[发明专利]烃原料的蒸汽裂化方法和设备

说明书

技术领域

本公开内容涉及在蒸汽裂化炉或热解炉中制造轻质烯烃的方法， 更具体地涉及含至少0.01wt％低挥发性化合物的烃原料的蒸汽裂化 方法。

背景技术

蒸汽裂化(也称为热解)早已用于将各种烃原料裂化成烯烃，优选 轻质烯烃如乙烯、丙烯和丁烯。常规的蒸汽裂化使用具有两个主要段 的蒸汽裂化炉：对流段和辐射段。烃原料通常作为液体(除了作为蒸汽 进入的轻质原料)进入该炉子的对流段，其中该烃原料通常通过与来自 辐射段的热烟道气间接接触和通过与蒸汽直接接触而被加热和汽化。 然后将汽化原料和蒸汽混合物引入辐射段，在那里，发生裂化。所得 的产物(包括烯烃)离开该蒸汽裂化炉用于进一步下游加工。

常规的蒸汽裂化系统已经有效用于将高质量原料例如天然气液 (NGL)、瓦斯油和石脑油裂化。然而，蒸汽裂化经济学有时有利于裂化 低成本重质原料如，作为非限制性实例，凝析油(它是从气田生产气体 时少量存在的联产油)、原油、常压残油(亦称常压管式蒸馏釜底部料 流)和真空瓦斯油。原油、真空瓦斯油和常压残油含有沸点超过590℃ 的高分子量、低挥发性组分和/或有时含有沸点超过760℃的焦炭前 体。这些原料的低挥发性组分和/或焦炭前体随着较轻质组分汽化而作 为焦炭在常规蒸汽裂化炉的对流段中沉积下来。在较轻质组分已完全 汽化的位置下游的对流段中仅能容许非常低水平的低挥发性组分和焦 炭前体，原因在于焦炭沉积通常使对流段中的管子结垢，这降低该管 子中的传热效率并提高压降。

此外，一些石脑油被含低挥发性组分和焦炭前体的重质原油污染。 常规蒸汽裂化炉不具有加工受低挥发性组分和焦炭前体污染的残油、 原油、或许多残油或原油污染的瓦斯油或石脑油的灵活性。

为了解决焦化问题，美国专利3,617,493(该文献在此引入作为参 考)公开了使用用于原油进料的外部蒸发鼓并公开了使用第一闪蒸以 除去作为蒸汽的石脑油和第二闪蒸以除去沸点在230-590℃之间的蒸 汽。在蒸汽裂化炉中将该蒸汽裂化成烯烃，并将来自两个闪蒸罐的经 分离的液体取出，用蒸汽汽提并用作燃料。

美国专利3,718,709(该文献在此引入作为参考)公开了使焦炭沉 积最小化的方法。它描述了在热解炉内部或外部将重质原料预热以用 过热蒸汽使该重质原料的50％汽化并除去残留的、经分离的液体。对 汽化的烃(其主要包含轻质挥发性烃)进行裂化处理。

美国专利5,190,634(该文献在此引入作为参考)公开了如下抑制 炉子中焦炭形成的方法：在对流段中在少的、关键性量的氢气存在下 将原料预热。氢气在对流段中的存在抑制了烃的聚合反应，从而抑制 焦炭形成。

美国专利5,580,443(该文献在此引入作为参考)公开了一种方 法，其中首先将原料预热，然后让其从热解炉的对流段中的预热器排 出来。然后将这一预热的原料与预定量的蒸汽(稀释蒸汽)混合，然后 引入蒸汽-液体分离器中以从该分离器中分离并取出所需比例的为液 体的低挥发性组分和焦炭前体。将经分离的蒸汽从该蒸汽-液体分离器 送回到热解炉用于加热和裂化。

美国专利6,632,351(该文献在此引入作为参考)公开了将含沥青 原料的原油原料或原油馏分热解的方法，和热解炉，包括将含沥青原 料的原油或原油馏分供给在对流段内的第一阶段预热器，其中将所述 含沥青原料的原油或原油馏分在该第一阶段预热器内加热到至少375 ℃的出口温度以产生经加热的蒸汽-液体混合物，从第一阶段预热器排 出所述蒸汽-液体混合物到蒸汽-液体分离器，在该蒸汽-液体分离器中 将气体与液体分离并移除，和将该移除的气体供给提供在对流段中的 第二预热器，将所述气体的温度进一步加热到大于离开该蒸汽-液体分 离器的气体的温度，将预热的气体引入热解炉内的辐射区中，并将该 气体热解成烯烃和相关副产物。

美国专利7,097,758(该文献在此引入作为参考)公开了在蒸汽裂 化系统中的闪蒸鼓中提高不挥发性物除去效率的方法。将得自对流段 的气流从雾状流转换成环形流，然后使之进入闪蒸鼓以提高除去效率。 气流从雾状流转换成环形流的转化如下达到：让气流首先经过至少一 个膨胀器，然后经过各种度数的弯头并迫使流体改变方向至少一次。 气流从雾状流至环形流的改变帮助聚结细的小液滴并因此帮助从气相 除去。