[發明專利]一種利用管式裂解爐制備乙烯的方法

有效

• 申請號: 201610297910.X
• 申請日: 2016-05-06
• 公開（公告）號: CN107344906B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 凌澤濟
• 申請（專利權）人: 中國石化揚子石油化工有限公司;中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: C07C11/04
• 分類號: C07C11/04;C07C4/04
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 李建芳

本發明公開了一種利用管式裂解爐制備乙烯的方法，烴原料與稀釋蒸汽混合后進行熱裂解，管式裂解爐包括對流段、輻射段和連接對流段與輻射段的橫跨段，將30wt％?70wt％的稀釋蒸汽經輻射段爐管加熱后，注入橫跨段與烴原料和余量稀釋蒸汽的混合物混合，所得混合物進入輻射段熱裂解得到乙烯。本發明乙烯制備方法提高了乙烯丙烯等的收率；顯著延長了裂解爐運行周期；簡化了裂解爐管構造，無需采用分支變徑或不分支變徑形狀的爐管，降低制造、安裝、維護的復雜性和成本；能耗顯著降低。

技術領域

本發明涉及一種利用管式裂解爐制備乙烯的方法，屬于化工領域。

背景技術

乙烯除少量由酒精脫水制得外，絕大部分由乙烯裝置裂解石油烴并進行分離得到。乙烯裝置的核心為乙烯裂解爐。裂解技術的發展始終就是圍繞如何降低能耗和提高乙烯的產率來不斷提高的。

現有乙烯裂解爐為管式爐，管式爐裂解是以間壁加熱方式為烴類裂解提供熱量。裂解爐分成3個部分，對流段、輻射段、連接對流段與輻射段的橫跨段。通常，首先在對流段中將管內的烴和水蒸氣混合物預熱至“開始”裂解的溫度，再將烴/水蒸氣混合物送到高溫輻射爐管繼續升溫，以進行裂解。

裂解技術發展的一個重要方面是不斷提高裂解選擇性，即不斷提高目標產物如乙烯、丙烯等的收率。為了提高裂解選擇性，總的趨勢是：提高反應溫度、縮短烴類裂解時間、降低裂解烴分壓。為了使進入輻射段裂解爐管內物料快速升溫，裂解爐管一般采用分支變徑或不分支變徑形狀，前部分采用小直徑爐管，利用其比表面積大的特點達到快速升溫的目的，但管壁易結焦，導致裂解爐運行周期縮短，后部分采用較大直徑的爐管以降低對結焦的敏感性。而且這種分支變徑或不分支變徑爐管形狀增加了制造、安裝的復雜性和成本。為了降低裂解烴分壓，現有做法是向裂解原料中注入水蒸氣，水蒸氣在對流段中被加熱，并在對流段中一次或分多次注入烴原料中，但這種做法并未完全體現出“蒸汽裂解”的特點。

發明內容

為了進一步提高裂解的選擇性，本發明提供一種利用管式裂解爐制備乙烯的方法。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案如下：

一種利用管式裂解爐制備乙烯的方法，烴原料與稀釋蒸汽混合后進行熱裂解，管式裂解爐包括對流段、輻射段和連接對流段與輻射段的橫跨段，將30wt％-70wt％的稀釋蒸汽經輻射段爐管加熱后，注入橫跨段與烴原料和余量稀釋蒸汽的混合物混合，所得混合物進入輻射段熱裂解得到乙烯。

余量稀釋蒸汽與30wt％-70wt％的稀釋蒸汽的總量為100wt％。

本申請稀釋蒸汽注入裂解原料中的目的是為了降低裂解原料分壓，達到提高乙烯、丙烯等收率及緩和結焦趨勢。

采用上述方法能有效提高管式裂解爐橫跨溫度，在同樣裂解深度情況下，使乙烯、丙烯收率提高，裂解的爐運行周期顯著延長。

作為本申請的一種改進方案，稀釋蒸汽經過對流段爐管加熱后分成兩部分，其中30-70wt％的稀釋蒸汽先經過輻射段的爐管加熱，余量稀釋蒸汽注入烴原料進入橫跨段；經過輻射段的爐管加熱后的稀釋蒸汽注入到橫跨段與烴原料和余量稀釋蒸汽的混合物混合。

作為本申請的另一種改進方案，稀釋蒸汽進入裂解爐前分為兩部分，其中30-70wt％的稀釋蒸汽先經過輻射段的爐管加熱，余量稀釋蒸汽通過對流段爐管加熱后注入烴原料進入橫跨段；經過輻射段的爐管加熱后的稀釋蒸汽注入到橫跨段與烴原料和余量稀釋蒸汽的混合物混合。

為了降低能耗，同時進一步提高裂解的選擇性，經過輻射段的爐管加熱后的稀釋蒸汽從橫跨段爐管的后端注入。

本申請橫跨段爐管前端到后端的方向與烴原料流向一致。

為了進一步提高裂解的選擇性，烴原料與稀釋蒸汽的質量比為1：(0.3-1)。

上述經過輻射段的爐管加熱后的稀釋蒸汽的溫度為700-1000℃。