一种用于乙烯裂解评价实验的裂解反应管的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于乙烯裂解评价实验的裂解反应管，为一反应直管，所述反应直管上端为原料入口，下端为裂解气出口，自所述反应直管上端起沿所述反应直管轴向方向自上而下依次划分为第一采样段、第二采样段及第三采样段，各采样段分别设有至少一个采样支管，所述支管与所述反应直管内壁连接处下方设有一弧形凸起。采用本实用新型裂解反应管，使得可以方便、灵活的对模拟乙烯裂解的小型实验装置不同部位的反应进行分析、研究。
【专利说明】
-种用于乙稀裂解评价实验的裂解反应管
技术领域
[0001] 本实用新型设及一种针对乙締原料裂解性能实验室评价装置，具体为一种裂解反 应管。
【背景技术】
[0002] 世界乙締产量的绝大多数W上是由管式裂解炉生产的，而反应器是乙締生产装置 的核屯、部分，目前世界上的乙締裂解反应器基本上都是管式反应器。工业裂解炉反应器的 主要部分即福射段，其炉管是由一根由耐高溫的合金材料制造的长管，其直径在36~120mm 不等，长度从10~65m不等。为了预先了解乙締生产状况，许多生产企业开发了实验室乙締 裂解反应评价装置，运些实验装置一般具有与工业装置基本相同的工艺流程，但是相对简 化了很多附属设施，只保留了原料进样部分、蒸汽发生部分、预热、反应器、急冷和气液分离 部分等运些必要的、关键的核屯、部分。运些实验装置的反应器普遍都模仿工业炉福射段，采 用一根均匀、不变径合金管作为反应管、原料在反应管内反应完成后在出口处被急冷冷却， 从而气液分离，再分别被分析、计量。运些不变径合金管直径一般在4~30mm不等，长度50~ 500mm不等，均为不变径直管，没有分叉。运些反应器的优点是基本与工业裂解炉的反应器 一致，结构极其简单、可W在一定程度上模拟工业反应器的运行状态，用于评价乙締原料或 开展结焦性能研究等。但是其不足之处在于该类型反应器用于某些机理性研究时，只能待 反应全部完成后在出口处进行一次性分析测定，而不能对反应器不同部分(比如入口部分、 反应溫度最高点、二次反应较多部分等)的反应状况进行分别测定、分析和研究。
[0003] CN201020121709.4公开了一种模拟乙締裂解的小型实验装置，其特征在于：仿照 一般乙締装置的工艺，按照原料^汽化^反应^冷却^计量的经典流程发明了一种小尺寸 的模拟乙締裂解的小型实验装置。具体流程为去离子水与去离子水汽化炉连接，裂解原料 与裂解原料汽化炉连接;去离子水汽化炉和裂解原料汽化炉与混合器连接，混合器置于混 合器加热炉中；混合器与裂解炉管连接，裂解炉管置于裂解炉中；裂解炉管与水急冷器、冷 却液气液分离罐、和尾气计量装置连接，冷却气液分离罐和尾气自动取样器、流量计相连， 冷却液气液分离罐通过电磁=通阀与液体接收瓶连接，尾气计量装置与尾气浮子流量计连 接，电磁=通阀、尾气浮子流量计与时间程序控制器连接，去离子水罐和裂解原料罐底部设 有称重传感器或电子天平。该装置的反应管采用的也是最普通的单根直管，在反应器出口 进行一次性分析，不能对不同部位的反应进行分析、研究。CN200710043882.X公开了一种控 类高溫裂解结焦评价中试装置，其特征在于:该发明主要针对控类高溫裂解结焦评价，该装 置主要包括原料输运、气化、预热、裂解、尾气处理W及烧焦系统，该装置也是按照原料^汽 化^反应^冷却的经典流程布局。该装置反应管采用的也是单根直管，只是在反应器中的 布局为蛇形排布，并且在反应器出口、入口和中间加装了4个压力表，观察结焦状况，该装置 不足之处也是在于只能在反应器出口进行一次性分析，不能对不同部位的反应进行分析、 研究。林泰明、胡具瞻的《裂解制乙締实验装置(BSPA)介绍》(石化技术与应用，1998,（2): 66-67)文章也介绍了 一种实验室模拟乙締裂解的小型实验装置，其结构特征基本与 CN201020121709.4的装置一致，该装置的反应管也是普通的单根直管，存在的问题也是只 能在反应器出口进行一次性分析，不能对不同部位的反应进行分析、研究。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型提供的一种用于乙締裂解评价实验的裂解反应管，相比现有实验装置 使用的反应管，本实用新型提供的裂解反应管在传统直管的基础上进行了改进，使得模拟 乙締裂解的小型实验装置可W方便、灵活的对不同部位的反应进行分析、研究。
[0005] 为了达到上述目的，本实用新型提供了一种用于乙締裂解评价实验的裂解反应 管，所述反应管为一反应直管，所述反应直管上端为原料入口，下端为裂解气出口，自反应 直管上端起沿反应直管轴向方向自上而下依次划分为第一采样段、第二采样段及第=采样 段，所述各采样段分别设有至少一个采样支管，所述支管与反应直管内壁连接处下方设有 一弧形凸起。
[0006] 所述的用于乙締裂解评价实验的裂解反应管，所述的采样支管上设置截止阀。
[0007] 所述的用于乙締裂解评价实验的裂解反应管，所述的采样支管上设置换热器。
[0008] 所述的用于乙締裂解评价实验的裂解反应管，所述的反应直管上各采样段上采样 支管的位置及数量根据裂解原料的性质及评价需要进行调整。
[0009] 所述的用于乙締裂解评价实验的裂解反应管，所述的第一采样段的采样支管设置 于自反应直管上端起至反应直管长度的1/4处之间。
[0010] 所述的用于乙締裂解评价实验的裂解反应管，所述的第二采样段的采样支管设置 于自反应直管上端起的反应直管长度1/4-3/4之间。
