[发明专利]用于烃蒸汽裂解炉除焦的方法和设备

说明书

一种用于具有燃烧室、辐射盘管、转移线交换器和油骤冷连接部分的烃蒸汽裂解炉的除焦方法，其中将液体骤冷油注入以直接冷却蒸汽裂解的流出物。在足以至少部分燃烧在辐射盘管、转移线交换器和骤冷连接部分内部上累积的焦炭的条件下将包含蒸汽和空气的除焦物料供应到炉子中。以足以将除焦工艺流出物冷却到低于下游管线冶金温度极限的九量供应骤冷蒸汽并将其注射到除焦工艺流出物中。此外，本发明还提供了一种用于乙烯制备的热解炉。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2014年08月28日提交的US在先申请系列No.62/042,920、2014年11月3日提交的EP 14191533.0以及2014年12月16日提交的US在先申请系列No.62/092623的优先权及权益，通过参考将其全部并入本发明。

发明领域

本发明涉及热裂解烃用于生产烯烃，特别是低分子量烯烃例如乙烯的领域。更特别地，本发明涉及除去在这种热裂解过程中形成的焦炭沉积物的方法和设备。

发明背景

蒸汽裂解，还指的是热解，其用于将多种烃物料裂解为烯烃，优选轻质烯烃例如乙烯、丙烯和丁烯。常规的蒸汽裂解使用热解炉，在其其他的特征中，其具有燃烧室和辐射盘管段。烃物料典型地作为液体进入炉子中(作为蒸气进入炉中的轻质原料除外)，在其中通过与热烟道气的间接接触以及通过与蒸汽的直接接触而将其加热和至少部分地蒸发。然后将蒸发的原料和蒸汽混合物引入辐射盘管段中，在那里主要进行热解裂解化学。得到的包括烯烃的产物离开辐射盘管并且被骤冷以便停止进一步的热解反应。

常规的蒸汽裂解体系可以有效地裂解高质量的液体物料，该物料完全包含挥发性的烃，例如瓦斯油和石脑油。此外，蒸汽裂解经济学有时候倾向于裂解较低成本物料，该较低成本物料包含渣油例如，通过非限定性的实例，常压渣油例如常压管式加热炉底部物流，以及原油。对于包含渣油的物料，蒸气液体分离器，例如通过参考文献完全并入本发明的U.S.专利Nos.7,138,047；7,090,765；7,097,758；7,820,035；7,311,746；7,220,887；7,244,871；7,247,765；7,351,872；7,297,833；7,488,459；7,312,371；6,632,351；7,578,929和7,235,705中描述的蒸气液体分离器用于除去在裂解时促进焦化的非挥发性组分。来自处理这些液体进料的炉子的裂解流出物也可以在至少主要转移线交换器(TLE)中骤冷。对于重质液体，例如重质石脑油和全部瓦斯油物料，直接油骤冷连接部分通常需要在主要TLE的下游。该油骤冷连接部分允许将骤冷油添加到热解产物物流中以将来自产物物流的热量直接提供到注入的骤冷油。

采用直接油骤冷连接部分的问题在于当相对冷的骤冷油与热的热解流出物接触时快速堵塞的倾向。油骤冷装置已经设计为用于以不导致快速堵塞的方式将油添加到炉子流出物中的特殊化技术。

蒸汽裂解，特别时重质物料的蒸汽裂解，例如煤油和汽油的蒸汽裂解，产生了大量的焦油，其导致在炉子的辐射盘管、TLE和骤冷连接部分中的快速焦化。需要频繁的进料中断以在整个工艺过程中能够除去焦炭，这称为除焦。在工业范围内，从裂解炉的辐射盘管上除去焦炭的普通方法是除焦。在这个过程中，中断到炉子的烃物料和蒸汽穿过炉子。将炉子流出物从烯烃装置的回收部分再引导到除焦系统。将空气添加到穿过裂解炉的蒸汽中并且经加热的空气/蒸汽混合物通过受控燃烧而除去焦炭沉积物。除焦流出物最终通过除焦鼓，例如旋风分离器，或通过炉子燃烧室和堆栈排放到大气中。