催化裂解反应产物余热回收系统及方法与流程

本发明涉及预热回收器，具体是一种催化裂解反应产物余热回收系统及方法。

背景技术：

1、催化裂解反应工艺是化工生产中常见的工艺流程，物料反应过程中会产生大量的热量，致使反应后物料温度高达500℃，基本达到压力容器常用材料使用温度上限，高温会导致设备承载能力下降、热疲劳、高温蠕变和材质劣化等一系列危害，故需对反应物料进行快速降温方能进入后处理工序；同时，为了减小系统热量损耗，提升能源回收利用效率，也必须对反应物料携带的热量进行回收再利用；传统工艺系统采用化工热交换设备回收热量，由于反应后的物料温度过高，反应物料在进入热交换设备后，程间金属温差较大，且热量不能快速散出，壳程轴向应力、换热管轴向应力以及管板与换热管之间的拉脱力都不能满足要求，极易造成设备失效，影响设备和人身安全。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种催化裂解反应产物余热回收系统及方法，以解决上述现有技术中热交换设备后，程间金属温差较大，且热量不能快速散出，极易造成设备失效，影响设备和人身安全的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种催化裂解反应产物余热回收系统，包括余热回收器、蒸汽分离器，余热回收器包括壳体，壳体内部设有换热管；壳体内部沿径向方向设有分隔板，分隔板将壳体分为小壳体一和小壳体二；小壳体一的容积小于小壳体二的容积，小壳体一和小壳体二都通过冷却水进水管和冷却水回水管与蒸汽分离器连接，冷却水进水管连接有进水泵。

3、进一步的，小壳体二的容积是小壳体一的容积5.5~6倍。

4、进一步的，壳体的一端固定连接有前管板和前管箱；壳体的另一端固定连接有后管板和后管箱；前管板和前管箱都通过具有挠性的过渡弧与壳体相连接；前管箱连接有裂解产物进管和裂解产物出管。

5、进一步的，前管板朝向前管箱的一侧固定连接有耐火保温层，耐火保温层为u形，耐火保温层包裹住前管板前侧和前管板与壳体的连接处；耐火保温层朝向前管箱的一侧固定连接有防护板，防护板与前管板通过紧固螺钉固定连接；前管板固定连接有锚固钉，锚固钉位于耐火保温层内。

6、进一步的，换热管贯穿前管板和后管板，换热管内设有耐高温的套管，套管的前部贯穿耐火保温层和防护板，固定连接在换热管上靠近前管板的位置；套管和换热管之间固定连接有陶瓷纤维隔热层。

7、进一步的，蒸汽分离器连接有进水管和蒸汽排出管，蒸汽排出管连接有热力管网。

8、进一步的，换热管位于小壳体一内的部分的材质为耐高温不锈钢；位于小壳体二内的部分的材质为cr-mo钢。

9、本发明还提供了一种催化裂解反应产物余热回收方法，使用上述的催化裂解反应产物余热回收系统，步骤如下：

10、s1、向蒸汽分离器中通入冷却水；

11、s2、将蒸汽分离器内的冷却水通入到小壳体一和小壳体二内；

12、s3、将催化裂解反应产物通入换热管内，然后依次和小壳体一和小壳体二内的冷却水进行换热，最终排出；小壳体一和小壳体二内的冷却水吸热后形成水汽混合物，水汽混合物进入到蒸汽分离器；

13、s4、水汽混合物在蒸汽分离器分离，分离出的蒸汽进入到热力管网回收利用，分离出的水与蒸汽分离器补入的冷却水混合后进入到小壳体一和小壳体二内回收利用。

14、本发明的有益效果是：

15、通过将壳体分为小壳体一和小壳体二，将热量分两次回收，通过两个管道来输送蒸汽，蒸汽吸收热量后能够快速释放，热量快速释放的好处是减少高温对设备的损坏；且经过小壳体一内吸收一部分热量，催化裂解反应产物流经到小壳体二时，温度就不是非常高，使小壳体二内的设备受到的轴向应力和拉脱力就会减小，使小壳体二内的设备材料要求就不是那么苛刻，材料成本就能降低，同时使用寿命增长。

