[發明專利]用于對烴蒸汽裂解爐脫焦的工藝和裝置

有效

• 申請號: 201580060947.4
• 申請日: 2015-08-07
• 公開（公告）號: CN107109246B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: D·B·斯派塞;S·安納馬萊;W·A·阿斯拉納
• 申請（專利權）人: 埃克森美孚化學專利公司
• 主分類號: C10G9/16
• 分類號: C10G9/16;C10G9/36
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 柳愛國

本發明涉及一種用于去除在烴原料的蒸汽裂解期間形成的焦炭的工藝。該工藝包括在一些條件下將脫焦原料提供給蒸汽裂解爐的至少一個輻射盤管以從至少一個輻射盤管去除焦炭的至少一部分以形成脫焦流出物。用液體驟冷介質冷卻脫焦流出物以提供部分驟冷了的脫焦流出物。用氣態驟冷介質冷卻部分驟冷了的脫焦流出物以提供驟冷流出物。也描述了配置成用于執行這樣的工藝的裝置。

發明人：大衛·B·斯派塞、蘇布拉馬尼安·安納馬萊、威廉·A·阿斯蘭

相關申請的交叉引用

本申請要求于2014年12月16日提交的、序列號為62/092,623美國臨時申請和2015年1月15日提交的EP 15151257.1的優先權和權益，其全部內容通過引用并入本文。還要注意的相關申請是2014年8月28日提交的、序列號為62/042,920的美國臨時申請。

技術領域

本發明涉及熱裂解烴以便生產烯烴，特別是諸如乙烯的低分子量烯烴。更特別地，本發明涉及用于去除在這樣的熱裂解過程期間形成的焦炭沉積物的方法和設備。

背景技術

在存在蒸汽的情況下熱裂解烴原料(“蒸汽裂解”)是用于生產輕質烯烴(如乙烯，丙烯和丁二烯)的商業上重要的技術。典型的烴原料包括例如以下的一種或多種：乙烷和丙烷、石腦油、重質瓦斯油、原油等。用于執行蒸汽裂解的蒸汽裂解爐通常包括對流部分、位于對流部分下游的輻射部分、以及位于輻射部分下游的驟冷級。典型地，在蒸汽裂解爐中包括至少一個燃燒器以便將熱提供給對流部分和輻射部分。燃燒器典型地位于至少一個火箱(firebox)中，火箱鄰近輻射部分，其中對流部分相對于由燃燒器產生的被加熱氣體(典型地為燃燒氣體)的流動位于輻射部分的下游。管狀盤管用于將烴原料、蒸汽及其混合物輸送通過爐的對流部分和輻射部分。

在該過程開始時，烴原料被引入到對流部分的管狀盤管(“對流盤管”)中的一個或多個中。對流盤管的外表面暴露于遠離燃燒器引導的被加熱氣體。熱從被加熱氣體間接傳遞到烴原料以便預加熱烴原料。蒸汽與預加熱的烴原料組合以產生烴+蒸汽混合物。附加的對流盤管用于將烴+蒸汽混合物預加熱到例如等于或剛好低于發生顯著熱裂解的溫度的溫度。

預加熱的烴+蒸汽混合物經由交叉(cross-over)管道從對流盤管引導到輻射盤管。輻射盤管鄰近燃燒器定位，典型地在火箱內。預加熱的烴+蒸汽混合物在輻射盤管中被間接加熱，主要是通過從燃燒器到輻射盤管的外表面的熱傳遞，例如，來自位于火箱中的一個或多個燃燒器中產生的火焰的輻射熱傳遞、來自火箱外殼的內表面的輻射熱傳遞、來自穿越輻射部分的燃燒氣體的對流熱傳遞等。

傳遞到輻射盤管中的預加熱的烴+蒸汽混合物的熱導致混合物的烴的至少一部分的熱裂解以產生包括輕質烯烴、未反應蒸汽和未反應烴原料的輻射盤管流出物。傳送線管道典型地用于將輻射盤管流出物從輻射部分輸送到驟冷級。當烴原料包含重質瓦斯油時，輻射盤管流出物典型地具有約790℃(1450°F)的輻射盤管出口處的溫度(盤管出口溫度或“COT”)。對于包括乙烷和/或丙烷的烴原料，COT典型地約為900℃(1650°F)。

輻射盤管流出物被引導離開輻射盤管出口，用于在一個或多個驟冷級中驟冷以便中止熱裂解反應。驟冷典型地緊鄰輻射盤管被執行以減少非期望的熱裂解副產物的形成。可以通過例如使用一個或多個熱交換器(例如，驟冷交換器)遠離輻射盤管流出物間接地傳遞熱執行驟冷。驟冷交換器用水冷卻輻射部分，并且產生驟冷了的輻射盤管流出物和高壓蒸汽。驟冷交換器是有益的，原因是高壓蒸汽可以在一個或多個蒸汽渦輪機中膨脹以產生軸功率。軸功率可以用于操作壓縮機，所述壓縮機典型地在位于驟冷級下游的輕質烯烴分離和回收級中是需要的。

當烴原料包含重質原油和/或重質瓦斯油時，輻射盤管流出物典型地包括大量的熱解焦油，例如蒸汽裂解焦油(“SCT”)。已觀察到SCT沉積物在驟冷交換器的內表面積垢，這減小來自輻射盤管流出物的間接熱傳遞量，導致小于期望量的驟冷。