[0011] 所述的用于乙締裂解评价实验的裂解反应管，所述的第=采样段的采样支管设置 于自反应直管上端起的反应直管长度3/4至反应直管末端之间。
[0012] 本装置的主要特点在于在反应直管上设置了采样支管，解决了 W往不能观测反应 管内任意点反应状况的问题，可W灵活有效的分析、测定反应管中特定点的裂解状况。并且 在采样支管下端设置弧形凸起，该弧形凸起为空间立体弧形，表面圆周边与管壁平滑紧密 接合，其结构既能使部分裂解气顺利进入采样支管，又有效减少了端流扰动，防止在此处快 速结焦堵塞反应管。
[0013] 相比现有实验装置使用的反应管，本实用新型提供的裂解反应管在传统直管的基 础上进行了改进，分别在裂解反应初期部分、裂解反应加速部分、裂解反应最剧烈部分及二 次反应部分对应的裂解管壁上均设置采样装置，使得模拟乙締裂解的小型实验装置可W方 便、灵活的对不同部位的反应进行分析、研究。
【附图说明】
[0014] 图1是本实用新型裂解炉反应管示意图。
[001引附图标记；
[0016] 1-反应直管；
[0017] 2-原料入口；
[001引 3-裂解气出口；
[0019] 4-第一采样段；
[0020] 5-第二采样段；
[0021] 6-第^采样段；
[0022] 7、8、9、10-采样支管；
[0023] 11-弧形凸起；
[0024] 12-截止阀；
[00巧]13-换热器。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图对本实用新型装置及其工作过程做进一步说明。
[0027] 如图1所示，反应直管1上端为原料入口 2,下端为裂解气出口 3,反应直管1自原料 入口 2起自上而下分为第一采样段4、第二采样段5和第=采样段6。
[0028] 第一采样段4上设置一个采样支管7,位于自反应直管上端起至反应直管长度的1/ 8处;第二采样段上设置2个采样支管8和9，分别位于自反应直管上端起至反应直管长度的 1/4处及1/2处，用于对反应初期物料进行采样分析，第二采样段5的采样支管优选设置于自 反应直管上端起的反应直管长度1/4-3/4之间；第S采样段上设置一个采样支管10,位于自 反应直管上端起至反应直管长度的3/4处，第=采样段的采样支管优选设置于自反应直管 上端起的反应直管长度3/4-反应直管末端之间。各采样支管与反应直管内壁连接处下端均 设置弧形凸起11，反应直管上各采样段上采样支管的位置及数量可W根据裂解原料的性质 及评价需要调整。
[0029] 采样支管上均设置截止阀12及换热器13,截止阀12用于控制采样支管上物料流 出，换热器13用于冷却采出的物料。本实用新型中，采样支管可根据评价实验需要同时使 用，或者分别单独使用。
[0030] W图1为例，本实用新型装置的具体工作过程为：
[0031] 实验开始前，将采样支管上的截止阀全部关闭，将制冷剂管线与换热器的进出口 连接好。开始实验:观察裂解气出口裂解气流量和反应管溫度指示，待裂解装置达到稳定运 行状态10分钟后，打开反应直管上需要取样部位的采样支管上的截止阀，控制流量，让反应 直管1中的部分裂解气通过换热器，裂解气被冷凝，气液被完全分离，分离出的气相和液相 分别进入后续分析设备被分析，从而得到反应直管1在采样处的反应状态数据，了解裂解反 应在该处的情况。
[0032] 试验结果如下：
[0033]
[0034] 当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的 情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但运些相 应的改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。
【主权项】
1. 一种用于乙烯裂解评价实验的裂解反应管，其特征在于，为一反应直管，所述反应直 管上端为原料入口，下端为裂解气出口，自所述反应直管上端起沿所述反应直管轴向方向 自上而下依次划分为第一采样段、第二采样段及第三采样段，各采样段分别设有至少一个 采样支管，所述支管与所述反应直管内壁连接处下方设有一弧形凸起。2. 根据权利要求1所述的用于乙烯裂解评价实验的裂解反应管，其特征在于，所述的采 样支管上设置截止阀。3. 根据权利要求1所述的用于乙烯裂解评价实验的裂解反应管，其特征在于，所述的采 样支管上设置换热器。4. 根据权利要求1所述的用于乙烯裂解评价实验的裂解反应管，其特征在于，所述的反 应直管上各采样段上采样支管的位置及数量根据裂解原料的性质及评价需要进行调整。5. 根据权利要求1所述的用于乙烯裂解评价实验的裂解反应管，其特征在于，所述的第 一采样段的采样支管设置于自反应直管上端起至反应直管长度的1/4处之间。6. 根据权利要求1所述的用于乙烯裂解评价实验的裂解反应管，其特征在于，所述的第 二采样段的采样支管设置于自所述反应直管上端起的所述反应直管长度1/4-3/4之间。7. 根据权利要求1所述的用于乙烯裂解评价实验的裂解反应管，其特征在于所述的第 三采样段的采样支管设置于自所述反应直管上端起的所述反应直管长度3/4至所述反应直 管末端之间。
【文档编号】C10G9/18GK205443196SQ201521128800
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月29日
【发明人】王涛, 任峰, 杨利斌, 许江, 宋帮勇, 邢赵中, 付含琦
【申请人】中国石油天然气股份有限公司