一种烷烃脱氢装置反应物料管系的制作方法

1.本实用新型属于石油加工领域，涉及一种烷烃脱氢装置，具体的说，涉及一种烷烃脱氢装置反应物料管系。


背景技术：

2.在烷烃脱氢装置中，反应器是该装置中的核心设备之一，其主要任务是在催化剂的作用下，将原料中的烷烃脱氢转化生成烯烃。该反应是强吸热反应，很多工艺管道为高温介质管道，如反应物料管系设计温度为650℃，管道材料要求使用进口tp321h，价格昂贵。其中，反应物料管系温度高，管径大，奥氏体不锈钢tp321h的单位线膨胀系数很大,该管道的热胀量对于反应炉和反应器的管口会产生很大的力和力矩，应力状态复杂,而反应炉和反应器的管口允许受力很小，如不采取措施，会导致管道泄漏，产生不可挽回的损失。因此，该反应物料管系的布置结构合理与否将直接关系到反应器的安全操作和使用寿命，甚至影响到整个脱氢装置的正常运行。
3.烷烃脱氢装置在工艺生产过程中要求反应物料管系尽量短而直，少拐弯，避免管道压降损失。在高温下反应物料管系热胀量大，利用自然补偿方案很难满足反应器管嘴受力要求，而且管径大，自然补偿管道布置需要空间大，实际空间受限制。同时过多的拐弯也会导致过大的压降，因此不考虑自然补偿，而采用设置波纹管膨胀节的方法，增加该管道柔性。利用波纹管膨胀节的变形来吸收管道各个方向上的热胀量，减小管道热膨胀作用在反应炉和反应器管嘴上的力和力矩，保证装置正常运行。


