用于提升气相裂解炉运行周期的方法和系统技术方案

一种用于提升气相裂解炉运行周期的方法，包括：

【技术实现步骤摘要】
用于提升气相裂解炉运行周期的方法和系统


[0001]本专利技术属于石油化工
，具体涉及用于提升气相裂解炉运行周期的方法和系统
。

技术介绍

[0002]气相裂解炉运行周期是衡量乙烯装置运行水平和操作水平的一个重要标志，原料不同时，周期会有一定差异
。
目前国内乙烯装置原料逐渐轻质化，开始使用乙烷丙烷等原料裂解制乙烯
。
由于气相原料碳氢比高，乙烯收率高且乙烷和丙烷价格成本低，因此越来越多乙烯装置采用气相原料裂解制乙烯
。
[0003]气相原料裂解制乙烯普遍运行周期较长，但由于原料品质的不同也存在较大差异，国内对气相裂解炉运行周期一直在摸索测试，最近使用效果较好的陶瓷炉管，可有效延长气相裂解炉运行周期，但其费用较高
。
[0004]在裂解反应过程中，辐射段炉管的材质可以促使结焦反应的进行，而辐射段炉管内表面的光洁度不可能尽善尽美，可以使焦炭沉积
。
结焦反应的机理，主要是烃类物料的脱氢，以及小分子芳烃聚合形成大分子芳香族化合物的反应
。
这些化合物附着在炉管的内表面，沉积形成焦炭结焦物母体分子可能存在于原料中，或者在热裂解过程中合成
。
因此，含有大量芳烃或重质化合物的原料更容易形成焦炭
。
乙烯生产所使用的多数为富氢原料
。
随着裂解反应的进行，富氢原料逐渐被分离生成氢气，而剩余部分的氢含量会越来越小
。
这种贫氢的现象表现为生成了分子量不断增大的芳香烃分子
。
它们附着在辐射炉管与下游热量回收设备的内表面上沉积结焦
。
最终，如果在较高的裂解深度下，原料中几乎所有氢被消耗掉，留下含有很少氢或不含氢的类似于焦炭的残余物
。
因此，需要通过尽可能具有选择性的裂解，增加烯烃产量，并将结焦降低到最小程度
。
此过程需要由短停留时间
、
高温
、
低压力降和最佳稀释蒸汽比的组合来实现
。USC
裂解炉系统具有这些特点：实现最大化乙烯和其他有价值的副产品的产量，最小化非期望产品
。
随着裂解深度的增大，由于炉管中温度的不断提高，结焦产物母体分子变得越来越丰富，热力学活性也越来越高
。
比如，某乙烯装置设计年产乙烯
100
万吨，每年按
8000
操作小时计
。
在每一组辐射炉管的入口，都设有一文丘里管，文丘里的设计可以使流体达到临界流态，从而保证进入每一组辐射炉管的物料流量均匀
。
当文丘里喉管的下游压力与上游压力比
(
以绝压比计
)
大于
0.9
时，无法保证物料均匀的被分配到每一组辐射炉管，这时就需要进行清焦操作
。
一般
45
天即需要清焦一次，运行周期短
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一个目的在于提供一种用于提升气相裂解炉运行周期的方法，该方法能够使裂解过程中所产生的结焦随产随清，避免或减少结焦累积，提升运行周期；
[0006]本专利技术的第二个目的在于提供一种用于提升气相裂解炉运行周期的系统，该系统能够使裂解过程中所产生的结焦随产随清，避免或减少结焦累积，提升运行周期
。
[0007]为实现本专利技术的第一个目的，采用以下的技术方案：
[0008]一种用于提升气相裂解炉运行周期的方法，包括如下步骤：
[0009](1)
将蒸汽与空气混合，得到清焦气体；
[0010](2)
对步骤
(1)
所得清焦气体预热，得到预热清焦气体；
[0011](3)
将步骤
(2)
所得预热清焦气体并入裂解原料后，送至裂解炉的辐射段进行裂解反应和清焦反应，得到包含裂解气体
、CO
和
CO2的混合气；
[0012](4)
将步骤
(3)
所得混合气依次进行降温
、
碱洗和加氢反应，得到包含甲烷和裂解气体的除杂混合气
。
[0013]本专利技术的方法，优选地，步骤
(1)
中，所述蒸汽包括稀释蒸汽和
/
或中压蒸汽；优选所述稀释蒸汽为
0.65
‑
0.85Mpa
的蒸汽；所述中压蒸汽为
1.1
‑
1.5Mpa
的蒸汽；
[0014]优选地，步骤
(1)
中，蒸汽与空气的混合比以质量比计为
(1
‑
25):100。
[0015]本专利技术的方法，优选地，步骤
(3)
中，辐射段内的反应温度为
800
‑
900℃
；和
/
或
[0016]步骤
(3)
中，裂解原料与步骤
(2)
所得预热清焦气体的混合比以质量比计为
(1
‑
25):100
；和
/
或
[0017]步骤
(3)
中，所述裂解原料为丙烷
、
裂解气体为乙烯
。
[0018]本专利技术的方法，优选地，所述方法还包括步骤
(5)
，对步骤
(4)
所得除杂混合气进行检测分析，并根据检测分析结果调节步骤
(1)
中蒸汽与空气的通入量
。
[0019]为实现第二个目的，本专利技术还提供一种用于提升气相裂解炉运行周期的系统，包括依次连接的进料单元
、
预热单元
