苯乙烯加热炉及其在化工领域的应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种苯乙烯加热炉，该苯乙烯加热炉包括辐射段，该辐射段具有换热管（10），其中，该换热管（10）中设置有强化传热元件，该强化传热元件包括扭曲片，该扭曲片上具有孔。本发明还提供该苯乙烯加热炉在化工领域中的应用。通过上述技术方案，在苯乙烯加热炉的辐射段的换热管中设置根据本发明的强化传热元件，改变了换热管内的流体流动形态，加剧了湍流的剧烈程度，减薄了传热的原有边界层，使苯乙烯加热炉的传热性能得以提高，提高苯乙烯加热炉的整体性能。
【专利说明】苯乙烯加热炉及其在化工领域的应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及化工领域，具体地，涉及一种苯乙烯加热炉及其在化工领域的应用。
【背景技术】
[0002]苯乙烯是一种重要的基本有机化工原料，是苯用量最大的衍生物。目前，生产苯乙烯主要采用乙苯气相催化脱氢工艺，以乙苯为原料，加入过热蒸汽，在氧化铁铬或氧化锌等催化剂的作用下，采用绝热床(工业上应用较多)或者管式等温床反应器进行脱氢反应来制得苯乙烯。
[0003]苯乙烯生产需要大量的过热水蒸气，这些水蒸气通过加热炉来提供。苯乙烯加热炉辐射段通常采用立式排列，设有底部燃烧器，通常通过对炉管加装强化传热装置，不但能够提高效率，而且能够节约燃料。
[0004]现在应用的很多强化传热技术都是对于强化对流传热进行研究，以提高炉管管壁到炉管内物料的总传热系数K和对流传热热强度q，公式如下:
【权利要求】
1.一种苯乙烯加热炉，该苯乙烯加热炉包括辐射段，该辐射段具有换热管(10)，其特征在于，该换热管(10)中设置有强化传热元件，该强化传热元件包括扭曲片，该扭曲片上具有孔。
2.根据权利要求1所述的苯乙烯加热炉，其特征在于，所述换热管(10)中设置有第一强化传热元件、第二强化传热元件、第三强化传热元件、第四强化传热元件和第五强化传热元件中的至少一种，其中， 该第一强化传热元件包括第一扭曲片(1)，所述第一扭曲片(I)具有沿所述换热管(10)的轴向方向从所述第一扭曲片(I)的上侧边至下侧边贯穿形成的竖孔； 该第二强化传热元件包括所述第一扭曲片(I)和设置在所述第一扭曲片(I)之中的第一套管(3)，该第一扭曲片(I)的内边缘与所述第一套管(3)的外表面相连； 该第三强化传热元件包括第二扭曲片(2)，所述第二扭曲片(2)具有贯穿所述第二扭曲片(2)的表面而形成的边缘闭合的横孔； 该第四强化传热元件包括在横截面上相互垂直设置的所述第一扭曲片(I)和/或第二扭曲片(2)； 该第五强化传热元件包括在横截面上相互垂直设置的两个所述第一扭曲片(I)和设置在该两个第一扭曲片(I)之中的第二套管，该两个第一扭曲片(I)中至少一个的内边缘与所述第二套管的外表面相连。
3.根据权利要求2所述的苯乙烯加热炉，其特征在于，所述第一强化传热元件和/或第二强化传热元件和/或第三强化传热元件和/或第四强化传热元件和/或第五强化传热元件关于所述换热管(10)的中心线对称。`
4.根据权利要求3所述的`苯乙烯加热炉，其特征在于，所述第一套管(3)和/或第二套管为圆柱形管，并且该圆柱形管的中心线与所述换热管(10)的中心线重合。
5.根据权利要求2或3所述的苯乙烯加热炉，其特征在于，在所述横孔中心处做所述第二扭曲片(2)的切面，所述横孔在该切面上的投影为圆形。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的苯乙烯加热炉，其特征在于，所述换热管(10)中设置的所述强化传热元件的个数为1-24个，优选为2-10个。
7.根据权利要求6所述的苯乙烯加热炉，其特征在于，所述换热管(10)中设置多个所述强化传热元件，相邻所述强化传热元件之间的轴向距离为大于等于MD且小于等于75D，优选为大于等于2?且小于等于50D。
8.根据权利要求3所述的苯乙烯加热炉，其特征在于，所述第一强化传热元件的竖孔的直径为大于等于0.05D且小于等于0.95D，优选为大于等于0.05D且小于等于0.8D。
9.根据权利要求4所述的苯乙烯加热炉，其特征在于，所述第二强化传热元件竖孔的直径和/或所述第一套管(3)和/或所述第二套管的直径为大于等于0.05D且小于等于0.95D，优选为大于等于0.05D且小于等于0.8D。
10.根据权利要求5所述的苯乙烯加热炉，其特征在于，所述横孔的面积与整个所述第二扭曲片的面积的比值为大于等于0.05且小于等于0.95，优选为大于等于0.05且小于等于 0.8。
11.根据权利要求2所述的苯乙烯加热炉，其特征在于，所述强化传热元件的沿所述换热管(10)的轴向长度和所述换热管(10)的直径之间的比例为1-10，优选为1-6。
12.根据权利要求2所述的苯乙烯加热炉，其特征在于，所述强化传热元件的旋转角度为 90-1080。，优选为 120-360°。
13.根据权利要求1或2所述的苯乙烯加热炉，其特征在于，所述强化传热元件与所述换热管(10)为铸造或焊接或锻造而成。
14.根据权利要求1或2所述的苯乙烯加热炉，其特征在于，所述强化传热元件与换热管(10)的管体的材料相同，或者所述强化传热元件的材料比所述换热管(10)的管体的材料导热性更好。
15.根据权利要求1-14`所述的苯乙烯加热炉在化工领域中的应用。
【文档编号】F22B37/10GK103791483SQ201210424587
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年10月30日 优先权日:2012年10月30日
【发明者】周先锋, 王国清, 张利军, 刘俊杰, 杜志国, 张永刚, 张兆斌, 周丛 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司北京化工研究院