一种丙烷脱氢反应一体化转化炉制造技术

本实用新型专利技术公开了一种丙烷脱氢反应装置，属于石油化工设备领域；具体的涉及一种带有列管式反应器管的丙烷脱氢反应一体化转化炉，包括：炉体和炉体内安装的反应器管排、燃烧器烧嘴和换热器管；其特征在于，该反应器管上方连接丙烷原料气入口集合管、下方连接产物转化气出口集合管，反应器管内填充脱氢催化剂；反应器管排呈三组布置于炉膛辐射段，炉膛顶部设置若干顶烧烧嘴并位于反应器管排两侧；高温烟气回收段至烟气出口依次设置再生烟气混合器、原料气换热器管、再生空气换热器管、蒸汽水管，炉膛空气换热器管，并在尾部炉膛同样设置烧嘴。本实用新型专利技术设备紧凑、反应效率和热效率高，解决了现有设备效率低、能耗高、设备多、占地大和投资高问题。投资高问题。投资高问题。

【技术实现步骤摘要】
一种丙烷脱氢反应一体化转化炉


[0001]本技术公开了一种丙烷脱氢反应装置，具体的涉及一种带有列管式反应器管的丙烷脱氢反应一体化转化炉，属于石油化工设备领域。

技术介绍

[0002]丙烷脱氢制取丙烯工艺技术正逐步受到重视并被推广应用，其反应过程是一个强吸热反应，需要外界提供大量的热量，因此供热是丙烷脱氢工艺上的关键，在现有技术中大多数是由反应器前的加热器产生，再由反应气体将热量带入反应器，不仅能耗很高，还容易导致丙烷在加热器中大幅热裂解的发生。
[0003]鲁姆斯公司的Catofin工艺代表了一种典型的循环固定床脱氢生产技术，核心装置是由多个连串平行高温固定床反应器组成，并以循环方式操作；当其中一个反应器催化剂床层的温度不足以维持丙烷脱氢的所需转化率时，即切换进行蒸汽吹扫并进入烧焦再生阶段，但此时催化剂仍然维持着较高的活性。此外，现有技术中也公开了采用床层电加热管和熔盐加热管的补充供热技术。
[0004]在反应器的再生加热阶段，由于该阶段时间很短，因此需要加大风量以能够在短时间内完成催化剂床层的升温，该风量远远超过催化剂烧焦再生用风量，以及防止催化剂床层升温过快所需的用风量，造成再生空气压缩机耗能量大以及加热再生主风所需的燃料气耗量大等后果，增加了装置的运行费用。
[0005]在现有技术中，丙烷脱氢装置还进行了再生空气烟气的余热回收，高温烟气对冷新鲜再生空气预热后，进入余热锅炉回收余热，同时产生高温蒸汽。采用烟气循环回收系统的技术，还将部分烟气循环回收再利用降低消耗和排放，但没能根本上解决再生能耗高和热量平衡问题，并且液压阀门动作过于频繁。

