在烃裂化炉中将含不挥发性组分的烃原料料流裂化的方法，所述烃裂化炉具有：在所述炉子烟道内的上部和下部对流加热段、在所述下部对流加热段下游并与其连接的辐射加热段、在所述辐射加热段下游并与其连接的传输管线换热器、容纳炉子燃烧器和所述辐射加热段的炉箱和在所述上部和下部对流加热段之间连接的气／液分离器容器，所述方法包括（ａ）让所述烃原料料流进入所述上部对流段以将所述烃原料料流加热到足以将所述烃原料料流内的至少一部分烃闪蒸成气相以形成气／液料流的第一温度；（ｂ）让所述气／液料流流出所述上部对流段并进入所述气／液分离器以在所述气／液分离器内将所述气／液料流分离成含烃气相和含烃液相；（ｃ）收集所述液相到所述气／液分离器内的底液中；（ｄ）让所述气相进入所述辐射加热段并将所述气相中的烃裂化以形成含烯烃的排出物料流；和（ｅ）周期性地将空气－蒸汽混合物注入所述对流加热段，然后经过所述气／液分离器以焚烧所形成的焦炭并让所形成的经焚烧的焦炭残余物／空气－蒸汽混合物在所述炉箱内的炉子燃烧器之间通过。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术提供裂化重质烃原料的集成方法，该方法使产量和来自热解炉的烯烃排出物最大化，同时使热解方法的环境足迹最小化。
技术介绍
蒸汽裂化(也称为热解)早已用于将各种烃原料裂化成烯烃，优选轻质烯烃如乙烯、丙烯和丁烯。常规的蒸汽裂化使用具有两个主要段的热解炉对流段和辐射段。烃原料通常作为液体(除了作为蒸汽进入的轻质原料)进入该炉子的对流段，其中该烃原料通常通过与来自辐射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气化。然后将气化原料和蒸汽混合物引入辐射段，在那里，发生裂化。包括烯烃的所得产物离开热解炉用于进一步的下游加工，包括骤冷。常规蒸汽裂化系统对于裂化含大比例轻质挥发性烃如瓦斯油和石脑油的高质量原料是有效的。然而，蒸汽裂化经济状况有时希望裂化较低成本的重质原料如，作为非限制性实例，原油和常压残油。原油和常压残油通常包含沸点高于590°C (1100° F)的高分子量、不挥发性组分。这些原料的不挥发性组分在常规热解炉的对流段中作为焦炭沉积下来。在较轻质组分完全气化的位置的下游的对流段中，仅可以容许非常低水平的不挥发性组分。为了解决结焦问题，美国专利5，580，443(该文献引入本文供参考)公开了一种方法，其中首先将原料预加热然后让其从热解炉的对流段中的预加热器排出来。然后让这一预加热的原料与预定量的蒸汽(稀释用蒸汽)混合，然后引入气-液分离器中以从分离器中分离和除去所需比率的为液体的非挥发性物质。将来自气-液分离器的分离的蒸汽送回热解炉用于加热和裂化。在使用闪蒸将重质液体烃级分与可以在热解炉中加工的较轻质级分分离时，进行这种分离以致大部分不挥发性组分在液体塔底料流中离开分离器是重要的。否则，蒸气中的重质、焦炭形成性不挥发性组分被携带进入炉子，而引起结焦问题。然而，闪蒸/分离容器(本文也称作"气/液分离器")中的闪蒸通常伴有容器中和接近容器下游的内表面的结焦。此种结焦的程度取决于各种因素，包括进料类型、预加热规程和容器设计。接触所述容器和下游设备的内表面的重质烃液体提供是焦炭的前体的膜涂层。据推理分离器容器和下游蒸气管道中的过度温度，例如大约427°C (800° F)以上，通常大约450-大约 460°C (840-大约860° F)或大约510至大约621°C以上(950-1150° F)(取决于原料)通过重质烃原料料流的重质尾馏分的热裂化和热浸泡而导致过度的焦炭形成。因为这种焦炭积累可能产生约束和提高整个工艺内的压降，所以控制闪蒸区内的和紧邻闪蒸区的下游的焦炭积累将是有利的。美国专利号7，244, 871 (其引入本文供参考)公开了在含残油和焦炭前体的烃原料的裂化期间形成的焦炭的除去方法，其中将蒸汽添加到所述原料中以形成混合物，此后通过在闪蒸/分离容器中闪蒸将该混合物分离成气相和液相。然后分离并裂化气相并回收所得的裂化产物。所述容器中的和接近所述容器下游的内表面的结焦如下加以控制中断进料流，用蒸汽吹扫容器，引入空气/蒸汽混合物以至少部分燃烧所述焦炭，并当已经除去足够的焦炭时重新开始进料流。已经发现控制离开闪蒸的蒸气与液体之比是困难的，因为涉及许多变量，包括进入闪蒸的料流的温度，该温度随着炉子负荷变动而改变。当炉子满负荷时，这种温度较高， 当炉子处于部分负荷时，这种温度较低。进入闪蒸的料流的温度还根据加热原料的炉子中的烟道气温度改变。所述烟道气温度又根据炉子中发生的结焦程度改变。当炉子是清洁的或非常轻微结焦时的烟道气温度低于炉子重度结焦时的烟道气温度。烟道气温度还随施加在炉子燃烧器上的燃烧控制变化。当烟道气中有低水平的过量氧气的情况下操作炉子时， 对流段的中间区至上区中的烟道气温度将低于当烟道气中有较高水平的过量氧气的情况下操作炉子时的烟道气温度。