用于对流进料加热器的方法和设备技术

用于将重整工艺加热器设施重新定位到对流段中的方法和设备依赖于将烟道气循环骤冷流与进入对流段的辐射段废气结合。混合的均匀性影响该骤冷流的有效性。骤冷流越有效，管理循环设计所需的装备尺寸就越小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对流进料加热器的方法和设备相关申请本申请要求于2019年4月26日提交的美国申请号16/396254以及于2018年4月26日提交的美国临时专利申请序列号62/663093的权益，这两篇申请全文以引用方式并入本文。
本专利技术整体涉及用于控制加热器的对流段中温度分布的方法和设备。混合的均匀性影响该骤冷流的有效性。骤冷流越有效，管理循环设计所需的装备尺寸就越小。
技术介绍
烃转化方法通常采用烃所通过的一系列反应区。每个反应区可具有其自身独特的工艺要求，包括所需的温度。因此，每个反应区在反应区的上游需要足够的加热量，以实现在反应区中进行期望的烃转化所需的温度。例如，一种众所周知的烃转化方法是催化重整。催化重整是石油炼制工业中用于改善烃进料流的辛烷值质量的成熟的烃转化方法。催化重整的主要产物是汽油调和组分或石油化学产品的芳烃源。重整可定义为通过以下方式产生的总效应：环己烷脱氢以及烷基环戊烷和高碳含量C6至C7环烷烃脱氢异构以产生芳烃，链烷烃脱氢以产生烯烃，链烷烃和烯烃脱氢环化以产生芳烃，正链烷烃异构化，烷基环烷烃异构化以产生环己烷，取代的芳烃异构化，以及链烷烃氢化裂解。重整进料流可为来自加氢裂化器、流化催化裂化器(FCC)、或焦化器的产物流，或直馏石脑油进料，并且可含有多种其他组分，诸如冷凝物或热裂化石脑油。加热器或加热炉通常用于在烃转化方法诸如重整中加热工艺流体，随后该工艺流体在重整反应区或反应器中发生反应。通常，火焰加热器或加热炉包括用于加热流体的辐射火焰加热区，其中对流段用于另一服务诸如产生蒸汽。每个区段包括含有流经加热器的工艺流体的管。U形管火焰加热器组件是催化重整的昂贵主体。该U形管设计结合了几个关键优点，包括：(a)低盘管压降，(b)单元之间的工作规格的灵活性，(c)将多个单元与通用热回收系统集成的能力，以及(d)保护下游平板式交换器免受温度突变的调节控制。为了向每个反应阶段提供相同的管道温度，典型的重整工艺设计已经开发出用于多个火焰加热器单元的工作规格。然而，鉴于燃料成本升高，传统设计具有一些缺点。具体地，由对流段产生蒸汽并非最佳的，因为在烃加工厂的其他区域中提供了蒸汽。相反，来自辐射火焰加热区中所燃烧的燃料的热量可以更好地集中于烃处理中的焓增加上。因此，已经开发出利用对流段加热烃流来处理烃的方法。例如，美国专利号9206358描述了一种用于在对流管束中加热进料流的方法。进料流在第一反应区中反应形成第一流出物。第一流出物在第一辐射单元中加热，该第一辐射单元燃烧燃料气体以加热第一流出物，并且形成第一废气。该方法包括使第一废气与对流管束接触以加热进料流。然而，该方法不允许对进料加热器排出温度进行有效的温度控制，从而导致第一反应器过程的总收率下降。因此，需要具有高效且有效地在加热器内提供温度控制和更均匀且一致的温度分布的对流段的方法和设备。
技术实现思路
如上所述，已经专利技术了在加热器内，更具体地在加热器的对流段内提供温度控制和更均匀且一致的温度分布的设备和方法。本专利技术通常将循环骤冷流与进入对流段的辐射段废气结合。骤冷气体或冷却气体可为具有较低温度但较高密度和速度的再循环烟道气。这在加热器中提供了温度控制和更均匀的温度分布。因此，骤冷蒸汽的有效性提高，从而允许用于管理骤冷蒸汽所需的装备尺寸减小。因此，本专利技术可通常描述为通过以下方式提供一种用于控制工艺流体的加热的方法：将第一气体流的第一部分传递到来自第一多个管道的第一个管道中；将第一气体流的第二部分传递到来自第一多个管道的第二个管道中，第二个管道与第一个管道相邻；使第一气体流的第一部分和第二部分在对流段中混合，以加热对流段中导管中的工艺流体；以及将第一冷却气体流传递到第一个管道与第二个管道之间的至少一个开口中，以允许气体的均匀混合。第一气体流可为辐射烟道气。第一气体流可具有约650℃至982℃(1200°F至1800°F)或约788℃至871℃(1450°F至1600°F)的温度。第一冷却气体流的温度可为约10℃至260℃(50°F至500°F)或约120℃至200℃(250°F至400°F)。第一气体流的第一部分和第二部分可分别以相对竖直方向传递到第一个管道和第二个管道中。第一冷却气体流可以以相对水平方向传递到至少一个开口中。至少一个开口位于第一个管道与第二个管道之间。该方法还可包括：将第二气体流的第一部分传递到来自第二多个管道的第一个管道中；将第二气体流的第二部分传递到来自第二多个管道的第二个管道中，第二个管道与第一个管道相邻；使第二气体流的第一部分和第二部分在第二对流段中混合，以加热第二对流段中导管中的工艺流体；以及将第二冷却气体流传递到第二多个管道的第一个管道与第二个管道之间的至少一个开口中，以允许气体的均匀混合。第二气体流可为辐射烟道气。导管可在两个对流段之间延伸，并且冷却气体流可通过导管，并且第二冷却气体流可为冷却气体流的一部分。