多区域裂化炉制造技术

本发明专利技术提供一种改进型裂解炉（２），该裂解炉设置有多个能够相互隔开并独立执行裂解操作的区域（１２，１４，１８，２０）。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
多区域裂化炉
本专利技术整体上涉及一种用于热裂解碳氢化合物原料的装置。具体而言，本专利技术涉及一种用于提高裂化炉的操作灵活性的装置。
技术介绍
石油化学工业长期以来一直使用碳氢化合物原料来生产有价值的烯烃类材料，例如乙烯和丙烯。典型地说，商业运作一直都是采用通常为气态的碳氢化合物例如乙烷和丙烷作为原料来进行的。由于较轻的碳氢化合物已经被消耗掉，而且降低了获得较轻碳氢化合物的可能性，因此近年来，石油工业要求对较重的碳氢化合物例如挥发油和汽油进行裂化处理。一种用碳氢化合物原料制造烯烃的常规方法就是热裂解方法。在该方法中，碳氢化合物在高温下产生裂解，从而生产出含有1至4个碳原子的烃类化合物，尤其是对应的烯族烃。一般情况下，需要裂解的碳氢化合物被输送到一个包括有对流区域和辐射加热区域的高炉内。碳氢化合物首先在对流区域内被预先加热到低于开始有效反应的温度；此后，碳氢化合物被运送到辐射区，在该区域内，碳氢化合物受到来自辐射燃烧器的强热作用。传统高炉和加工方法的实例如美国专利No.3,487,121(Hallee)和美国专利No.5,147,511(Woebcke)所示。例如在现有技术中，使用裂解炉火焰加热器提供裂解反应所需的热量。原料流过裂解炉内的多个线圈，这些线圈以能够提高流过线圈的碳氢化合物的传热性能的方式设置。然后，最好直接或间接骤冷已经裂解的流出物，以使反应结束。在传统的线圈热解方法中，还采用稀释蒸气来协助减少在裂解线圈上形成的焦碳量。近年来，石油工业需要建设具有更大生产能力而且需要较少反应器的更大规模的工厂。因此，在本领域内就需要开发出规模更大的高炉，而且这种高炉还要足够灵活地处理各种不同的原料，从而生产出各种不同的烯族烃产品。由于每种不同的原料和所需的产品构成需要采用不同的反应条件，主要是反应温度和反应停留时间，因此目前看-->来没有一种高炉工艺符合要求。已经证明：在现有技术中，在单个高炉中既能够满足提高生产能力要求又能够满足灵活性要求的尝试均告失败。因此，如果能够开发出一种可以解决上述现有技术中存在的问题的高炉，那么本领域将会有显著的进步。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够提高将碳氢化合物高温热解成烯族烃的灵活性的改进型装置和方法。因此，本专利技术提出一种用于使碳氢化合物原料产生裂解从而形成烯族烃的高炉，这种高炉包括：(a)至少一个火焰辐射腔，其中每个火焰辐射腔都被一个火焰辐射腔分隔机构划分成至少两个隔开且独立的辐射区；(b)至少一个设置在每个火焰辐射腔内的辐射燃烧器；(c)一个与所述火焰辐射腔直接连通的对流腔室；(d)至少一个用于各个隔开并独立的辐射区域内的工艺处理线圈，其中每个工艺处理线圈都延伸穿过对流腔室的至少一部分并在离开高炉前延伸到隔开并独立的辐射区域之一内；(e)一条用于排出烟气的烟道，其设置在对流高炉的顶部；和(f)一个用于独立控制设置在每个隔开并独立的辐射区域内的辐射燃烧器的机构。附图说明图1为本专利技术的一个实施例的示意图；图2为本专利技术的一个实施例的顶部剖视图。具体实施方式现参照图1的热解炉，对本专利技术的多区域裂解炉进行说明，其具有四个隔开并独立的裂解区域。但是，应该理解：本申请并非局限于该详细说明，由该详细说明给本领域技术人员带来的启示所产生的所有显而易见的修改都落入本申请和所附权利要求书的范围内。参照图1和2，图中示出了本专利技术的多区域热解炉2。该热解炉2设置有一个对流区域4、一个第一火焰辐射腔6和一个第二火焰辐射腔8。第一火焰辐射腔6设置有一个分隔壁10，以将第一辐射腔6分隔成一个第一隔开并独立的辐射区域12和一个第二隔开并独立的辐射区域14。第二火焰辐射腔8设置有一个分隔壁16，目的是将第二辐射腔8分隔成一个第三隔开并独立的辐射区域18和一个第四隔开并独立的辐射区域-->20。在图1和2所示的实施例中，分隔壁10和16将各个辐射腔分别分隔成面积大体相等的隔开并独立辐射区域。但是，本领域的技术人员应该知道：该分隔壁可以设置在腔室内，从而形成面积不等的隔开并独立辐射区域。此外，还可以在热解炉的辐射腔内采用一个以上的分隔壁或任意个分隔壁的组合。例如，在该第一辐射腔内，可采用两个分隔壁将第一辐射腔分隔成三个面积相等的独立辐射区域；在第二辐射腔内，可以采用三个分隔壁将第二辐射腔分隔成四个不等的独立辐射区域。分隔壁仅由能够承受反应器中辐射区内高温的材料制成，而该温度可能超过2200°F。因此，分隔壁可由传统的耐火砖构成。分隔壁还可以由象Nextel这样的织物类材料制成，或也可以是一种由该织物类材料单独制成或与陶瓷纤维材料组合而成的隔帘。在这类实施例中，隔帘悬挂在一个杆状支架上。当然，也可以采用其它能够提供类似热性能的材料。Nextel是3M公司的一个商品名称，其用于表示一个系列的陶瓷纤维织物产品。Nextel纤维由合成物前体制成，而不是由一般用于制造陶瓷的熔融状耐火氧化物制成。合成纤维以可控制的直径被加工成连续的长度，接着使其热解，从而将该合成材料转化成陶瓷。该连续的细丝状的陶瓷纤维被捻成纱线并纺成能够用于织造、编织、机织或捻成各种织物产品形式，这包括用于制成本专利技术的隔帘的纤维。本专利技术所用的优选材料就是由铝/硅/硼构成的Nextel 312。当然，还可以考虑采用Nextel 440。对于实施本专利技术而言，重要的一点在于：将分隔壁构造成能够使独立辐射区域之一内的状态基本不对相邻独立辐射区域内的状态产生影响。这样，就可以如下所述通过调整沿区域的壁和/或底板设置的辐射燃烧器对每个相邻辐射区域内的状态进行隔开且独立地控制。参照图1可以看出：热解炉2包括一个外壁22、设置在中央位置上的壁24、顶板26、底板28和一个腔室隔离底板30。传统的壁燃烧器32沿外壁22和中央设置壁24按阵列设置。其它传统的底板燃烧器34以矩阵的形式设置在底板28上。可以以传统的方式通过通向各个燃烧器(未示出)的集管、总管或独立管路向燃烧器32和34供给天然气或其它可-->燃气体或均匀喷射的燃料。在本文中，没有必要对辐射热燃烧器的具体类型和细节加以说明，因为这在本领域内已经是公知和通用的。任何类型的能够通过辐射提供几乎全部热量的辐射热燃烧器都可以采用。对于本专利技术而言，重要的一点在于：设置在每个独立辐射区域内的每个燃烧器或燃烧器组可被隔开地和独立地控制，例如通过调节供给辐射燃烧器中的燃料量。这样，就可以对各个隔开的和独立的辐射区域内的裂解温度进行隔开地和独立地控制。这种热解炉还设置有一个用于将燃烧器内的烟气从管路38中排出的烟道36。图1所示的热解炉2还设置有四个工艺处理线圈。第一工艺处理线圈40在设置于对流腔室4内的交换器42中被预先加热，接着继续在第一隔开且独立的辐射区12内加热。第二工艺处理线圈44在设置于对流腔室4内的交换器46中被预先加热，接着继续在第二独立辐射区14内加热。第三工艺处理线圈48在交换器50内预热，接着继续在第三独立辐射区18内加热。第四工艺处理线圈52在交换器52内预热，然后继续在第四独立辐射区20内加热。在图2中，例如四个辐射区10、14、18和20中的每个辐射区都分别设置有两个工艺处理线圈40A、40B、44A、44B、48A、48B、52A和52B。每个工艺处理线圈都可以独立具有单独本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于裂解碳氢化合物原料从而形成烯族烃的高炉，所述高炉包括： （ａ）至少一个火焰辐射腔，其中所述辐射腔被一个火焰辐射腔分隔机构分隔成至少两个相互隔开并独立的辐射区域； （ｂ）至少一个设置在所述火焰辐射腔的各个所述区域内的辐射燃烧器； （ｃ）一个与所述火焰辐射腔直接连通的对流腔室； （ｄ）至少一个用于每个所述隔开并独立的辐射区域的工艺处理线圈，其中每个所述工艺处理线圈都延伸穿过至少一部分所述对流腔室并在离开所述高炉前延伸到所述独立辐射区域之一内； （ｅ）一个用于排出烟气的烟道，其设置在所述高炉的所述对流腔室的顶部； （ｆ）一个用于独立控制每个所述隔开并独立的辐射区域内的辐射燃烧器的机构。

