蒸汽裂解重质烃原料的方法技术

裂解重质烃的方法，其包括加热重质烃原料，将该重质烃原料与流体和／或一级稀释蒸汽料流混合形成混合物，闪蒸该混合物形成蒸气相和液相，分离和裂解该蒸气相，并在转移管路交换器中冷却产品排出物，其中与重质烃原料混合的流体和／或一级稀释蒸汽料流的量将根据该方法的至少一种选择的操作参数（如在进入闪蒸／分离器容器之前闪蒸料流的温度）而变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蒸汽裂解重质烃原料的方法专利
本专利技术涉及含有相对非挥发性烃类和其它污染物的烃类的裂解。专利技术背景蒸汽裂解，也称为热解，长期以来用于将各种烃原料裂解成烯烃，优选轻质烯烃如乙烯、丙烯和丁烯。常规的蒸汽裂解采用具有如下两个主要区段的热解炉：对流区段和辐射区段。烃原料典型地作为液体(作为蒸气进入的轻质原料除外)进入到该炉的对流区段，其中烃原料通常通过与来自辐射区段的热烟道气间接接触和通过与蒸汽直接接触而被加热和蒸发。蒸发的原料和蒸汽混合物然后被引入到辐射区段中，在其中发生裂解。包括烯烃的所得产物离开热解炉，进行更下游的加工(包括骤冷)。热解包括对原料进行足够的加热以引起较大分子的热分解。然而，热解过程产生了倾向于结合形成被称为焦油的高分子量物质的分子。焦油是高沸点、粘性、反应性的物质，它在一定条件下可沾污设备。通常，含有较高沸点物质的原料有产生更大量的焦油的趋势。在热解排出物离开蒸汽裂解炉之后焦油的形成可以通过将离开该热解单元的排出物的温度快速降低到一定水平来最大程度地减少，在该水平下形成焦油的反应大大地减慢。这一冷却(它可以在一个或多个步骤中使用一种或多种方法来实现)被称为骤冷。常规的蒸汽裂解系统已经有效地用于裂解高质量原料，后者含有大分数的轻质挥发性烃，如瓦斯油和石脑油。然而，从经济学上看蒸汽裂解有时有利于裂解较低成本的重质原料，例如作为非限制性实例的原油和常压渣油。原油和常压渣油常常含有高分子量、非挥发性且沸点超过1100(590℃)的组分。这些原料的非挥发性组分作为焦油沉积在常规热解炉的对流区段中。在较轻组分完全蒸发的那一位点的-->下游的对流区段中仅仅可容忍存在极低水平的非挥发性组分。在大多数的工业化石脑油和瓦斯油裂解器中，来自裂解炉的排出物的冷却通常通过使用转移管路热交换器系统，一级分馏塔，以及水骤冷塔或间接冷凝器来实现。在转移管路交换器(transfer lineexchanger)中产生的蒸汽可用于驱动大的蒸汽涡轮，后者为在乙烯生产设备中使用的主要压缩机提供动力。为了在蒸汽涡轮中获得高的能量效率和功率产生，有必要使在转移管路交换器中产生的蒸汽过热。转移管路交换器与它们的相应高压蒸汽过热器在常规蒸汽裂解炉(例如，裂解石脑油原料)的综合利用已经示于文章“SpecialtyFurnace Design：Steam Reformers and Steam Crackers”(T.A.Wells，M.W.Kellogg Company，1988 AIChE Spring National Meeting)的图7中。裂解较重的原料(如煤油和瓦斯油)，会产生大量的焦油，其导致在炉的辐射区段中快速焦化以及在转移管路交换器(在较轻液体裂解设备中是优选的)中的积垢。另外，在运输过程中一些石脑油被含有非挥发性组分的重质原油所污染。常规的热解炉没有加工渣油、原油、或许多渣油或原油-污染的瓦斯油或已经被非挥发性组分污染的石脑油的灵活性。为了解决焦化问题，美国专利3,617,493(它被引入这里供参考)公开了原油原料的外部蒸发鼓的使用并公开了采用第一次闪蒸除去作为蒸气的石脑油和采用第二次闪蒸除去具有在450和1100(230和590℃)之间的沸点的蒸气。该蒸气在热解炉中裂解成烯烃并且来自两个闪蒸罐中的所分离的液体被排出，用蒸汽汽提，和用作燃料。