[发明专利]可弹性进料的热解工艺

说明书

本发明涉及在管式火炉中蒸气热解烃类以生产含有乙烯的裂解气。

蒸气裂解或蒸气热解炉的基本构件多年来都没有变化。炉包括一个燃烧燃料来达到高温的辐射室，和装在辐射室内的一个裂化盘管。裂化盘管的出口温度在815°和930℃之间。炉子进一步还包括一个对流盘管区来利用废热，一般用于预热烃原料，加热稀释蒸气和烃料的混合原料，和加热用于丁烯装置中的辅助流体。

既使特殊的辐射部分设计可根据产品混合，原料选择，热效率和成本的需要而改变，但这炉的基本原理是相同的。不管怎样，通过改变烃和稀释蒸气的比率和炉火，能设计出辐射区来处理各种原料和产品混合物。尽管所需的辐射热量，流体速度，和工艺温度等方面有所不同，但可有效地使用一个特别的裂化盘管，从宽馏份的原料中，生产恒量的乙烯。

遗憾的是，由于在原料馏份中乙烷在一端而真空瓦斯油在另一端，蒸气和烃料的预热量变化很大，则对流区这种灵活性是不存在的。例如，对瓦斯油裂解所需稀释蒸气的量是对乙烷裂解所需量的五倍，因此每单位原料需要更多的蒸气预热量。进一步举例讲，从瓦斯油原料生产乙烯的产率基本上低于从乙烷生产乙烯的产率。因此为了恒定地生产乙烯必须预热和蒸发更多的瓦斯油。这就增加了所需的热量，进而需要烃和稀释蒸气预热盘管具有更大的表面。由于在对流区有不同的预热要求，一个专门为重质原料如瓦斯油设计的裂解炉不能有效地用于气体原料，反之亦如此。在很小的范围内，在石脑油与瓦斯油原料之间还是存在这种灵活性。在为重质原料设计的炉中使用轻质原料时所引起主要问题是原料在对流区过热和裂解，这是由于较高的辐射区温度不可避免地作用于轻质原料和在对流区具有过量的盘管表面所致。对流盘管处的裂解导致对流盘管结污和较长的裂解滞留时间，并会破坏所需的裂化管温度分布，造成产物降解。

因此本发明的目的是提供一种蒸气裂解方法，该方法既能灵活加工一定范围的原料而又不致对炉的生产能力和操作性能有重大的影响。

根据本发明，提供一种用管式火炉为蒸汽裂解烃进料的方法，其中该炉子具有一个预热烃的对流区和一个在其中裂解预热烃的辐射区，以便提供一种进料的灵活性，在原料加进裂化管以前又不会使其过热，则首先通过将预热的初始烃料和工艺烯释蒸气结合而生成的混合原料冷却，然后在炉的对流区再加热。

附图1说明本发明的一个实施方案，其中通过注入锅炉供水来冷却混合原料，该供水接着汽化成稀释蒸气。

附图2说明本发明的另一个实施方案，其中混合原料被炉对流区外接的一个热交换器所间接冷却。

附图3说明本发明的又个一实施方案，其中通过注入相对冷的烃流来冷却混合原料，该烃流可以是如图示的初始烃料的一部分。

冷却混合料的程度主要取决于原料本身。在一个能够裂解重质瓦斯油的具体炉中，乙烷混合进料的冷却程度必须高于例如石脑油进料的冷却程度。相应地，一种轻质的瓦斯油进料将需要较低冷却程度。当初始烃料是一般气态时，混合进料将一般被冷却至55°到220℃，接着再加热到温度范围在565°和705℃之间，然后将混合原料送进裂化管。当初始烃原料是初始沸点在25℃和120℃之间，终沸点在150℃和230℃之间的一般液态烃时，该混合原料一般将被冷却到55℃至140℃，然后再加热到温度范围在540℃和650℃之间。

既然进料的灵活性可以通过充分地利用在炉中的辐射热和对流热来达到，由此可见烃的蒸发而不裂解，则表明有热损失。因此不宜通过排除较重质的物料来分离预热的初始烃料。就是说在炉对流区预热的所有初始原料都送进了裂化管。

参看附图1-3，表示一个为蒸气裂化重质进料如瓦斯油而设计的热解装置，该装置包括一个具有辐射区2和对流区3的管式火炉1。垂直裂化管4安装在辐射区内由底部的燃烧器5加热。热燃烧气体从辐射区向上通过对流区，在那里燃烧气体的热相继地被对流盘管6，7，8，9，10和11所吸收。热解装置进一步包括一个初级骤冷交换器12来急速冷却裂解气体以停止热解副反应并在蒸气鼓13里以高压饱和蒸汽的形式回收热量。参看图1-3说明蒸气系统的基本部件，从管路14进入的锅炉供水在对流盘管11预热并送进蒸汽鼓13。从鼓流出的供水经管路15到初级骤冷交换器，其中部分气化并回到蒸气鼓。来自鼓的饱和蒸气通过管路17送进对流盘管7，并在其中加热至过热并通过管路18排放到工厂的蒸气系统，以推动用于压缩和分离裂解气体的汽轮机。