[发明专利]抑制裂解装置内表面结焦的方法

说明书

本发明涉及内表面处理领域，具体涉及抑制裂解装置内表面结焦的方法。该方法包括：在热处理条件下，将含有醋酸铬蒸汽、含硫化合物蒸汽和载气的处理气引入裂解装置中进行热处理。本发明所述方法可以在现有装置的基础上，有效地减少结焦现象，结焦量减少率达85％以上。

技术领域

本发明涉及装置内表面处理领域，具体涉及抑制裂解装置内表面结焦的方法。

背景技术

在乙烯裂解装置中，急冷锅炉担负着将裂解气迅速冷却以终止二次反应并利用裂解气所携带热量以产生高压蒸汽的双重作用。换热管内结焦是急冷锅炉运行过程中的一个突出问题。尤其是，裂解原料为重质油(重质AGO、VGO等)时，急冷锅炉的结焦更加严重，并且构成了裂解装置运转周期的主要制约因素。为保证物流的畅通，不得不使裂解炉不定期停车，以对急冷锅炉进行清焦(机械或水力清焦)。这不但影响了裂解炉的开工率，而且使裂解炉的使用寿命缩短。另外，由于结焦，急冷锅炉的阻力降增加，上游的压力升高，辐射炉管中的烃分压上升，从而使裂解炉管对烯烃的选择性下降，烯烃的收率降低；又因急冷锅炉中焦垢的导热系数非常小，急冷锅炉出口温度的上升不仅使高温位热能的回收量减小，而且也同时增加了油洗系统的热负荷，给油洗系统的平衡操作带来困难。因此，如何抑制或减缓急冷锅炉的结焦就成了一个迫切需要解决的课题。

急冷锅炉主要源于两种结焦机理：(1)高温气相结焦：急冷锅炉入口的裂解气温度高、流动紊乱、部分裂解气停留时间过长，这导致裂解气发生二次反应而析出游离碳吸附于废锅内壁，从而形成焦垢，通常以催化结焦为主；(2)冷凝结焦：裂解气中较高沸点的多环芳烃以及稠环芳烃进入TLE时，当内壁温度低于裂解气露点时，结焦母体在内壁表面上冷凝下来，进一步发生缩聚反应而逐渐成焦。冷凝结焦是废锅结焦的主要原因。针对急冷锅炉的特点及结焦机理，人们采用多种不同的方式来减缓结焦，以达到延长急冷锅炉运行周期的目的。

有一些现有技术通过对急冷锅炉的装置结构进行改进，以减少结焦。CN2814300Y公开了一种具有新型结构的急冷锅炉，其分布器为一带有倒锥形过渡段的圆柱体，内部有多分支均匀分布的裂解气输送通道。具有这种结构的急冷锅炉，裂解气停留时间短，冷却迅速，有效抑制了裂解气的二次反应，从而减缓了急冷锅炉结焦。

US20030035766公开了一种在急冷锅炉入口锥体处采用特制的均匀分布的喷嘴注入蒸汽以减少结焦。通过注入蒸汽一方面提高了裂解气的流速，另一方面可对裂解气进行急冷，因而抑制了急冷锅炉结焦。

CN101893396A公开了在急冷锅炉的换热管内设置强化传热构件-扭曲片管，强化急冷锅炉的传热过程，减少结焦。

US20050262850公开了在急冷锅炉入口设置有流体分布器，该流体分布器具有鼻锥和一个或多个转向环，改善了换热管内裂解气流动分布的均匀性，因而减缓了急冷锅炉结焦。

有一些现有技术通过对烧焦过程进行改进，US20030183248A1公开了一种加速烧焦反应的方法，即在烧焦过程中向急冷锅炉注入少量包括K₂CrO₄和K₂Cr₂O₇等IA或IIA族醋酸铬盐或重醋酸铬盐等复合清焦促进剂，不仅加快了烧焦速率，还延长了锅炉运行周期，因为烧焦更干净，残留焦炭层变薄。

也有一些现有技术对急冷锅炉内表面进行处理。CN102399568A公开了在急冷锅炉的内表面形成具有一层至少包含下列中一种元素的氧化物膜：Cr、Fe、Mn、Mo、Si、Al、Ti。所述氧化膜通过在急冷锅炉内壁沉积选自Si、Al或Ti中的至少一种元素，再将所述锅炉在低氧分压气氛下进行热处理。但是该方法需要在锅炉管内壁涂覆上含硅等的化合物，较为繁琐。

现有技术还没有在保留原有装置结构的情况下，在裂解工艺运行之前或运行期间对由特定金属材质例如低铬合金制得的急冷锅炉进行处理以减少结焦的方法。

因此，亟需一种在原有装置的基础上，简便且高效地减少裂解装置内表面结焦的方法。