【技术特征摘要】
US 2000-1-28 09/493,3501.一种用于裂解碳氢化合物原料从而形成烯族烃的高炉，所述高炉包括：(a)至少一个火焰辐射腔，其中所述辐射腔被一个火焰辐射腔分隔机构分隔成至少两个相互隔开并独立的辐射区域；(b)至少一个设置在所述火焰辐射腔的各个所述区域内的辐射燃烧器；(c)一个与所述火焰辐射腔直接连通的对流腔室；(d)至少一个用于每个所述隔开并独立的辐射区域的工艺处理线圈，其中每个所述工艺处理线圈都延伸穿过至少一部分所述对流腔室并在离开所述高炉前延伸到所述独立辐射区域之一内；(e)一个用于排出烟气的烟道，其设置在所述高炉的所述对流腔室的顶部；(f)一个用于独立控制每个所述隔开并独立的辐射区域内的辐射燃烧器的机构。2.根据权利要求1所述的高炉，其包括两个火焰辐射腔，其特征在于，每个所述火焰辐射腔都包括两个隔开并独立的辐射区域。3.根据权利要求1所述的高炉，其特征在于：所述火焰辐射腔被分隔成两个隔开并独立的辐射区域，而且这两个辐射区域的面积基本上相等。4.根据权利要求1所述的高炉，其特征在于：所述火焰辐射腔被...

【专利技术属性】
技术研发人员：J布鲁尔，D布朗，S鲁姆波尔德，
申请(专利权)人：斯通及韦布斯特处理技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]