烃热解排出物的加工方法技术

公开了将来自烃热解工艺装置的排出物处理以从中回收热和除去焦油的方法。该方法包括让气态排出物流到至少一个主换热器，从而冷却该气态排出物和产生高压蒸汽。之后，让该气态排出物穿过至少一个具有换热表面的副换热器，该换热表面维持在使得该气态排出物的一部分冷凝以在所述表面上就地形成液体涂层的温度下，从而进一步将该气态排出物的剩余部分冷却到使由热解工艺形成的焦油冷凝的温度。然后在至少一个分离鼓中从该气态排出物中除去冷凝的焦油。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用[0001]本申请特意地在此作为参考引入以下申请的全部公开内容：引入代理人案卷号2005B060，标题为“烃热解排出物的冷却方法”；代理人案卷号2005B062，标题为“烃热解排出物的加工方法”；代理人案卷号2005B063，标题为“烃热解排出物的加工方法”；代理人案卷号2005B064，标题为“烃热解排出物的加工方法”；和代理人案卷号2005B065，标题为“烃热解排出物的加工方法”；它们都在此引入作为参考并与本申请同时提交。专利
[0002]本专利技术涉及来自烃热解装置的气态排出物的加工方法。专利技术背景[0003]由各种烃原料制备轻质烯烃(乙烯、丙烯和丁烯)使用热解或蒸汽裂化技术。热解包括将原料充分地加热到引起较大分子的热分解。[0004]在蒸汽裂化过程中，从离开裂化炉的工艺排出物料流中最大程度地回收有用的热是合乎需要的。这种热的有效回收是蒸汽裂化器能量效率的主要因素之一。[0005]然而，蒸汽裂解过程还产生倾向于结合形成高分子量材料(被称为焦油)的分子。焦油是高沸点粘性反应性物质，它在一定条件下可使换热设备结垢，导致换热器失效。结垢倾向可以具有三个温度状态特征。[0006]在烃露点(第一滴液体冷凝的温度)之上，结垢倾向相对较低。气相结垢通常不严重，并且不存在可能引起结垢的液体。合适-->设计的换热器(通常是输送管线换热器)因此能够在这一状态下在最小结垢的情况下回收热。[0007]在烃露点和蒸汽裂化焦油完全冷凝的温度之间，结垢倾向是高的。在这种状态下，料流中最重质的组分冷凝。这些组分被认为是发粘和/或粘性的，这引起它们附着于表面上。另外，一旦这种材料附着于表面上，它就会经历使其硬化和使其更难以除去的热降解。[0008]在等于或低于蒸汽裂化焦油完全冷凝的温度下，结垢倾向是相对较低的。在这种状态下，冷凝物质是足够流动性的，以在工艺条件下容易地流动，并且结垢通常不是严重的问题。[0009]用来冷却热解装置排出物和除去所得焦油的一种技术采用换热器接着采用水骤冷塔，在该水骤冷塔中除去可冷凝物。当裂化轻质气体(主要是乙烷、丙烷和丁烷)时，已经证明这一技术是有效的，因为加工轻质原料的裂化器(统称为气体裂化器)产生较少量的焦油。结果，换热器可以有效地回收大多数有价值的热而不会结垢并且较少量的焦油可以由水骤冷分离，即使有一些困难。[0010]然而，这一技术对于与裂化石脑油和更重质原料的蒸汽裂化器(统称为液体裂化器)一起使用是不令人满意的，因为液体裂化器产生比气体裂化器多得多的焦油。换热器可以用来从液体裂化中除去一些热，但是仅降至焦油开始冷凝的温度。在这一温度之下，不能使用常规换热器，因为它们将由换热器表面上的焦油的聚集和热降解而迅速地结垢。此外，当对来自这些原料的热解排出物进行骤冷时，所产生的一些重油和焦油具有与水大致相同的密度并且可以形成稳定的油/水乳液。此外，通过液体裂化产生的较大量的重油和焦油将导致水骤冷操作失效，这使得难以从冷凝水中产生蒸汽和难以按环境上可接受的方式处理过量的骤冷水以及重油和焦油。