一种在线修复裂解炉管锰铬尖晶石薄膜的方法技术

本发明专利技术涉及在线修复裂解炉管锰铬尖晶石薄膜领域，公开了一种在线修复裂解炉管锰铬尖晶石薄膜的方法。该方法包括：在裂解炉烧焦结束后，在裂解炉中通入低氧分压气氛气体对裂解炉管进行热处理，其中，在所述低氧分压气氛气体的裂解炉管入口温度为580-650℃且所述低氧分压气氛气体的裂解炉管出口温度为750-1100℃的条件下进行热处理5-100小时，所述低氧分压气氛气体含有氧化性气体和还原性气体。通过本发明专利技术的方法，通过上述技术方案，可以在线修复裂解炉管内表面的锰铬尖晶石薄膜，延长裂解炉管的使用寿命，保持锰铬尖晶石薄膜的抑制结焦能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在线修复裂解炉管锰铬尖晶石薄膜的方法。
技术介绍
乙烯是石油化工行业最重要的基础原料之一。目前生产乙烯的方法以管式炉裂解技术为主，在世界范围内得到了广泛应用。但是在乙烯的生产过程中一个无法避免的难题是裂解装置在服役过程中的结焦和渗碳。在裂解过程中的结焦会使炉管内径变小，管内压降增大，缩短裂解炉的运行周期；当管壁温度达到允许极限或压降达到一定程度时，须停炉进行清焦作业。炉管内壁结焦阻碍裂解反应的正常进行，影响乙烯收率，降低生产效率，而且高温下容易促使炉管内壁渗碳，导致炉管材料性能弱化。开发新型抗裂解炉管结焦技术，对于当前石化工业的迅速发展具有很大的现实意义和经济价值。现有的抑制结焦方法主要有以下几种：(1)控制原料和生产过程，采用加氢处理、芳烃抽提等工艺，降低芳烃含量，提高氢含量；(2)在保证耐热合金钢高温性能的前提下改进合金的成分，尽可能的减少能够引起催化结焦的Fe、Ni等元素的含量；(3)改变炉管构造，强化传热；(4)在裂解原料中添加结焦抑制剂，但是添加结焦抑制剂会对下游产品带来污染，而且对乙烯炉管有一定程度的腐蚀；(5)通过等离子喷涂、热溅射、高温烧结、气相沉积、气氛处理等方法在炉管内表面形成一层力学性能和热稳定性能俱佳的涂层，减少烃类和炉管的直接接触，降低炉管表面Fe、Ni的催化活性，减小炉管表面的摩擦系数，有效防止结焦前身物的黏附，可以有效减少结焦的产生。中国石油化工股份有限公司北京化工研究院和中国石油大学(北京)合作，通过特殊的气氛处理，在裂解炉管内表面生成锰铬尖晶石薄膜，可以有效减少裂解炉的结焦，延长裂解炉运行周期一倍左右。但是裂解炉管运行过程中，特别是烧焦过程中，锰铬尖晶石薄膜会发生少量的碳化和剥落，势必降低裂解炉管抑制结焦性能。但是，上述技术在处理裂解炉管的气体气氛中由于氢气含量过高，热容偏小，裂解装置不能很好控制的裂解炉管温度，导致不能够在裂解装置上直接处理裂解炉管，不能对裂解炉管进行修复。另外，对于如何修复裂解炉管的锰铬尖晶石薄膜剥落区域，还未见文献报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在线修复裂解炉管锰铬尖晶石薄膜的方法，通过本专利技术的方法对裂解装置中已经使用多次的带有锰铬尖晶石薄膜的裂解炉管进行处理，能够修复由于多次结焦烧焦周期造成的锰铬尖晶石薄膜损伤剥落。为了实现上述目的，本专利技术提供一种在线修复裂解炉管锰铬尖晶石薄膜的方法，其中，该方法包括：在裂解炉烧焦结束后，在裂解炉中通入低氧分压气氛气体对裂解炉管进行热处理，其中，在所述低氧分压气氛气体的裂解炉管入口温度为580-650℃且所述低氧分压气氛气体的裂解炉管出口温度为750-1100℃的条件下进行热处理5-100小时，所述低氧分压气氛气体含有氧化性气体和还原性气体。通过上述技术方案，可以在线在裂解炉管内表面部分锰铬尖晶石薄膜脱落区域重新生成锰铬尖晶石薄膜，覆盖薄膜脱落区域裸露的Fe、Ni等催化结焦活性组分，从而修复裂解炉管内表面的锰铬尖晶石薄膜，延长裂解炉管的使用寿命，保持锰铬尖晶石薄膜的抑制结焦能力。并且，经过本专利技术的方法在线处理后的裂解炉管可以用于各种裂解原料的裂解，包括乙烷、丙烷、石脑油、加氢尾油、轻柴油和干点在500℃以下的重质油等油品。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供的在线修复裂解炉管锰铬尖晶石薄膜的方法包括：在裂解炉烧焦结束后，在裂解炉中通入低氧分压气氛气体对裂解炉管进行热处理，其中，在所述低氧分压气氛气体的裂解炉管入口温度为580-650℃且所述低氧分压气氛气体的裂解炉管出口温度为750-1100℃的条件下进行热处理5-100小时，所述低氧分压气氛气体含有氧化性气体和还原性气体。在本专利技术中，所述低氧分压气氛气体的裂解炉管入口温度是指“低氧分压气氛气体通入到裂解炉管时的温度”；同样，所述低氧分压气氛气体的裂解炉管出口温度是指“低氧分压气氛气体离开裂解炉管时的温度”。根据本专利技术，从更好地在线修复裂解炉管内表面的锰铬尖晶石薄膜，延长裂解炉管的使用寿命的方面来考虑，优选地，所述低氧分压气氛气体的裂解炉管入口温度为600-620℃，更优选为600℃。