一种双斜梯形重质原油减压深拔卧管双面辐射减压炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油化工领域，具体而言，涉及一种双斜梯形重质原油(API ( 22)减压深拔(减渣TBP ^ 5650C )卧管双面辐射减压炉。
【背景技术】
[0002]常减压蒸馏工艺是将原油通过加热后经常压/减压蒸馏得到所需直馏汽油、煤油、柴油、蜡油和减压渣油的物理分馏过程。近年来，由于常规原油与重质原油间高差价给炼油带来的高效益，炼油厂加工重质、劣质原油(API <22)的比例不断增加。同时因环保要求逐步提高，炼油厂为了提高运输燃料油的产量和质量，需要增加去加氢裂化或催化裂化的减压蜡油馏分，减少去焦化的减渣馏分，提高优质环保轻馏分油产率，从而增加全厂经济效益，为此采用减压深拔(减渣TBP ^ 565°C )技术已成发展趋势。其中减压炉是实现减压深拔(减渣TBP ^ 565°C )，多得减压蜡油的关键设备。目前国内炼油厂正在运行的减压加热炉，仍采用立管或卧管单面辐射传热炉型，燃烧器为底垂直火焰燃烧，非附墙燃烧型式。当进行重质原油减压深拔操作时，减压炉出口温度必须升高(405°C?450°C)，以致使单面辐射型式炉管表面热强度的周向不均匀系数高达1.89，面向火焰炉管的局部热强度很高，过高的局部表面热强度导致油品油膜温度升高，加速炉管内介质的热聚缩合反应，使结焦倾向加剧，结焦速度加快，从而影响加热炉长周期运行，造成全厂非计划停工，否则需降低减压拔出率和降低处理量，但均影响炼厂经济效益。
[0003]针对重质原油(API ( 22)在减压深拔(减渣TBP彡565°C )时，单面辐射减压加热炉存在的炉管结焦速度过快问题，国内外炼厂采取的抑制结焦技术主要有以下两点:一是通过炉管内注水蒸汽，提高炉管内油品线速，减缓焦炭在管内沉积。二是通过在辐射室炉管出口段管线处进行2?4级扩径，以降低炉管内油品的峰值油膜温度，减缓炉出口管线处的结焦。但上述方式均未从根本上提高辐射室内温度场的均匀性，降低炉管热强度周向分布不均匀系数，而且对抑制重质原油(API ( 22)在减压深拔(减渣TBP彡5650C )时的结焦速率作用有限。同时炉管内注水蒸汽，增加了后续减压塔抽真空系统的负荷，增加全装置能耗和酸性水排放量。
【发明内容】
[0004]基于上述对目前重质原油(API ( 22)在减压深拔(减渣TBP ^ 565°C )时，减压炉运行状况的分析，本发明从减压炉结焦的内因入手，提出一种优化炉型结构的双斜梯形减压深拔双面辐射减压炉，使得炉膛内上下温度场和辐射炉管的表面热强度分布更均匀，同时提高了辐射室内烟气流动的均匀性，再结合在炉管适当位置注适量结焦抑制剂，以及改变辐射室出口处炉管型式，从而达到延缓减压炉炉管内结焦，延长减压炉及常减压装置连续操作周期，提高炼厂经济效益的目的。
[0005]为达到上述目的，本发明提供了一种双斜梯形重质原油减压深拔卧管双面辐射减压炉，包括:常压渣油炉体、辐射室、对流室、辐射炉膛、炉管和附墙燃烧器，其中:
[0006]所述对流室位于所述常压渣油炉体的内部中间上方，所述对流室由隔墙分为左右对称的两部分，所述对流室上方的烟气出口设置有联合烟道；所述辐射室共有两个，每个所述辐射室中间的中间上方为所述对流室，每个所述辐射室中间由隔墙对称分为2个所述辐射炉膛，每个所述辐射炉膛的侧墙由下到上呈双斜梯形，顺次包括第一斜墙、第一直墙、第二斜墙及第二直墙，所述第一斜墙和所述第二斜墙分别向所述辐射炉膛内倾斜；
