本发明专利技术涉及一种抑制烃类蒸汽裂解装置和急冷锅炉结焦的方法，该方法包括在裂解炉的热备期间，用溶胶组合物对烃类蒸汽裂解装置进行预处理，并在裂解炉投油运行期间，将液态的结焦抑制剂持续注入裂解炉。通过对烃类蒸汽裂解装置进行预处理及持续注入结焦抑制剂的方法，不仅可抑制裂解炉管金属的催化结焦效应，而且能抑制裂解炉管金属的渗碳和性能恶化。本发明专利技术的方法简单易行，不仅成本低，而且不会对乙烯厂的下游系统造成影响，同时能有效抑制裂解炉的结焦，从而延长裂解炉的使用寿命及运行周期。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种抑制烃类蒸汽裂解装置和急冷锅炉结焦的方法。
技术介绍
在热裂解法生产乙烯装置中，裂解炉是最关键的核心设备，乙烯生产能耗的60％左右消耗于裂解炉。裂解炉管是乙烯装置中操作温度最高的构件，在炉管内进行烃的裂解反应，由于发生聚合、缩合等二次反应，因此不可避免地会在裂解炉管内壁和急冷锅炉管内壁生成焦垢。结焦使管壁热阻增加，传热系数降低，壁温升高并出现局部过热现象，缩短炉管寿命；结焦使裂解过程能耗升高，炉管内径变小，流体压降增加，处理量减少，烯烃收率降低。因此，人们提出了很多方法以抑制焦碳在烃类蒸汽裂解炉管内壁及急冷锅炉换热管内壁上的沉积，从而达到延长裂解炉运行时间的目的。采用向裂解原料或稀释蒸汽中添加结焦抑制剂的方法，可降低结焦速度、改变焦结构，或将焦碳催化汽化，从而达到减少结焦、延长裂解炉运行周期的目的。由于添加结焦抑制剂的方法具有操作简单、不需改变工艺条件、易于在工业装置上实施等特点，因此是目前石油化工领域抑制乙烯装置裂解炉结焦的首选方法。工业上采用的向裂解炉中添加结焦抑制剂的方法通常分为以下两种：一种称为预处理方法，主要抑制裂解炉管金属表面的催化结焦，即在裂解炉烧焦后的热备期间，向裂解炉中注入某种可钝化裂解炉管金属表面的物质，注入时间为1～20小时；另一种称为持续注入方法，主要抑制裂解反应过程中不断产生的自由基结焦及缩合结焦，即在裂解炉投油运行期间，向裂解炉中持续注入某种可抑制结焦生成的物质，直至裂解炉运行结束。上述两种向裂解炉中添加结焦抑制剂来抑制裂解炉结焦的方法虽具有一定的效果，但仍不能满足工厂的需-->求，有待进一步改进和提高。法国阿托菲纳公司在CN 1399670A中公开了一种减少裂解反应器中结焦的方法，采用含有至少一种硅化合物和至少一种硫化合物的水蒸汽气流对裂解反应器进行预处理，提出Si∶S的原子比为5∶1至1∶5，优选为2∶1至1∶2，这种方法认为硫和硅之间存在协同作用，但此作用如何实现，并没有披露，本领域公认的实际情况是，硫和硅在过程中所起的作用是不一样的，将二者同时加入，并不能达到最佳效果。CN 1236827A中公开了一种抑制和减缓烃类高温裂解中焦炭形成与沉积的方法，采用硫化氢、有机硫化合物、有机磷化合物及有机硫磷化合物的一种或几种的混合物对热裂解设备进行预处理，但是抑制结焦的效果不很理想。US 4297246A中公开了一种在金属基质上提供涂层，以抑制暴露在气流中的金属表面上炭层的沉积，使用高浓度的CeO2、SiO2、ZrO2等溶胶以浸渍方式处理试验室的金属样片，但是，如果在裂解炉中使用高浓度溶胶，会给下游系统造成影响，甚至会污染下游产品；此外，US 4297246A中公开的方法工序多，操作条件繁琐，不仅成本高，技术复杂，不易掌握，而且在工业上无法实现。该技术并未提供一种将上述溶胶应用于处理高温裂解炉管的方法。
技术实现思路
