[發明專利]一種加壓直接加熱裂解制備輕質烴類的設備及方法

在審

• 申請號: 201911018066.2
• 申請日: 2019-10-24
• 公開（公告）號: CN110607181A
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 蘇毅;曾磊赟;揭濤;張先裕;唐昭帆;張世程;朱國慶
• 申請（專利權）人: 上海齊耀熱能工程有限公司;中國船舶重工集團公司第七一一研究所
• 主分類號: C10B49/10
• 分類號: C10B49/10;C10B57/00
• 代理公司: 11336 北京市磐華律師事務所
• 代理人: 郭佳寅

本發明提供一種加壓直接加熱裂解制備輕質烴類的設備及方法，設備包括至少一個反應裝置和換熱裝置。其中，反應裝置包括燃燒室和裂解室，燃燒室用于燃料和氧氣的燃燒，以產生溫度為2500?3000℃的煙氣，裂解室位于燃燒室的下方并與燃燒室流體連通，裂解室沿縱向方向構造為變徑結構，裂解室的內徑小于燃燒室的內徑，以使得裂解原料在裂解室內與來自燃燒室的煙氣混合換熱并在預定壓力下反應預定時間生成裂解產物；換熱裝置位于反應裝置的下方并與裂解室流體連通，換熱裝置用于冷卻裂解產物。根據本發明的設備，提高了反應溫度和壓力的同時降低反應時間，提高了重質能源輕質化后的收率。

技術領域

本發明涉及化工領域，特別涉及一種加壓直接加熱裂解制備輕質烴類的設備及方法。

背景技術

低碳烴類輕質能源等小分子烴類主要來自石油烴的高溫裂解。高反應溫度和短停留時間有利于獲得盡可能高的輕質烴類產率，也有利于減少二次副產物的生成，這就要求在極短的時間內向裂解反應供給大量熱量。

從傳熱的角度，現有的熱裂解可分為直接加熱裂解和間接加熱裂解，前者指熱源不經傳熱介質將熱量直接傳入反應體系，后者則需通過傳熱介質(反應管壁)向反應體系傳遞熱量。

間接加熱裂解的典型代表是采用管式裂解爐的蒸汽裂解技術，作為蒸汽裂解技術的核心，管式裂解爐技術經過長期的不斷改進，性能已近完善。

大量的研究已表明，裂解反應溫度的提高顯著提高輕質烴類(特別是低碳烯烴)的收率。為了進一步地提高裂解收率，發展出了直接加熱的裂解設備。

然而，現有的直接加熱裂解設備，裂解反應的壓力較低，為0.1-0.5MPa，較低的壓力造成設備容積處理量小，對于大規模乙烯裝置設備的投資大幅增加。并且，制備低碳烴類的深冷、分離步驟之前將裂解氣壓縮，也就是需要較高壓力，這樣增加了工藝壓縮機的設備投資和能耗，生產效率低。

因此，需要提供一種加壓直接加熱裂解制備輕質烴類的設備及方法，以至少部分解決現有技術中存在的問題。

發明內容

在發明內容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本發明的發明內容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。

根據本發明的第一方面，提供一種加壓直接加熱裂解制備輕質烴類的設備，包括：

至少一個反應裝置，所述反應裝置包括：

燃燒室，所述燃燒室用于燃料和氧氣的燃燒，以產生溫度為2500～3000℃的煙氣，

裂解室，所述裂解室位于所述燃燒室的下方并與所述燃燒室流體連通，所述裂解室沿軸向方向構造為變徑結構，并且所述裂解室的內徑小于所述燃燒室的內徑，以使得裂解原料在所述裂解室內與來自所述燃燒室的所述煙氣混合換熱并在預定壓力下反應預定時間，生成裂解產物；以及

換熱裝置，所述換熱裝置位于所述反應裝置的下方并與所述裂解室流體連通，所述換熱裝置用于冷卻所述裂解產物。

根據本發明的加壓直接加熱裂解制備輕質烴類的設備，提高了反應的溫度和壓力的同時大幅度降低了反應時間，有效提高了輕質烴類的收率。

進一步地，所述變徑結構為文丘里結構或錐筒結構。

進一步地，所述換熱裝置的水平截面為圓形，至少三個所述反應裝置沿圓環形間隔設置在所述換熱裝置的上方；或者

所述換熱裝置的水平截面為方形，至少兩個所述反應裝置以直線排布的方式間隔設置在所述換熱裝置的上方。