技术实现要素：

4.为了解决烷烃脱氢装置在工艺生产过程中管道压降损失大、热胀量大、自然补偿难的缺点，本实用新型提供了一种烷烃脱氢装置反应物料管系。
5.本实用新型所述的一种烷烃脱氢装置反应物料管系主要由第一水平管段，第二竖直管段，第三水平管段，第四竖直管段，第五水平管段，第六竖直管段和一系列设置在这些管段上的支吊架及膨胀节组成。所述第一水平管段连接反应炉出口水平布置并设置支吊架，承重导向支吊架一方面使管道安装状态下的荷载对反应炉出口管口不产生影响，另一方面用于在高温工作条件下，管道不发生横向位移；所述第二竖直管段与第一水平管段连接且垂直设置，在竖直管段分别设置膨胀节及支吊架以吸收第一水平管段及第三水平管段产生的角位移和轴向位移并支撑作用于高温竖直管道的垂直荷载；所述第三水平管段与第二竖直管段连接且水平布置，在水平管段分别设置膨胀节和支吊架以吸收第二竖直管段和第四竖直管段在高温下产生的角位移及支撑水平管道的垂直荷载；所述第四竖直管段与第三水平管段连接且垂直设置，并在竖直管段设置支吊架以限制第四竖直管段的横向位移保持管道的稳定；所述第五水平管段与第四竖直管段相连接且水平布置，在水平管段上合理设置支吊架及膨胀节以支撑管道的垂直荷载并吸收管道热胀产生的热位移，同时在水平管段上设置数量与反应器入口数量相同的三通，所述三通通过第六竖直管段及其末端的程控
阀门与反应器入口相接，为了保持竖直管系的稳定，在第六竖直管段设置支吊架。
6.优选地，在所述第一水平管段设置两个导向承重支架。
7.优选地，在所述第二竖直管段设置一个单式铰链膨胀节，一个浮动环式弹簧吊架和一个南北两向导向支架。
8.优选地，在所述第三水平管段设置两个单式万向铰链膨胀节和一个吊带式弹簧吊架。
9.优选地，在所述第四竖直管段设置一个东西两向导向支架。
10.优选地，在所述第五水平管段设置两个止推承重支架，两个比例连杆复式自由膨胀节和六个单式铰链轴向膨胀节。
11.优选地，在所述第六竖直管段(共4个)分别设置一个浮动环式弹簧吊架和一个南北导向支架。
12.作为进一步的改进方案，在第六竖直管段程控阀门前面设置大小头。
13.本实用新型在包括但不限于烷烃脱氢装置反应物料管系中应用。
14.本实用新型提供了一种管道压降损失小，设备管嘴受力小的烷烃脱氢装置反应物料管系。合理设置波纹管膨胀节和支吊架，优化管道布置方案，从而保证反应物料管系处于最佳的受力状态。
15.本实用新型具有如下有益效果：
16.1)本实用新型烷烃脱氢装置反应物料管系，连接管短而直，拐弯少，管道压降损失小；
17.2)膨胀节设计合理，管道柔性好；
18.3)设备管嘴受力小，工作稳定。
附图说明
19.图1是本实用新型烷烃脱氢装置反应物料管系示意图；
20.图中：1
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第一水平管段，2
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第二竖直管段，3
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第三水平管段，4
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第四竖直管段，5
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第五水平管段，6
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第六竖直管段，7
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支吊架一，8
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膨胀节一，9
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支吊架二，10
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支吊架三，11
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膨胀节二，12
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支吊架四，13
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支吊架五，14
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支吊架六， 15
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膨胀节三，16
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膨胀节四，17
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脱氢反应器1入口，18
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脱氢反应器2入口， 19
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脱氢反应器3入口，20
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脱氢反应器4入口，21
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反应炉出口。
具体实施方式
21.下面结合附图对本实用新型做进一步描述。
22.本实用新型所述一种烷烃脱氢装置反应物料管系包括第一水平管段1，第二竖直管段2，第三水平管段3，第四竖直管段4，第五水平管段5，第六竖直管段6及支吊架一7，膨胀节一8，支吊架二9，支吊架三10，膨胀节二11，支吊架四12，支吊架五13，支吊架六14，膨胀节三15，膨胀节四16，脱氢反应器1入口17，脱氢反应器2入口18，脱氢反应器3入口19，脱氢反应器4入口20，反应炉出口21。如图1所示，第一水平管段1连接反应炉出口21且水平设置，在该水平段设置支吊架一7，所述支吊架一7一方面用于在安装状态下承受管道的荷载，使管道安装状态下的荷载对反应炉出口管口不产生影响，另一方面用于在高温工作条件下，管
道不发生横向位移，保证第二竖直管段2上支吊架二9 没有横向位移，处于稳定工作状态。
23.第二竖直管段2连接所述第一水平管段1且垂直设置，在垂直段设置膨胀节一8以吸收来自于第一水平管段1和第三水平管段3的热膨胀而产生的角位移，使该轴向位移量对反应炉出口管口不产生影响，设置支吊架二9和支吊架三10，支撑作用于高温竖直管道的垂直荷载，使竖直管道的垂直荷载对设备管口不产生影响，用于保护反应炉出口管口和反应器进口管口。
24.第三水平管段3连接所述第二竖直管段2且水平设置，在水平管段设置膨胀节二11及支吊架四12，所述膨胀节二11用于吸收第二竖直管段2和第四竖直管段4的热膨胀而产生的角位移，使该竖直位移量对反应炉出口管口不产生影响。所述支吊架四12用于支撑作用于第三水平管段3的垂直荷载和因单式万向铰链膨胀节二11的角位移而产生的管道荷载，保证管道的稳定性。
25.第四竖直管段4连接所述第三水平管段3且垂直设置，在竖直管段设置支吊架五13限制第四竖直管段4横向位移，保证管道的稳定性。第五水平管段5 连接所述第四竖直管段4且水平设置，由于该管线温度较高，相应热位移较大，因此在该管段除了设置称重支架六14，还设置了多个膨胀节三15及膨胀节四 16，同时在该水平管段上设置了与反应器入口管嘴数量相同的三通，所述三通与竖直设置的第六竖直管段6相连接，第六竖直管段6的末端通过变径和程控阀门与反应器入口连通，在所述第六竖直管段6上分别设置支吊架二9和支吊架三10。
26.所述支吊架六14一方面用于在安装状态下承受管道的荷载，使管道安装状态下的荷载对反应器入口管口不产生影响，另一方面用于在高温工作条件下，承受膨胀节三15的盲板力，保证膨胀节三15处于稳定工作状态。所述膨胀节三15一方面用于吸收脱氢反应器1入口17至脱氢反应器4入口21的第六竖直管段6热膨胀而产生的角位移，另一方面用于吸收第五水平管段5热膨胀而产生的角位移，确保对反应器入口管嘴不产生影响。所述膨胀节四16一方面用于吸收第六竖直管段6的热膨胀而产生的角位移，保证对反应器入口管嘴不产生影响，另一方面用于吸收四个反应器之间的第五水平管段5热膨胀而产生的角位移，轴向位移，保证膨胀节四16处于稳定工作状态。
27.以上所述仅是本实用新型的典型实例而已，并没有对本实用新型做任何形式上的限制。任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用上述技术内容做出的变更或修改应视为同等变化的等效实例。凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实例所做的任何同等变化，均属于本实用新型技术方案的范围内。