[發明專利]一種烯烴的生產方法

有效

• 申請號: 201310418609.6
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN104449803A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 郟景省;王國清;王紅霞;王申祥;周叢;黃政仁;劉學建;閆永杰
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C10G9/14
• 分類號: C10G9/14;C07C11/04;C07C4/06
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 韋慶文

技術領域

本發明涉及一種生產烯烴的方法，一種應用陶瓷裂解爐管裂解烴類制備烯烴，減少裂解過程中的結焦，提高烯烴收率的方法。

背景技術

乙烯是石油化工行業最重要的基礎原料之一。目前，在乙烯生產過程中一個無法避免的難題是裂解裝置在服役過程中的結焦和滲碳。以乙烯裂解爐管為例，結焦使爐管內徑變小，管內壓降增大，使局部區域爐管壁溫升高，縮短裂解爐的運行周期；當管壁溫度達到允許極限或壓降達到一定程度時，須停爐進行清焦作業。爐管內壁結焦阻礙裂解反應的正常進行，影響乙烯收率，降低生產效率，而且高溫下容易促使爐管內壁滲碳，導致爐管材料性能弱化。開發新型抗結焦爐管材料，對于當前石化工業的迅速發展具有重要的經濟價值和現實意義。

目前，為保證乙烯裂解爐管的高溫強度，所用材質FeCrNi合金的元素組成為：20～45%Ni、25～35%Cr、其余為Fe及添加的微量元素。已有研究表明，在高溫下Fe、Ni元素對碳氫化合物在FeCrNi合金爐管表面的結焦具有顯著的催化作用。在烴類裂解過程中裂解爐管內壁的結焦是一個復雜的過程。爐管結焦主要有兩種焦炭沉積源：烴類在爐管內表面由鐵和鎳在高溫下催化形成的絲狀焦炭（催化結焦）；裂解原料及產物相互作用而沉積在裂解爐管內表面的非晶形結焦。后者還可以細分為高溫裂解自由基反應機理引起的結焦（自由基結焦）和烴類高溫裂解生成的各種不飽和烴、稠環芳烴的縮聚等反應引起的結焦（瀝青結焦）。其中，在裂解初始階段主要是通過催化結焦在爐管內表面生成絲狀焦體，絲狀焦體作為錨點又有利于非晶形結焦前聚體吸附沉積在裂解爐管內壁，該前聚體在高溫下進一步脫氫，從而在裂解爐管內表面生成更多的焦炭。

現在裂解技術朝著高溫、短停留、深裂解的方向發展。但是，提高裂解溫度和裂解深度、減少停留時間，若采用普通不銹鋼裂解爐管，裂解結焦必然會增加，而且不銹鋼裂解爐管也有其極限使用溫度，在高溫下不銹鋼爐管容易變形，金屬滲碳會加劇。這就要求耐高溫、高強度的新型材料用作裂解爐管。

發明內容

本發明選擇陶瓷材料作為耐高溫、高強度的新型材料，用陶瓷材料作為裂解爐管，以實現更高的裂解溫度，并避免催化烴類生成催化結焦。

本發明提供了一種使用陶瓷裂解爐管組成的裂解爐管排來生產烯烴的方法，該方法能夠提高裂解溫度和生產能力，減少裂解過程中的催化結焦和非催化結焦，提高裂解過程中的烯烴收率。

本發明提供了一種高溫、短停留時間、高烯烴收率的烯烴生產方法。所述裂解爐管能夠承受遠高于不銹鋼裂解爐管極限承受溫度的高溫，裂解溫度提高可以減少裂解物在管內的停留時間，減少二次反應的發生，進而提高烯烴收率，提高裝置的經濟效益。同時，由于裂解爐管外壁溫度提高，陶瓷爐管導熱系數高，所述方法可以提高裝置的裂解原料通入量，提高裝置的生產負荷。

本發明提供的生產烯烴的方法，其特征在于：

采用布置有陶瓷材料裂解爐管排的裂解爐進行裂解反應，將裂解原料置于陶瓷材料裂解爐管排中，裂解反應的溫度在700℃以上，特別的，輻射段的出口溫度在780℃以上，更加特別的，輻射段的出口溫度在830℃以上；停留時間為0.02s至0.50s，特別的，停留時間在0.04s－0.25s之間。

所述陶瓷材料裂解爐管排由至少一根陶瓷材料爐管組成；

所述陶瓷材料選自碳化硅、氮化硅、氧化鋁、硅酸鋁、氧化鋯中一種或多種。

本發明中所述的裂解爐管可以是現有文獻中報道的各種形狀，裂解爐管的形狀、程數、大小要根據裂解爐內爐管排布的需要、裝置生產能力的大小進行合理的安排。例如，所述陶瓷材料裂解爐管排中的陶瓷材料爐管是直形的、蛇形的或帶有分支的爐管，陶瓷材料爐管可以是單程爐管或多程爐管，可以是等徑爐管或變徑爐管?；蛘?，根據設計的長度，所述陶瓷材料裂解爐管排由兩根以上等徑爐管和/或變徑爐管連接而成，其中所述變徑爐管由爐管出口段和爐管入口段組成，爐管出口段的內徑等于爐管入口段的外徑，爐管入口段的內徑在25mm至50mm之間，爐管出口段的內徑在30mm-65mm之間。陶瓷材料爐管的長度可以相同或不同。特別的，當兩根陶瓷材料爐管為變徑爐管，如上所述，上部爐管，即爐管出口段的內徑約等于下部爐管，即爐管入口段的外徑，這樣有利于二者的連接，有利于容納在裂解爐管后段產生的低分子產物，使裂解爐管內壓力降低，裂解溫度高。

本發明中所述的裂解爐管是由陶瓷材料制備的，陶瓷材料爐管需要與其他材料爐管（比如金屬材料，特別是耐高溫合金材料）相連接，由于爐管材料不一樣，需要特殊的方法使二者連接在一起。