US专利3,718,709(它被引入这里供参考)公开了最大程度减少焦炭沉积的方法。它描述了在热解炉之内或之外将重质原料预热，以用过热蒸汽蒸发约50％的重质原料并除去残留、所分离的液体。对蒸发的烃(它主要含有轻质挥发性烃)进行裂解。US专利5,190,634(它被引入这里供参考)公开了通过在有少而关键性量的氢在对流区段中的存在下预热原料，来抑制炉内焦炭形成的-->方法。氢在对流区段中的存在抑制了烃的聚合反应，因此抑制了焦炭形成。US专利5,580,443(它被引入这里供参考)公开了一种方法，其中首先将原料预热和然后从在热解炉的对流区段中的预热器排出。该预热的原料然后与预定量的蒸汽(稀释蒸汽)混合并随后被引入到气-液分离器中以便从分离器中分离和除去所需比例的为液体的非挥发性物质。来自气体-液体分离器的所分离的蒸气被送回到热解炉中供加热和裂解用。在采用闪蒸将重质液体烃馏分与较轻质的烃馏分(它能够在热解炉中加工)分离时，重要的是进行分离以使大多数的非挥发性组分处于液相中。否则，在蒸气中的重质、会形成焦炭的非挥发性组分被携带进入到炉中引起焦化问题。已发现离开闪蒸器的蒸气与液体比率的控制是困难的，因为牵涉到许多变量，其中包括进入闪蒸器的蒸汽的温度。进入闪蒸器的料流的温度将随着炉负荷变化而改变。当炉处于全负荷下时温度是较高的，而当炉处于部分负荷下时温度是较低的。进入到闪蒸器中的料流的温度也会根据在加热原料的炉中的烟道气温度而变化。烟道气温度进而根据在炉中发生的焦化程度而改变。当炉是清洁的或非常轻度地焦化时，烟道气温度低于当该炉严重焦化时的烟道气温度。烟道气温度也随着在炉的燃烧器上实施的燃烧控制而变化。当炉是在烟道气中有低水平的过量氧下操作时，在对流区段的中部区域到上部区域中的烟道气温度将低于当该炉是在烟道气中有较高水平的过量氧下操作时的相应烟道气温度。共同待审的US申请序列No.10/188,461(2002年7月3日申请，它被引入这里供参考)描述了优化在重质烃原料中所含的挥发性烃的裂解以及减少和避免焦化问题的一种有利控制的方法。它提供了通过保持进入闪蒸器的料流的相对恒定温度来保持离开闪蒸器的蒸气与液体的相对恒定比率的一种方法。更具体地说，通过在闪蒸之前自动调节与重质烃原料混合的流体料流的量，来保持闪蒸料流的恒定温度。-->该流体可以是水。为了避免在对流区段的第一阶段预热中的焦炭沉积(和在辐射和骤冷系统中的过度焦化)，通常将混合和部分蒸发的原料和稀释蒸汽料流在该原料完全蒸发之前以及在对流区段管道中形成过高的膜温度之前从对流区段中排出。过高的膜温度，如高于约950(510℃)到高于约1150(620℃)(取决于原料)，根据推理会导致由重质烃原料流的重尾馏分的过多焦炭形成。本专利技术提供了转移管路交换器与US申请序列No.10/188,461的专利技术的联合使用以便允许更高效的骤冷操作(尽管有重质烃原料)。它此外提供了一种最佳化方式，使得在转移管路交换器中产生的蒸汽被过热，要求对闪蒸器上游的膜温度加以控制以便减少在该炉的对流区段中的焦化。专利技术概述本专利技术提供了裂解重质烃原料的方法，其包括加热重质烃原料，将该重质烃原料与流体混合形成混合物料流，闪蒸该混合物料流形成蒸气相和液相，除去该液相，在热解炉的辐射区段中裂解该蒸气相产生包含烯烃的排出物，和使用转移管路交换器骤冷该排出物，其中与重质烃原料混合的流体的量根据该方法的至少一种选择的操作参数而变化。所述流体可以是烃或水，优选水。在本专利技术的方法中控制的操作参数的一些非限制性实例是在混合物料流被闪蒸之前混合物料流的温度、闪蒸的压力、闪蒸的温度、混合物料流的流量、和/或在炉的烟道气中的过量氧。用于本专利技术的重质烃原料可以包括下列的一种或多种：蒸汽裂解瓦斯油和渣油，瓦斯油，燃料油，喷气式发动机燃料，柴油，煤油，汽油，焦化石脑油，蒸汽裂解石脑油本文档来自技高网...

