[发明专利]混合物热处理反应器及其制造方法、使用工艺和所得产品的用法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年5月18日提交的加拿大专利申请No.2704186的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文中。

发明领域

本发明涉及用于对各种混合物进行热处理工艺的反应器和其内部构件。所述热处理工艺更确切地说是在无实质性有机液相或浆液相的情况下用于对已用油、废油、重油或转动式炉中的沥青进行热裂解和蒸发。

本发明还涉此类反应器在在无有机固相、液相或浆液相的情况下对诸如油、废油、重油或转动式炉中的沥青之类的混合物进行热处理中的使用。

本发明进一步涉及用于对包括有机化合物的混合物进行热处理的工艺，此类工艺包括将待热处理的混合物供送给本发明反应器及其内部构件的步骤。

本发明反应器的制造工艺也是本发明的一部分。

本发明还涉及利用本发明工艺对诸如废油之类的有机混合物进行处理和制备以下物料的用法：

·燃料、或者诸如家用加热油之类的掺合油中的组分、低硫船用燃料、柴油引擎燃料、静态柴油引擎燃料、发电用燃料、农用机械燃料、越野和公路柴油机燃料；和/或

·十六烷指数增强剂；和/或

·钻探泥浆基油或组分；和/或

·溶剂或溶剂的组分；和/或

·用于重燃料、船用燃料或沥青的稀释液；和/或

·轻润滑剂或润滑油的组分；和/或

·清洁剂或油基清洁剂中的组分；和/或

·浮油组分；和/或

·宽范围柴油；和/或

·澄清油；和/或

·沥青掺合物中的组分。

背景技术

将油或其它烃送入反应器进行热裂解时，会因在工艺期间生成焦炭而出现一些较大问题。将油或其它烃送入非直接加火的转动式炉进行热裂解时，也会有一些较大问题。

此类问题之一就是在裂解反应中形成的焦炭保留下来，堆积覆盖在反应器的壁和内部构件上，从而阻碍从热源到转动式炉内部的热传递。经常要在转动式炉中加入沙石或金属的填装料来在其转动时刮擦炉的内壁。焦炭堆积层厚度很少能单一均匀。不均匀的焦炭层可导致过热点并可最终造成炉外壳的故障。

第二个问题是在于从热源将所要求的热量传导到反应区域。典型情况下，在转动式炉中与反应物接触的热传递区域为炉外壳上的一小部分。另外，添加到炉中未在炉外事先加热的物料将对热传递形成阻碍。

当相对冷的油或烃被直接投射到反应器外壳上时，所导致的热冲击可使反应器外壳发生故障。

在热裂解油中，反应温度(和压力)必须保持在一个窄的工作范围内。如果反应区域的温度过低，反应将需要更长的时间，且进料速度将不得不降低。如果温度过高，产品质量和数量都将会打折扣。因此，对于给定的供料、反应器尺寸和压力，反应区域的温度都必须进行严密测量和控制。当反应器内壁有积炭或金属填装料已经将焦炭藏入其中时，情况会变得非常困难。

最后，一旦焦炭被释放出来，无论是发生反应时还是在已经从所附着表面(例如在填装料或反应器墙上)刮除后，焦炭必须在不堵塞反应器的出口的情况下从反应器中出来，不然会造成压力冲击波和反应器密封失效，并经常引起火灾。

转动式炉，无论是直接加火(热源或火焰在炉内)还是间接加火(热源或火焰在炉外)，都已经在各种应用场合使用了100多年。当在转动式炉中处理烃以制造特定的石油产品时，则采用间接加火炉。

间接加火炉的早期应用之一为通过热裂解和煤炭汽化生产煤油和气体。

当前，尚未发现令人满意的解决方案能够解决下述先前设备和/或工艺中遇到的诸多技术困难。

Holighaus et al.(CA 1221047)提及，为避免焦炭在鼓的壁内部上沉淀堆积，鼓中含有可在鼓转动时从壁上通过摩擦去除沉积物的钢球。炉向定位有静止不动的箱的出口端倾斜。炉上附接有网筛，可将金属填装料保留在炉中。箱有两个出口，一个用于在顶部释放烃蒸汽，另一个在箱体底部连有用于固体的管道。

Bernt(CA 1129195)建议被附接在吊斗上的链有效地从转动式炉的壁去除焦炭沉积物。

Musha and Maeda(US 4014643)描述了一种带有链的类似设备，所述链被附接至升降器，以便在炉转动时在其内壁上破坏焦炭。