技术实现思路

[0006]本技术要解决的问题是：现有技术的丙烷脱氢卧式固定床装置，需要设置多套并联反应器，使整个反应系统设备繁多、占地大、管线配置多和投资高等问题；再一个目的是要实现对催化剂床层连续供热、提高热效和降低能耗。
[0007]具体地说，为了达到上述目的，本技术采用的技术方案如下：
[0008]本技术的一种丙烷脱氢反应一体化转化炉，包括：炉体(18) 和炉体(18)内安装的列管式反应器管管排、燃烧器的烧嘴、换热器管和其构成的换热器，其特征在于，该反应器管管排上方由进料管线连接丙烷原料气入口集合管，下方由出料管线连接产物转化气出口集合管，反应器管内填充固体脱氢催化剂，反应器管管排呈三组布置于炉体(18)内的炉膛辐射段(17)；炉膛顶部设置若干顶烧烧嘴，并位于反应器管管排的两侧；高温烟气回收段(19)至烟气出口依次设置再生烟气混合器(20)、原料气换热器管(21)、再生空气换热器管(22)、蒸汽水管(23)、炉膛空气换热器管(24)，并在炉膛尾部设置尾部炉膛烧嘴(16)。
[0009]在上述技术方案中，所述反应器管管排中的反应器管的材料选自高温合金钢HK40
(25Cr20Ni)、More
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1(25Cr33Ni)、Incoloy 800H (20Cr32NiAlTi)和Incoloy 800HT(20Cr33NiAlTi)，其直径范围为φ40～φ200毫米，长度范围为2000～20000毫米。
[0010]在上述技术方案中，所述的反应器管的上、下端口带有法兰连接的盖板，用于装入和卸除反应器管管内的丙烷脱氢催化剂；所述的进料管线和出料管线为可弹性形变的S形管，以应对和消除反应器管的热胀冷缩形变和位移所带来的应力。
[0011]在上述技术方案中，所述原料气换热器管(21)、再生空气换热器管(22)、蒸汽水管(23)、炉膛空气换热器管(24)分别与尾部炉膛烧嘴(16)构成原料加热器(25)、再生空气加热器(26)、蒸汽过热器(27)、炉膛空气预热器(28)；所述换热器管的组件选自盘管、蛇形管、U形管和管束结构。
[0012]在上述技术方案中，所述炉膛辐射段(17)和高温烟气回收段(19) 衬有耐火内衬；所述的炉体(18)和高温烟气回收段(19)外表面包覆有保温材料；进料管线的集合管线和出料管线的集合管线内壁覆盖有隔热层。进一步的，所述的耐火内衬、保温材料、隔热层选自纤维毯层、微孔隔热板、陶纤板、莫来石耐火砖层、轻质隔热砖层、高铝砖层、耐火浇注料、玻璃鳞片改性酚醛树脂层。
[0013]在上述技术方案中，所述炉体(18)的上部和下部均开设有观察孔，且安置有温度监测仪表，监控温度情况。在所述反应器管管排连通的进料管线的集合管线与出料管线的集合管线之间设置有1～4套压差检测结构，监控催化剂床层堵塞状况。
[0014]本技术的优点和所取得的有益效果在于：
[0015]与现有技术相比，设备结构更紧凑、热效率和反应效率更高；解决了现有技术的装置设备生产效率低、能耗高、设备多、占地大和投资高等问题。
附图说明
[0016]图1是本技术的一种丙烷脱氢反应一体化转化炉。
[0017]其中：1
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第I组进料管线，2
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第II组进料管线，3
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第III组进料管线， 4
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第I组出料管线，5
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第II组出料管线，6
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第III组出料管线，7
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第一反应器管，8
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第二反应器管，9
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第三反应器管，10
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第四反应器管，11
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第五反应器管，12
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第六反应器管，13
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烧嘴一，14
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烧嘴二，15
‑
烧嘴三，16
‑ꢀ
尾部炉膛烧嘴，17
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炉膛辐射段，18
‑
炉体，19
‑
高温空气回收段，20
‑ꢀ
再生烟气混合器，21
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原料气换热器管，22
‑
再生空气换热器管，23
‑ꢀ
蒸汽水管，24
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炉膛空气换热器管，25
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原料加热器，26
‑
再生空气加热器，27
‑
蒸汽过热器，28
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炉膛空气预热器。
具体实施方式
[0018]下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明，并通过优选的实施例详细说明本技术的实施方式，但本技术的实施方式并不限于此。
[0019]实施例：
[0020]如图1所示，本实施例中的一种丙烷脱氢反应一体化转化炉，包括了炉体18和分别由第一反应器管7和第二反应器管8、第三反应器管9和第四反应器管10、第五反应器管11和第六反应器管12组成的三组布置于炉膛辐射段17安装的列管式反应器管管排，反应器管材料为HK40 (25Cr20Ni)，直径为φ129毫米，长度5900毫米；炉膛辐射段17和高温烟气回收段19铺设有莫来石耐火砖层耐火内衬材料，炉体18外表面包覆有纤维毯层保温材料和金属铝
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种丙烷脱氢反应一体化转化炉，包括：炉体(18)和炉体(18)内安装的列管式反应器管管排、燃烧器的烧嘴、换热器管和其构成的换热器，其特征在于，该反应器管管排上方由进料管线连接丙烷原料气入口集合管，下方由出料管线连接产物转化气出口集合管，反应器管内填充固体脱氢催化剂，反应器管管排呈三组布置于炉体(18)内的炉膛辐射段(17)中；炉膛顶部设置若干顶烧烧嘴，并位于反应器管管排的两侧；高温烟气回收段(19)至烟气出口依次设置再生烟气混合器(20)、原料气换热器管(21)、再生空气换热器管(22)、蒸汽水管(23)、炉膛空气换热器管(24)，并在炉膛尾部设置尾部炉膛烧嘴(16)。2.根据权利要求1所述的一种丙烷脱氢反应一体化转化炉，其特征在于，所述反应器管管排中的反应器管的直径范围为φ40～φ200毫米，长度范围为2000～20000毫米，并在反应器管的上、下端口带有法兰连接的盖板。3.根据权利要求1所述的一种丙烷脱氢反应一体化转化炉，其特征在于，所述进料管线和出料管线为可弹性形变的S形管。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：卓润生，王刚，张信，孙秋实，
申请(专利权)人：润和催化剂股份有限公司，
类型：新型
国别省市：