【技术保护点】
裂解重质烃原料的方法，该方法包括：（ａ）加热重质烃原料；（ｂ）将该重质烃原料与流体混合形成混合物料流；（ｃ）闪蒸该混合物料流形成蒸气相和液相；（ｄ）在闪蒸／分离容器中除去该液相；（ｅ）在热解炉的辐射区 段中裂解该蒸气相产生包含烯烃的排出物，所述热解炉包括辐射区段和对流区段；和（ｆ）使用转移管路交换器骤冷该排出物，其中与重质烃原料混合的流体的量根据该方法的至少一种选择的操作参数而变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-3-22 60/555,2821.裂解重质烃原料的方法，该方法包括：(a)加热重质烃原料；(b)将该重质烃原料与流体混合形成混合物料流；(c)闪蒸该混合物料流形成蒸气相和液相；(d)在闪蒸/分离容器中除去该液相；(e)在热解炉的辐射区段中裂解该蒸气相产生包含烯烃的排出物，所述热解炉包括辐射区段和对流区段；和(f)使用转移管路交换器骤冷该排出物，其中与重质烃原料混合的流体的量根据该方法的至少一种选择的操作参数而变化。2.权利要求1的方法，进一步包括通过在步骤(b)和(c)之间在热解炉中的第一对流区段管簇中与烟道气间接接触来加热混合物料流，所述热解炉包括辐射区段和对流区段；所述对流区段包括第一对流区段管簇，第二对流区段管簇，和第三对流区段管簇；以及所述烟道气从该炉的辐射区段流入到对流区段。3.权利要求1或2的方法，进一步包括使用转移管路交换器产生高压蒸汽。4.权利要求3的方法，进一步包括在第三对流区段管簇中过热该高压蒸汽，对第三对流区段管簇进行定位，使得离开热解炉的辐射区段的烟道气在接触第一对流区段管簇之前接触第三对流区段管簇。5.任何前述权利要求的方法，其中该方法的至少一种操作参数是在混合物料流闪蒸之前混合物料流的温度。6.任何前述权利要求的方法，其中该至少一种操作参数是以下的至少一种：闪蒸/分离容器的压力、闪蒸/分离容器的温度、混合物料流的流量、和在炉的烟道气中的过量氧。7.任何前述权利要求的方法，其中该重质烃原料包括下列的一种或多种：蒸汽裂解瓦斯油和渣油，瓦斯油，燃料油，喷气式发动机燃料，柴油，煤油，汽油，焦化石脑油，蒸汽裂解石脑油，催化裂解石脑油，加氢裂解产物，重整产品，提余油重整产品，费-托液体，费-托气体，天然汽油，馏出物，直馏石脑油，原油，常压管式炉油脚，包括油脚的减压管式炉料流，宽沸程石脑油到瓦斯油冷凝物，来自炼油厂的重质非直馏烃料流，真空瓦斯油，重质瓦斯油，被原油污染的石脑油，常压渣油，重质渣油，C4/残油掺混物，石脑油/残油掺混物，瓦斯油/残油掺混物，和原油。8.任何前述权利要求的方法，其中该重质烃原料通过在与流体混...

【专利技术属性】
技术研发人员：JN麦克考伊，DB斯派瑟，RC斯蒂尔，
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]