[发明专利]烃类裂解方法和反应装置

说明书

技术领域

本发明涉及烃类裂解方法和反应装置。具体而言，本发明涉及不希望积炭的烃类裂解方法和反应装置。

背景技术

在石化工业，如乙烷、丙烷、丁烷和石脑油等烃类在水蒸汽重量百分比为约30％到约70％，温度约为700℃到870℃时于反应装置中裂解以制取如乙烯和丙烯等低碳烯烃。诸如原油经过常压或减压分馏获得的底层物质等烃类有时也在反应装置中裂解，反应温度为约480℃到约600℃，蒸汽重量百分比为约1％到约2％。

在烃类裂解过程中，通常会在反应装置各部件的内表面发生含碳物质的堆积，如裂解炉管的内表面。辐射管内表面逐渐覆盖了一层炭，导致辐射管金属温度升高，并提高了经过辐射炉管后温度的下降幅度。此外，积炭还会破坏机械性能，例如造成应力断裂、热疲劳、软化，从而对如辐射管等反应装置部件的物理特性产生不利影响。

为去除反应装置部件上的积炭，反应装置必须定期关闭。通常的去炭作业为使积炭在高达1000℃的水蒸汽和空气混合物中燃烧。根据运行模式、涉及的烃的种类和产出的不同，此种作业须每10到80日进行一次，并且由于作业时烃类的进料必须停止，将导致产量损失。

为克服例如裂解炉管内表面等反应装置部件上积炭的缺陷，人们考虑了各种方法。这些方法有：从冶金角度入手，提高裂解炉金属基层中铬的含量；在原料中加入诸如硫、二甲基硫(DMS)、二甲基二硫(DMDS)或硫化氢等添加剂；用蒸汽对原料提高稀释倍数，并改善过程控制；有选择地对管道内表面作预处理；惰性表面镀层；将炭催化气化，使其反应生成一氧化碳、二氧化碳和氢气。

虽然部分上述方法和系统已在石化工业中普遍应用，但是一种可以避免或弥补前述工艺之不足，并能有效减少或消除积炭的烃类裂解方法和反应装置，仍然是大家所期望的。

发明内容

本发明的目的是提供一种能有效减少或消除积炭的烃类裂解方法和反应装置。

本发明烃类裂解方法包括：提供水蒸汽和烃类；将水蒸汽和烃类输入反应装置，所述反应装置接触烃类的表面含有化学式为A_aB_bC_cD_dO_3-δ的钙钛矿材料，其中0＜a＜1.2，0≤b≤1.2，0.9＜a+b≤1.2，0＜c＜1.2，0≤d≤1.2，0.9＜c+d≤1.2，-0.5＜δ＜0.5；A从钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)及其组合中选取；B从锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)及其组合中选取；C从铈(Ce)、锆(Zr)、锑(Sb)、镨(Pr)、钛(Ti)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、镓(Ga)、锡(Sn)、铽(Tb)及其组合中选取；D从镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钪(Sc)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、钇(Y)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、锝(Tc)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、银(Ag)、镉(Cd)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)、金(Au)、镓(Ga)、铟(In)、锡(Sn)、锑(Sb)及其组合中选取。