實驗的裂解反應管，所述的反應直管上各采樣段上采樣 支管的位置及數量根據裂解原料的性質及評價需要進行調整。
[0009] 所述的用于乙締裂解評價實驗的裂解反應管，所述的第一采樣段的采樣支管設置 于自反應直管上端起至反應直管長度的1/4處之間。
[0010] 所述的用于乙締裂解評價實驗的裂解反應管，所述的第二采樣段的采樣支管設置 于自反應直管上端起的反應直管長度1/4-3/4之間。
[0011] 所述的用于乙締裂解評價實驗的裂解反應管，所述的第=采樣段的采樣支管設置 于自反應直管上端起的反應直管長度3/4至反應直管末端之間。
[0012] 本裝置的主要特點在于在反應直管上設置了采樣支管，解決了 W往不能觀測反應 管內任意點反應狀況的問題，可W靈活有效的分析、測定反應管中特定點的裂解狀況。并且 在采樣支管下端設置弧形凸起，該弧形凸起為空間立體弧形，表面圓周邊與管壁平滑緊密 接合，其結構既能使部分裂解氣順利進入采樣支管，又有效減少了端流擾動，防止在此處快 速結焦堵塞反應管。
[0013] 相比現有實驗裝置使用的反應管，本實用新型提供的裂解反應管在傳統直管的基 礎上進行了改進，分別在裂解反應初期部分、裂解反應加速部分、裂解反應最劇烈部分及二 次反應部分對應的裂解管壁上均設置采樣裝置，使得模擬乙締裂解的小型實驗裝置可W方 便、靈活的對不同部位的反應進行分析、研究。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本實用新型裂解爐反應管示意圖。
[001引附圖標記；
[0016] 1-反應直管；
[0017] 2-原料入口；
[001引 3-裂解氣出口；
[0019] 4-第一采樣段；
[0020] 5-第二采樣段；
[0021] 6-第^采樣段；
[0022] 7、8、9、10-采樣支管；
[0023] 11-弧形凸起；
[0024] 12-截止閥；
[00巧]13-換熱器。
【具體實施方式】
[0026] 下面結合附圖對本實用新型裝置及其工作過程做進一步說明。
[0027] 如圖1所示，反應直管1上端為原料入口 2,下端為裂解氣出口 3,反應直管1自原料 入口 2起自上而下分為第一采樣段4、第二采樣段5和第=采樣段6。
[0028] 第一采樣段4上設置一個采樣支管7,位于自反應直管上端起至反應直管長度的1/ 8處;第二采樣段上設置2個采樣支管8和9，分別位于自反應直管上端起至反應直管長度的 1/4處及1/2處，用于對反應初期物料進行采樣分析，第二采樣段5的采樣支管優(yōu)選設置于自 反應直管上端起的反應直管長度1/4-3/4之間；第S采樣段上設置一個采樣支管10,位于自 反應直管上端起至反應直管長度的3/4處，第=采樣段的采樣支管優(yōu)選設置于自反應直管 上端起的反應直管長度3/4-反應直管末端之間。各采樣支管與反應直管內壁連接處下端均 設置弧形凸起11，反應直管上各采樣段上采樣支管的位置及數量可W根據裂解原料的性質 及評價需要調整。
[0029] 采樣支管上均設置截止閥12及換熱器13,截止閥12用于控制采樣支管上物料流 出，換熱器13用于冷卻采出的物料。本實用新型中，采樣支管可根據評價實驗需要同時使 用，或者分別單獨使用。
[0030] W圖1為例，本實用新型裝置的具體工作過程為：
[0031] 實驗開始前，將采樣支管上的截止閥全部關閉，將制冷劑管線與換熱器的進出口 連接好。開始實驗:觀察裂解氣出口裂解氣流量和反應管溫度指示，待裂解裝置達到穩(wěn)定運 行狀態(tài)10分鐘后，打開反應直管上需要取樣部位的采樣支管上的截止閥，控制流量，讓反應 直管1中的部分裂解氣通過換熱器，裂解氣被冷凝，氣液被完全分離，分離出的氣相和液相 分別進入后續(xù)分析設備被分析，從而得到反應直管1在采樣處的反應狀態(tài)數據，了解裂解反 應在該處的情況。
[0032] 試驗結果如下：
[0033]
[0034] 當然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質的 情況下，熟悉本領域的技術人員可根據本實用新型作出各種相應的改變和變形，但運些相 應的改變和變形都應屬于本實用新型權利要求的保護范圍。
【主權項】
1. 一種用于乙烯裂解評價實驗的裂解反應管，其特征在于，為一反應直管，所述反應直 管上端為原料入口，下端為裂解氣出口，自所述反應直管上端起沿所述反應直管軸向方向 自上而下依次劃分為第一采樣段、第二采樣段及第三采樣段，各采樣段分別設有至少一個 采樣支管，所述支管與所述反應直管內壁連接處下方設有一弧形凸起。2. 根據權利要求1所述的用于乙烯裂解評價實驗的裂解反應管，其特征在于，所述的采 樣支管上設置截止閥。3. 根據權利要求1所述的用于乙烯裂解評價實驗的裂解反應管，其特征在于，所述的采 樣支管上設置換熱器。4. 根據權利要求1所述的用于乙烯裂解評價實驗的裂解反應管，其特征在于，所述的反 應直管上各采樣段上采樣支管的位置及數量根據裂解原料的性質及評價需要進行調整。5. 根據權利要求1所述的用于乙烯裂解評價實驗的裂解反應管，其特征在于，所述的第 一采樣段的采樣支管設置于自反應直管上端起至反應直管長度的1/4處之間。6. 根據權利要求1所述的用于乙烯裂解評價實驗的裂解反應管，其特征在于，所述的第 二采樣段的采樣支管設置于自所述反應直管上端起的所述反應直管長度1/4-3/4之間。7. 根據權利要求1所述的用于乙烯裂解評價實驗的裂解反應管，其特征在于所述的第 三采樣段的采樣支管設置于自所述反應直管上端起的所述反應直管長度3/4至所述反應直 管末端之間。
【文檔編號】C10G9/18GK205443196SQ201521128800
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月29日
【發(fā)明人】王濤, 任峰, 楊利斌, 許江, 宋幫勇, 邢趙中, 付含琦
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司