[0007]所述炉管共有8组，每组所述炉管包括对流管和辐射管，所述对流室的每一部分水平布置有4组所述炉管对应的多排对流管，每个所述辐射炉膛中部自上而下设有纵向排列水平设置的、由炉管架支撑的2组所述炉管对应的多排辐射炉管，每组所述炉管对应的对流管与辐射管经炉体外的转油线相连接，所述对流管的入口与工艺介质入口相连接，所述辐射管的出口通过工艺介质出口转油线与减压塔相连接；
[0008]所述附墙燃烧器的数目为多个，在所述辐射管轴向两侧，沿所述第一斜墙底部和所述第二斜墙底部布置，每个所述附墙燃烧器以沿炉墙燃烧的方式形成双斜梯形双面辐射加热炉；
[0009]每组炉管对应的辐射管后部出口管段处设置3级扩径，在最后一级扩径后，辐射管横截面形状为椭圆形，椭圆形的长轴方向面向燃烧器火焰辐射方向，短轴方向垂直于火焰辐射方向；
[0010]在所述辐射管的后部扩径管段前某处，设置催化裂化澄清油注入口，与所述催化裂化澄清油注入口相连的、用以注催化裂化澄清油的管线上设置有流量调节阀组。
[0011]可选的，所述催化裂化澄清油注入口设置在所述辐射炉管的后1/3?1/4管段。
[0012]可选的，所述第一斜墙的高度为2m?4m，与垂直线夹角为0°?15°，所述第一直墙高度为所述第一斜墙高度的0.8?1.5倍，所述第二斜墙高度为3m?4m，与垂直线夹角为5°?15°，所述第二直墙高度为所述第二斜墙高度的0.8?1.5倍。
[0013]可选的，设置于所述第一斜墙和所述第二斜墙底部的附墙燃烧器的喷嘴分别沿所述第一斜墙及所述第二斜墙方向倾斜，与垂直线夹角为4°?8°，所述附墙燃烧器距离所述福射管管排的垂直距离为1.6m?2.4m。
[0014]可选的，在所述对流管与所述辐射炉管之间的炉外转油线处设置有蒸汽注入口，所述蒸汽注入口与外供系统的蒸汽管线相连接。
[0015]可选的，所述椭圆形横截面的椭圆率介于1.1?1.4之间。
[0016]本发明的重质原油(API ( 22)减压深拔(减渣TBP切割点彡565°C )的双斜梯形卧管双面辐射减压炉，该减压炉每个辐射炉膛侧墙由下到上呈“双斜梯”形，每个辐射炉膛中间自上而下设有纵向排列水平布置的由炉管架支撑的辐射炉管，在辐射炉管轴向两侧，沿第一斜墙和第二斜墙底部均设有沿炉墙燃烧的燃烧器，形成双斜梯形双面辐射加热炉，在炉管适当位置采用注结焦抑制剂、3级扩径和采用椭圆形炉管的专有技术。从而实现提高辐射室内传热的均匀性，降低减压加热炉炉管中油品的峰值油膜温度、提高油品热稳定性，减缓炉管结焦趋势的效果，达到延长减压炉连续运行周期(三年以上)，给常减压装置及全厂生产带来显著经济效益的目的，具体体现在:
[0017]1、适用于重质原油(API ( 22)减压深拔(减渣TB ^ 565°C )的卧管双面辐射减压炉，即在辐射炉管的两侧均设有沿炉墙燃烧的附墙燃烧器，两面辐射流均匀的给辐射炉管加热。相比于单面辐射减压炉，辐射炉管表面热强度更加均匀，辐射室内温度场分布也更均匀，从而显著地降低炉管局部热强度，改善油品的峰值油膜温度，降低炉管内的结焦趋势
[0018]2、“双斜梯”形炉膛结构，每个辐射炉膛侧墙由下到上呈“双斜梯”形，顺次包括第一斜墙、第一直墙、第二斜墙及第二直墙。通过合理配置第一斜墙与垂直线夹角、第二斜墙与垂直线夹角，使得辐射室上部横截面逐渐缩小，辐射室内部与辐射管之间的距离变小，提高了烟气流动速度，减少了辐射室上部烟气涡流，达到提高辐射室上部辐射管辐射传热及对流传热的目的，从而改善了炉膛上、下部温度场分布均匀性，进一步提高了上下部分辐射管表面热强度和热强度周向分布均匀性。
[0019]3、附墙