同样，从更好地在线修复裂解炉管内表面的锰铬尖晶石薄膜，延长裂解炉管的使用寿命的方面来考虑，优选地，所述低氧分压气氛气体的裂解炉管出口温度为800-950℃。另外，作为热处理的时间只有能够充分修复裂解炉管内表面的锰铬尖晶石薄膜即可，通常为1-100小时，优选为10-50小时，更优选为20-50小时。根据本专利技术，优选地，所述氧化性气体为二氧化碳、一氧化碳、水蒸汽和氧气中的至少一种；更优选为水蒸汽。另外，作为所述还原性气体优选为C6以下的烷烃、氨气和氢气中的至少一种；更优选为C6以下的烷烃和/或氢气。所述C6以下的烷烃优选为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷或戊烷；更优选为甲烷、乙烷、丙烷或丁烷。作为本专利技术的低氧分压气氛气体可以为水蒸汽、氢气和C6以下的烷烃的混合气体；优选为水蒸汽、氢气与甲烷、乙烷、丙烷和丁烷中的至少一种气体(以下也称为烷烃气体)的混合气体。作为本专利技术的低氧分压气氛气体也可以为水蒸汽和C6以下的烷烃的混合气体；优选为水蒸汽与甲烷、乙烷、丙烷和丁烷中的至少一种气体的混合气体。在本专利技术中，所述低氧分压气氛气体中的氧化性气体的体积百分含量可以为8-90％，优选为10-65％。所述低氧分压气氛气体中的还原性气体的体积百分含量可以为10-92％，优选为35-90％。通过使氧化性气体和还原性气体在上述范围内，可以更好地对锰铬尖晶石薄膜进行修复。在本专利技术的一个优选的实施方式中，所述低氧分压气氛气体为水蒸汽、氢气与所述烷烃气体(也即甲烷、乙烷、丙烷和丁烷中的至少一种气体)的混合气体，且以体积百分含量计，氢气为5-45％，水蒸汽为10-65％，所述烷烃气体为30-85％(优选以体积百分含量计，氢气为5-45％，水蒸汽为10-65％，所述烷烃气体为30-45％)。在本专利技术的一个优选的实施方式中，所述低氧分压气氛气体为水蒸汽、与所述烷烃气体(也即甲烷、乙烷、丙烷和丁烷中的至少一种气体)的混合气体，且以体积百分含量计，水蒸汽为10-65％，所述烷烃气体为35-90％。根据本专利技术，优选地，所述低氧分压气氛气体还含有惰性气体。更优选地，所述低氧分压气氛气体中的惰性气体的体积百分含量为0-50％。所述惰性气体为本领域所公知，例如为氮气、氩气和氦气中的至少一种。在本专利技术中，通过在上述条件下进行处理，所述低氧化性气氛气体中的氧分压为1.0×10-34～1.0×10-12atm，优选为3×10-18～1.0×10-12atm。根据本专利技术，所述裂解炉管为现有技术通常的镍铬合金炉管，以重量百分数计，所述炉管基体成分包括：铬12-50％，镍20-50％，锰0.2-3％，硅0-3％，碳0-0.75％，0-5％的微量元素和痕量元素，余量为铁，所述微量元素优选为铌、钼、钛、钨、铝、锆、稀土中的一种或多种，痕量元素优选为硫和/或磷。以下将通过实施例对本专利技术进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在线修复裂解炉管锰铬尖晶石薄膜的方法，其特征在于，该方法包括：在裂解炉烧焦结束后，在裂解炉中通入低氧分压气氛气体对裂解炉管进行热处理，其中，在所述低氧分压气氛气体的裂解炉管入口温度为580‑650℃且所述低氧分压气氛气体的裂解炉管出口温度为750‑1100℃的条件下进行热处理5‑100小时，所述低氧分压气氛气体含有氧化性气体和还原性气体。

【技术特征摘要】
1.一种在线修复裂解炉管锰铬尖晶石薄膜的方法，其特征在于，该方法包括：在裂解炉烧焦结束后，在裂解炉中通入低氧分压气氛气体对裂解炉管进行热处理，其中，在所述低氧分压气氛气体的裂解炉管入口温度为580-650℃且所述低氧分压气氛气体的裂解炉管出口温度为750-1100℃的条件下进行热处理5-100小时，所述低氧分压气氛气体含有氧化性气体和还原性气体。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述氧化性气体为二氧化碳、一氧化碳、水蒸汽和氧气中的至少一种，所述还原性气体为C6以下的烷烃、氨气和氢气中的至少一种。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述低氧分压气氛气体为水蒸汽、氢气和C6以下的烷烃的混合气体。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述低氧分压气氛气体为水蒸汽、氢气与甲烷、乙烷、丙烷和丁烷中的至少一种气...

【专利技术属性】
技术研发人员：郏景省，王国清，王红霞，王申祥，
申请(专利权)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，
类型：发明
国别省市：北京;11