美国专利号7，138，047(其引入本文供参考)描述了优化包含在重质烃原料中的挥发性烃的裂化以及减少和避免结焦问题的有利控制的方法。它提供一种方法，该方法通过维持进入闪蒸的料流相对恒定的温度来维持离开该闪蒸的蒸气与液体具有相对恒定的比例。更具体地说，闪蒸料流的恒定温度如下维持在闪蒸之前自动地调整与重质烃原料混合的流体料流的量。流体可以是水。为了避免对流段中的预加热的第一阶段中的焦炭沉积(和辐射和骤冷段中的过度结焦)，在进料完全气化之前和在过度的膜温度在对流段管子中显现之前，一般从对流段排出混合和部分气化的进料和稀释蒸汽料流。据推理过度的膜温度，例如大约510°C (950° F)以上至大约620°C (1150° F)以上(这取决于原料)导致由重质烃原料料流的重质尾馏分形成过多焦炭。减少在闪蒸之后的结焦的进一步努力公开在美国公开专利申请号2005/0209495 中(其引入本文供参考)中，其公开了裂化重质烃的方法，包括加热重质烃原料，将重质烃原料与流体和/或主稀释蒸汽料流混合以形成混合物，将该混合物闪蒸以形成气相和液相，将所述气相分离并裂化，和将传输管线换热器中的产物排出物冷却，其中根据工艺的至少一种经选的操作参数，例如进入闪蒸/液体分离器容器之前的闪蒸料流的温度改变该流体和/或与重质烃原料混合的主稀释蒸汽料流的量。然而，甚至考虑到上述进展，热解炉的各种内接触表面的结焦仍是问题。在过去， 从炉子段中的一个或多个脱除焦炭要求中断炉子的常规生产计划以进行脱焦工艺。这些中断可能在炉子停用期间引起严重的经济问题。解决这种问题的努力公开在美国专利号3，365，387(其引入本文供参考)中，其公开了为炉子中的热裂化管的小部分脱焦而热裂化管的大部分仍保持加工烃原料并产生烯烃产物的方法，通常称为〃运转中脱焦(on-stream decoking)“。运转中脱焦方法的进一步改进公开在于2008年7月11日提交的美国专利申请序列号12/172，048中(其引入本文供参考)，其涉及更现代化热解炉设计的运转中脱焦，该热解炉设计容纳了在炉子对流段内的多个管排和在炉子辐射段上游的气/液分离器容器。然而，现有的脱焦方法导致将焦炭残余物送到脱焦鼓中和将气体例如CO和(X)2排放到大气中，或在运转中脱焦的情况下，将焦炭残余物进一步向下游输送经过稍后在该方法中待移除的体系。在任一情况下，必须收集焦炭残余物并将它送到场外废物处理。
技术实现思路
专利技术概述在一个方面中，本申请涉及在烃裂化炉中将含不挥发性组分的烃原料料流裂化的方法，所述烃裂化炉具有在所述炉子烟道内的上部和下部对流加热段、在所述下部对流加热段下游并与其连接的辐射加热段、在所述辐射加热段下游并与其连接的传输管线换热器 (a transfer line exchanger)、容纳炉子燃烧器和所述辐射加热段的炉箱和在所述上部和下部对流加热段之间连接的气/液分离器容器，所述方法包括(a)让所述烃原料料流进入所述上部对流段以将所述烃原料料流加热到足以将所述烃原料料流内的至少一部分烃闪蒸成气相以形成气/液料流的第一温度；(b)让所述气/液料流流出所述上部对流段并进入所述气/液分离器以在所述气/液分离器内将所述气/液料流分离成含烃气相和含烃液相；(c)收集所述液相到所述气/液分离器内的底液中；(d)让所述气相进入所述辐射加热段并将所述气相中的烃裂化以形成含烯烃的排出物料流；和(e)周期性地将空气-蒸汽混合物注入所述对流加热段，然后经过本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．在烃裂化炉中将含不挥发性组分的烃原料料流裂化的方法，所述烃裂化炉具有：在所述炉子烟道内的上部和下部对流加热段、在所述下部对流加热段下游并与其连接的辐射加热段、在所述辐射加热段下游并与其连接的传输管线换热器、容纳炉子燃烧器和所述辐射加热段的炉箱和在所述上部和下部对流加热段之间连接的气／液分离器容器，所述方法包括：（ａ）让所述烃原料料流进入所述上部对流段以将所述烃原料料流加热到足以将所述烃原料料流内的至少一部分烃闪蒸成气相以形成气／液料流的第一温度；（ｂ）让所述气／液料流流出所述上部对流段并进入所述气／液分离器以在所述气／液分离器内将所述气／液料流分离成含烃气相和含烃液相；（ｃ）收集所述液相到所述气／液分离器内的底液中；（ｄ）让所述气相进入所述辐射加热段并将所述气相中的烃裂化以形成含烯烃的排出物料流；和（ｅ）周期性地将空气－蒸汽混合物注入所述对流加热段，然后经过所述气／液分离器以焚烧所形成的焦炭并让所形成的经焚烧的焦炭残余物／空气－蒸汽混合物在所述炉箱内的所述炉子燃烧器之间通过。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·B·思百斯，
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
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