本专利技术提供了一种抑制烃类蒸汽裂解装置和急冷锅炉结焦的新方法，包括在裂解炉烧焦后的热备期间，用含有选自硅溶胶、铝溶胶和钛溶胶中至少一种的溶胶组合物对裂解炉进行预处理；并在裂解炉投油运行期间，将液态的硫化合物和磷化合物中的至少一种化合物和/或至少一种硫磷化合物作为结焦抑制剂持续注入裂解炉。此方法简单易行，成本低，不会对乙烯厂的下游系统造成影响，能有效抑制裂解炉的结焦和渗碳，从而延长裂解炉的使用寿命及运行周期。在本专利技术的方法中，所述的裂解炉的烧焦后的热备期间是指裂解炉在烧焦结束后、正式投油运行前，通入蒸汽并达到裂解所需温度，具备通入原料进行-->裂解的阶段；所述的裂解炉的投油运行期间是指裂解炉经热备达到裂解所需条件后通入裂解原料正式运行的阶段。具体的，本专利技术的抑制烃类蒸汽裂解装置和急冷锅炉结焦的方法包括下列步骤：1)在裂解炉的热备期间，在压力0.1～0.8Mpa的条件下，用含有选自硅溶胶、铝溶胶和钛溶胶中的至少一种的溶胶组合物对裂解炉进行预处理1～6小时，以溶胶组合物重量计，所述的溶胶组合物中纯氧化物的质量浓度为0.1～10％；2)在裂解炉投油运行期间，将液态的结焦抑制剂持续注入裂解炉，其中所述的结焦抑制剂为：硫化合物和磷化合物中的至少一种化合物和/或至少一种硫磷化合物。在本专利技术的方法中，优选所述的溶胶组合物选自氧化硅溶胶、氧化铝溶胶、氧化钛溶胶和硅酸铝溶胶的水溶液中的至少一种。在本专利技术的方法中，优选所述的溶胶组合物中的溶胶含有选自硅溶胶、铝溶胶和钛溶胶中的至少两种，即硅溶胶和铝溶胶、硅溶胶和钛溶胶、铝溶胶和钛溶胶两两一起使用或者三种溶胶一起使用；其中，所述的氧化硅溶胶、氧化铝溶胶和氧化钛溶胶中纯氧化物氧化硅、氧化铝和氧化钛的用量摩尔比为x∶y∶z，当x＝0时，y、z在y＝0.2～1 0，z＝0.2～10内选择；当y＝0时，x、z在x＝1～20，z＝0.2～10内选择；当z＝0时，x、y在x＝1～20，y＝0.2～10内选择；优选x＝1～10，y＝0.2～5，z＝0.2～5。在本专利技术的一个优选实施方案中，以溶胶组合物重量计，所述的溶胶组合物中纯氧化物的质量浓度为0.5～5％。在本专利技术的方法所述的步骤(2)中，优选所述的结焦抑制剂中的硫化合物选自二甲基二硫、二硫化碳、二甲基亚砜、噻吩和硫醇中的一种或多种；磷化合物选自磷酸酯和亚磷酸酯中的一种或多种；硫磷化合物选自甲基硫环磷、乙-->基硫环磷和硫代磷酸酯中的一种或多种。更优选，所述的硫醇选自丁硫醇、2，3-二巯基-1-丙醇、1，2-乙二硫醇和1，6-己二硫醇中的一种；所述的硫代磷酸酯选自乙硫磷、三丁基磷酸三硫酯、甲拌磷、硫特普、O，O’-二乙基二硫代磷酸酯、丰丙磷、砜拌磷、马拉硫磷、特丁磷、治螟磷、灭克磷和异丙磷中的一种或它们的混合物。在本专利技术的方法所述的步骤(2)中，优选所述的结焦抑制剂为硫化合物和磷化合物的混合物时，所述混合物中硫元素与磷元素的原子摩尔比为S∶P＝1～20∶1，优选为S∶P＝1～5∶1。在本专利技术的方法所述的步骤(2)中，将所述的结焦抑制剂随裂解原料一起注入裂解炉中，其中所述的结焦抑制剂的注入量与裂解原料的重量比为20～200×10-6，优选为50～100×10-6。在本专利技术的方法的具体实施中，优选在裂解炉处于热备的700～1000℃的温度下进行裂解炉的预处理，在300～500℃的温度下，进行位于该裂解炉后面的换热器的金属表面的预处理。优选，所述的溶胶组合物或结焦抑制剂与载气一起，以占载气总重量1～30wt％的量注入裂解炉，所述的载气选自水蒸汽、氮气和惰性气体中的一种；其中所述的载气的注入量与裂解原料的重量比为3×10-4～15×10-4。更优选，所述的溶胶组合物或结焦抑制剂以占载气总重量5～20wt％的量注入裂解炉。所述载气的注入量与裂解原料的重量比为5×10-4～8×10-4。在本专利技术的方法的具体实施中，所述的溶胶组合物或结焦抑制剂可以从裂解炉的对流段或横跨段进入裂解炉。