16、换热管和前管板的连接处最容易受到高温的冲击而损坏；通过设置套管，能够在此处阻挡一部分热量的传输，保护此处免收高温损坏。

17、通过设置耐火保温层、防护板，能够保护前管板，避免前管板在高温的催化裂解反应产物的冲击下损坏。

18、通过设置具有挠性的过渡弧，能够起到减缓应力集中，延长使用寿命的作用。

技术特征：

1.一种催化裂解反应产物余热回收系统，包括余热回收器（1）、蒸汽分离器（2），所述余热回收器（1）包括壳体，所述壳体内部设有换热管(103)；其特征在于，所述壳体内部沿径向方向设有分隔板（104），所述分隔板（104）将壳体分为小壳体一（105）和小壳体二（106）；所述小壳体一（105）的容积小于小壳体二（106）的容积，小壳体一（105）和小壳体二（106）都通过冷却水进水管（3）和冷却水回水管（4）与蒸汽分离器（2）连接，所述冷却水进水管（3）连接有进水泵（5）。

2.如权利要求1所述的催化裂解反应产物余热回收系统，其特征在于，所述小壳体二（106）的容积是小壳体一（105）的容积5.5~6倍。

3.如权利要求1所述的催化裂解反应产物余热回收系统，其特征在于，所述壳体的一端固定连接有前管板（102）和前管箱（6）；所述壳体的另一端固定连接有后管板（101）和后管箱（7）；所述前管板（102）和前管箱（6）都通过具有挠性的过渡弧（15）与壳体相连接；所述前管箱（6）连接有裂解产物进管（8）和裂解产物出管（9）。

4.如权利要求3所述的催化裂解反应产物余热回收系统，其特征在于，所述前管板（102）朝向前管箱（6）的一侧固定连接有耐火保温层（10），所示耐火保温层（10）为u形，所述耐火保温层（10）包裹住前管板（102）前侧和前管板（102）与壳体的连接处；所述耐火保温层（10）朝向前管箱（6）的一侧固定连接有防护板（11），所述防护板（11）与前管板（102）通过紧固螺钉（12）固定连接；所述前管板（102）固定连接有锚固钉（13），所述锚固钉（13）位于耐火保温层（10）内。

5.如权利要求3所述的催化裂解反应产物余热回收系统，其特征在于，所述换热管(103)贯穿前管板（102）和后管板（101），所述换热管(103)内设有耐高温的套管（14），所述套管（14）的前部贯穿耐火保温层（10）和防护板（11），后部固定连接在换热管(103)上靠近前管板（102）的位置；所述套管（14）和换热管(103)之间固定连接有陶瓷纤维隔热层。

6.如权利要求1所述的催化裂解反应产物余热回收系统，其特征在于，所述蒸汽分离器（2）连接有进水管（201）和蒸气排出管（202），所述蒸汽排出管（202）连接有热力管网。

7.如权利要求1所述的催化裂解反应产物余热回收系统，其特征在于，所述换热管(103)位于小壳体一（105）内的部分的材质为耐高温不锈钢；位于小壳体二（106）内的部分的材质为cr-mo钢。

8.一种催化裂解反应产物余热回收方法，其特征在于，使用权利要求1-7中任一所述的催化裂解反应产物余热回收系统，步骤如下：

技术总结本发明涉及预热回收器技术领域，具体是一种催化裂解反应产物余热回收系统及方法；回收系统包括余热回收器、蒸汽分离器，余热回收器包括壳体，壳体内部设有换热管；壳体内部沿径向方向设有分隔板，分隔板将壳体分为小壳体一和小壳体二；小壳体一的容积小于小壳体二的容积，小壳体一和小壳体二都通过冷却水进水管和冷却水回水管与蒸汽分离器连接，冷却水进水管连接有进水泵；本发明将热量分两次回收，通过两个管道来输送蒸汽，蒸汽吸收热量后能够快速释放，热量快速释放的好处是减少高温对设备的损坏；且经过小壳体一内吸收一部分热量，使小壳体二内的设备受到的轴向应力和拉脱力就会减小，使用寿命增长。技术研发人员：杜瑞雪,刘洪福,张海军,马忠明,黄丽娜,杨哲,许婷婷,高金凤,赵彦丽,田兵田,曹会全,邢瑞鹏,雷彬,王光净,柳德栋,王保申受保护的技术使用者：聊城市鲁西化工工程设计有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12