本专利技术还可描述为通过以下方式提供一种用于控制工艺流体的加热的方法：将第一辐射烟道气的第一部分传递到来自第一多个管道的第一个管道中；将第一辐射烟道气的第二部分传递到来自第一多个管道的第二个管道中，来自第一多个管道的第二个管道与来自第一多个管道的第一个管道相邻；使第一辐射烟道气的第一部分和第二部分在第一对流段中混合，以加热第一对流段中导管中的工艺流体；将第二辐射烟道气的第一部分传递到来自第二多个管道的第一个管道中；将第二辐射烟道气的第二部分传递到来自第二多个管道的第二个管道中，来自第二多个管道的第二个管道与来自第二多个管道的第一个管道相邻；使第二辐射烟道气的第一部分和第二部分在第二对流段中混合，以加热第二对流段中导管中的工艺流体；将冷却气体的第一料流传递到第一多个管道的第一个管道与第二个管道之间的至少一个开口中；并且将冷却气体的第二料流传递到第二多个管道的第一个管道与第二个管道之间的至少一个开口中。第一辐射烟道气和第二辐射烟道气各自的温度可为约650℃至982℃(1200°F至1800°F)或约788℃至871℃(1450°F至1600°F)。冷却气体的温度可为约10℃至260℃(50°F至500°F)或约120℃至200℃(250°F至400°F)。第一辐射烟道气的第一部分和第二部分可分别以相对竖直方向传递到来自第一多个管道的第一个管道和来自第一多个管道的第二个管道中。第二辐射烟道气的第一部分和第二部分可分别以相对竖直方向传递到来自第二多个管道的第一个管道和来自第二多个管道的第二个管道中。冷却气体的第一料流可以以相对水平方向传递到来自第一多个管道的第一个管道与来自第一多个管道的第二个管道之间的至少一个开口中。冷却气体的第二料流可以以相对水平方向传递到来自第二多个管道的第一个管道与来自第二多个管道的第二个管道之间的至少一个开口中。本专利技术还可描述为提供一种用于处理烃流的设备，所述设备包括：第一个管道，所述第一个管道被构造成用于接收第一辐射烟道气的第一部分；第二个管道，所述第二个管道被构造成用于接收第一辐射烟道气的第二部分；对流段，所述对流段位于第一个管道和第二个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制工艺流体的加热的方法，所述方法包括：/n将第一气体流(16)的第一部分传递到来自第一多个管道(12)的第一个管道(12)中；/n将所述第一气体流(16)的第二部分传递到来自所述第一多个管道(12)的第二个管道(12)中，所述第二个管道(12)与所述第一个管道(12)相邻；/n使所述第一气体流(16)的所述第一部分和所述第二部分在对流段(20a)中混合，以加热所述对流段(20a)中导管中的工艺流体；以及，/n将第一冷却气体流传递到所述第一个管道(12)与所述第二个管道(12)之间的至少一个开口(28)中，以允许所述气体的均匀混合。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180426 US 62/663,0931.一种用于控制工艺流体的加热的方法，所述方法包括：
将第一气体流(16)的第一部分传递到来自第一多个管道(12)的第一个管道(12)中；
将所述第一气体流(16)的第二部分传递到来自所述第一多个管道(12)的第二个管道(12)中，所述第二个管道(12)与所述第一个管道(12)相邻；
使所述第一气体流(16)的所述第一部分和所述第二部分在对流段(20a)中混合，以加热所述对流段(20a)中导管中的工艺流体；以及，
将第一冷却气体流传递到所述第一个管道(12)与所述第二个管道(12)之间的至少一个开口(28)中，以允许所述气体的均匀混合。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一气体流(16)包括辐射烟道气。


3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一气体流(16)的温度为约650℃至982℃(1200°F至1800°F)，优选地约788℃至871℃(1450°F至1600°F)。


4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一冷却气体流的温度为约10℃至260℃(50°F至500°F)，优选地约120℃至200℃(250°F至400°F)。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述第一气体流(16)的所述第一部分和所述第二部分分别以相对竖直方向传递到所述第一个管道(12)和所述第二个管道(12)中，并且其中所述第一冷却气体流以相对水平方向传递到所述至少一个开口(28)中。


6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，所述方法还包括：
将第二气体流(18)的第一部分传递到来自第二多个管道(14)的第一个管道(14)中；
将所述第二气体流(18)的第二部分传递到来自所述第二多个管道(14)的第二个管道(14)中，所述第二个管道(14...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈德吉拉·伊迪尔，威廉·M·哈特曼，罗伯特·J·桑格，布莱恩·J·埃戈夫，尼廷·普拉巴卡尔·奇戈佩卡，威廉·亚涅斯，
申请(专利权)人：环球油品有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US