[0011]因此，在大多数工业液体裂化器中，来自裂化炉的排出物的冷却通常使用输送管线换热器系统、初级分馏器和水骤冷塔或间接冷凝器来实现。对于典型的石脑油原料，输送管线换热器将工艺料流冷却到大约700(370℃)，从而有效地产生可以用于工艺其它地方-->的超高压蒸汽。初级分馏器通常用来将焦油冷凝和使焦油与更轻质液体馏分(称为热解汽油)分离，并用来回收大约700(370℃)和大约200(90℃)之间的热。水骤冷塔或间接冷凝器进一步将离开该初级分馏器的气体料流冷却到大约104(40℃)以使存在的大部分稀释蒸汽冷凝和使热解汽油与气态烯属产物分离，然后将它送到压缩机。[0012]然而，初级分馏器是非常复杂的一件设备，它通常包括油骤冷部分、初级分馏器塔和一个或多个外部油泵唧循环回路。在骤冷部分，添加骤冷油以将排出物料流冷却到大约400-554(200-290℃)，从而冷凝存在于该料流中的焦油。在初级分馏器塔中，冷凝的焦油与该料流的剩余部分分离，在一个或多个泵唧循环区中通过循环油除去热并在一个或多个蒸馏区中将热解汽油馏分与更重质物质分离。在一个或多个外部泵唧循环回路中，使用间接换热器将从初级分馏器排出的油冷却然后返回到该初级分馏器或直接骤冷点。[0013]具有与其相关的泵唧循环的初级分馏器是整个裂化系统中最为昂贵的构件。初级分馏器塔本身是工艺中最大的单件设备，通常对于中型液体裂化器来说，其直径为大约二十五英尺，高度超过一百英尺。该塔是较大的，因为它实际上在大量低压气体存在下分馏两种少量组分，即焦油和热解汽油。泵唧循环回路同样是较大的，在中型裂化器的情况下，每小时处理超过3百万磅/小时的循环油。泵唧循环线路中的换热器必须较大，原因在于高流量、以有用水平回收热所必须的紧温差(temperature approach)，以及结垢的容限。[0014]此外，初级分馏器具有许多其它的限制和问题。具体来说，热传递发生两次，即从气体到塔内部的泵唧循环液体然后从该泵唧循环液体到外部冷却设施。这实际上需要对两个热交换系统的投资，并对除热要求两个温差(或差量)，从而降低热效率。[0015]此外，尽管焦油和汽油料流之间发生分馏，这两种料流通常必须进一步加工。有时，需要对焦油进行汽提以除去轻质组分，而汽油可能需要进行再分馏以达到它的终点规格。[0016]此外，初级分馏器塔和其泵唧循环回路易于结垢。焦炭在-->该塔的底部部分聚集并且必须在设备检修过程中最终除去。泵唧循环回路也受结垢影响，从而需要从过滤器中除去焦炭并且定期清理结垢的换热器。塔中的塔板和填料有时受结垢影响，这可能限制设备生产。系统还含有显著存量的可燃液体烃，这从固有安全性观点出发是不合乎需要的。[0017]本专利技术设法提供用于处理热解装置排出物，尤其是来自石脑油的蒸汽裂化排出物的简化方法，该方法使有用的热能的回收最大化而不会使冷却设备结垢并且该方法排除了对初级分馏器塔及其辅助设备的需要。[0018]美国专利4,279,733和4,279,734提出了使用骤冷器、间接换热器和分馏器冷却排出物的裂化方法，所述排出物由蒸汽裂化产生。[0019]美国专利4,150,716和4,233,137提出了包括预冷区、热回收区和分离区的热回收设备；其中在预冷区中，让由蒸汽裂化产生的排出物与喷射的骤冷油接触。[0020]Lohr等人的“Steam-cracker Economy Keyed toQuenching”，Oil&Gas Journal，第76卷(第20期)，第63-68页(1978)提出了二阶段骤冷，其包括用输送管线换热器间接骤冷以产生高压蒸汽以及用骤冷油直接骤冷以产生中压蒸汽。[0021]美国专利5,092,981和5,324,486提出了用于由蒸汽裂化炉产生的排出物的二阶段骤冷方法，其包括：用来迅速冷却炉子排出物和产生高温蒸汽的主输送管线换热器以及用来将炉子排出物冷却到尽可能低到与有效的初级分馏器或骤冷塔性能一致的温度并产生中到低压蒸汽的副输送管线换热器。