在本专利技术的一个优选实施方案中，本专利技术的方法包括：1)在裂解炉的热备期间(700～1000℃)，用载气将含有硅溶胶、铝溶胶和钛溶胶中的至少一种溶胶的溶胶组合物，随原料烃或稀释蒸汽从对流段注入裂解炉，或从裂解炉的横跨段注入裂解炉，对裂解炉进行预处理1～6小时，以溶胶组合物重量计，所述-->的溶胶组合物中纯氧化物本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种抑制烃类蒸汽裂解装置和急冷锅炉结焦的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：１）在裂解炉的热备期间，在压力０．１～０．８Ｍｐａ的条件下，用含有选自硅溶胶、铝溶胶和钛溶胶中的至少一种的溶胶组合物对裂解炉进行预处理１～６小时，以溶胶组合物重量计，所述的溶胶组合物中纯氧化物的质量浓度为０．１～１０％；２）在裂解炉投油运行期间，将液态的结焦抑制剂持续注入裂解炉，其中所述的结焦抑制剂为：硫化合物和磷化合物中的至少一种化合物和／或至少一种硫磷化合物。
【技术特征摘要】
CN 2006-10-26 200610114059.91.一种抑制烃类蒸汽裂解装置和急冷锅炉结焦的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：1)在裂解炉的热备期间，在压力0.1～0.8Mpa的条件下，用含有选自硅溶胶、铝溶胶和钛溶胶中的至少一种的溶胶组合物对裂解炉进行预处理1～6小时，以溶胶组合物重量计，所述的溶胶组合物中纯氧化物的质量浓度为0.1～10％；2)在裂解炉投油运行期间，将液态的结焦抑制剂持续注入裂解炉，其中所述的结焦抑制剂为：硫化合物和磷化合物中的至少一种化合物和/或至少一种硫磷化合物。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的溶胶组合物中的溶胶选自氧化硅溶胶、氧化铝溶胶、硅酸铝溶胶和氧化钛溶胶中的至少一种。3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的溶胶组合物中的溶胶含有选自氧化硅溶胶、氧化铝溶胶和氧化钛溶胶中的至少两种，其中，所述的氧化硅溶胶、氧化铝溶胶和氧化钛溶胶的用量，以所述的溶胶组合物中纯氧化物的用量摩尔比为x∶y∶z计，其中x＝0～20，y＝0～10，z＝0～10。4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的溶胶组合物包括选自氧化硅溶胶、氧化铝溶胶和氧化钛溶胶的水溶液中的至少两种；以溶胶组合物重量计，所述的溶胶组合物中纯氧化物的质量浓度为0.5～5％，所述的溶胶组合物中氧化硅溶胶、氧化铝溶胶、氧化钛溶胶中纯氧化物的用量摩尔比为x∶y∶z，其中x＝1～10，y＝0.2～5，z＝0.2～5。5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的结焦抑制剂中的硫化合物选自二甲基二硫、二硫化碳、二甲基亚砜、噻吩和硫醇中的一种或多种；磷化合物选自磷酸酯和亚磷酸酯中的一种或多种；硫磷化合物选自甲基硫环磷、乙基硫环磷和硫代磷酸酯中...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈硕，王红霞，杜志国，杨元一，
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：11[中国|北京]
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