、
分配反应单元和分析反馈单元；
[0020]所述进料单元包括并联设置的蒸汽进料管线和空气进料管线，用于分别进料蒸汽和空气，输出包含蒸汽和空气的清焦气体；
[0021]所述预热单元包括预热装置；所述预热装置连接至所述进料单元的出口管线，用于对来自所述进料单元的清焦气体进行预热，得到预热清焦气体；
[0022]所述分配反应单元包括相连接的文丘里子单元和裂解炉；所述裂解炉包括辐射段；所述文丘里子单元的进料端连接至裂解原料进料管线，出料端连接至所述辐射段，所述预热单元的出口管线连接至所述文丘里子单元的出料端，用于分别进料裂解原料和来自所述预加热单元的所述预热清焦气体至所述辐射段进行裂解反应和清焦反应，输出包含裂解气体
、CO
和
CO2的混合气；
[0023]所述分析反馈单元包括依次连接的第一急冷器
、
第二急冷器
、
碱洗塔和加氢反应器；所述第一急冷器连接至所述分配反应单元的出口管线，所述第一急冷器和所述第二急冷器用于依次对来自所述分配反应单元的混合气进行急冷降温，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于提升气相裂解炉运行周期的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)
将蒸汽与空气混合，得到清焦气体；
(2)
对步骤
(1)
所得清焦气体预热，得到预热清焦气体；
(3)
将步骤
(2)
所得预热清焦气体并入裂解原料后，送至裂解炉的辐射段进行裂解反应和清焦反应，得到包含裂解气体
、CO
和
CO2的混合气；
(4)
将步骤
(3)
所得混合气依次进行降温
、
碱洗和加氢反应，得到包含甲烷和裂解气体的除杂混合气
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤
(1)
中，所述蒸汽包括稀释蒸汽和
/
或中压蒸汽；优选所述稀释蒸汽为
0.65
‑
0.85Mpa
的蒸汽；所述中压蒸汽为
1.1
‑
1.5Mpa
的蒸汽；优选地，步骤
(1)
中，蒸汽与空气的混合比以质量比计为
(1
‑
25):100。3.
根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤
(3)
中，辐射段内的反应温度为
800
‑
900℃
；和
/
或步骤
(3)
中，裂解原料与步骤
(2)
所得预热清焦气体的混合比以质量比计为
(1
‑
25):100
；和
/
或步骤
(3)
中，所述裂解原料为丙烷
、
裂解气体为乙烯
。4.
根据权利要求1‑3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤
(5)
，对步骤
(4)
所得除杂混合气进行检测分析，并根据检测分析结果调节步骤
(1)
中蒸汽与空气的通入量
。5.
一种用于提升气相裂解炉运行周期的系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的进料单元
、
预热单元
、
分配反应单元和分析反馈单元；所述进料单元包括并联设置的蒸汽进料管线和空气进料管线
(11)
，用于分别进料蒸汽和空气，输出包含蒸汽和空气的清焦气体；所述预热单元包括预热装置；所述预热装置连接至所述进料单元的出口管线，用于对来自所述进料单元的清焦气体进行预热，得到预热清焦气体；所述分配反应单元包括相连接的文丘里子单元
(31)
和裂解炉；所述裂解炉包括辐射段
(32)
；所述文丘里子单元
(31)
的进料端连接至裂解原料进料管线，出料端连接至所述辐射段
(32)
，所述预热单元的出口管线连接至所述文丘里子单元
(31)
的出料端，用于分别进料裂解原料和来自所述预加热单元的所述预热清焦气体至所述辐射段
(32)
进行裂解反应和清焦反应，输出包含裂解气体
、CO
和
CO2的混合气；所述分析反馈单元包括依次连接的第一急冷器
(41)、
第二急冷器
(42)、
碱洗塔
(43)
和加氢反应器
(44)
；所述第一急冷器
(41)
连接至所述分配反应单元的出口管线，所述第一急冷器
(41)
和所述第二急冷器
(42)
用于依次对来自所述分配反应单元的混合气进行急冷降温，输出降温混合气；所述碱洗塔
(43)
用于对来自所述第二急冷器
(42)
的降温混合气进行碱洗以脱除其中的
CO2，输出一次除杂混合气；所述加氢反应器
(44)
用于对来自所述碱洗塔
(43)
的一次除杂混合气进行加氢反应以脱除其中的
CO
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕武奎，孙正波，孙谦，李柏林，王园兴，张振华，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：