[0022]美国专利5,107,921提出了具有不同管直径的多个管程的输送管线换热器。美国专本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于来自烃热解工艺装置的气态排出物的处理方法，该方法包括：　　　　（ａ）让该气态排出物穿过至少一个主换热器，从而冷却该气态排出物，　　　　（ｂ）让来自步骤（ａ）的气态排出物穿过至少一个具有换热表面的副换热器，该换热表面维持在使得该气态排出物的一部分冷凝以在所述表面上形成液体涂层的温度下，从而进一步将该气态排出物的剩余部分冷却到使由热解工艺形成的焦油冷凝的温度；和　　　　（ｃ）将该冷凝的焦油和气态排出物分离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-7-8 11/178,1581.用于来自烃热解工艺装置的气态排出物的处理方法，该方法包括：(a)让该气态排出物穿过至少一个主换热器，从而冷却该气态排出物；(b)让来自步骤(a)的气态排出物穿过至少一个具有换热表面的副换热器，该换热表面维持在使得该气态排出物的一部分冷凝以在所述表面上形成液体涂层的温度下，从而进一步将该气态排出物的剩余部分冷却到使由热解工艺形成的焦油冷凝的温度；和(c)将该冷凝的焦油和气态排出物分离。2.权利要求1的方法，其中将所述换热表面维持在小于使焦油冷凝的温度下。3.权利要求1或2中任一项的方法，其中将所述换热表面维持在小于599(315℃)的温度下。4.上述权利要求中任一项的方法，其中将所述换热表面维持在300-500(148-260℃)之间的温度下。5.上述权利要求中任一项的方法，其中所述换热表面垂直地布置并且通过与向下垂直流过所述至少一个副换热器的传热介质间接热交换而维持在所述温度下。6.上述权利要求中任一项的方法，其中所述换热表面通过与水间接热交换而维持在所述温度下，并且将在该至少一个副换热器中加热的水用作该主换热器中的热交换介质。7.上述权利要求中任一项的方法，其中步骤(c)包括让来自副换热器的排出物流到焦油分离鼓。8.上述权利要求中任一项的方法，包括步骤(d)：将步骤(c)中除去焦油之后剩余的排出物进一步冷却以从中冷凝热解汽油馏分和使该排出物的温度降低到小于212(100℃)。9.权利要求8的方法，其中通过用水直接骤冷进行步骤(d)。10.权利要求8的方法，其中通过间接热交换进行步骤(d)。11.上述权利要求中任一项的方法，其中通过将在大约104-大约356(40℃-大约180℃)的温度范围中沸腾的烃原料热解制备所述气态排出物。12.用于来自烃热解工艺装置的气态排出物的处理方法，该方法包括：(a)让该气态排出物穿过至少一个主换热器，从而冷却该气态排出物；(b)让来自步骤(a)的所述气态排出物穿过至少一个具有换热表面的副换热器，该换热表面维持在使得该气态排出物的一部分冷凝以在所述表面上形成液体涂层的温度下，从而进一步将该气态排出物的剩余部分冷却到使在所述气态排出物中的由热解工艺形成的焦油的至少一部分冷凝的温度；(c)让来自步骤(b)的排出物穿过至少一个分离鼓，在那里，冷凝的焦油和气态排出物分离；并且然后(d)将来自步骤(c)的气态排出物的温度降低到小于212(100℃)。13.权利要求12的方法，其中将所述换热表面维持在小于599...

【专利技术属性】
技术研发人员：RD斯特莱克，JR梅辛杰，
申请(专利权)人：埃克森美孚化学专利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]