[发明专利]将碳转化为碳的氧化物的方法和烃类裂解的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳转化方法和烃裂解方法及装置。具体而言，本发明涉及将碳转化为碳的氧化物的方法以及不希望焦炭沉积的烃类裂解的方法及装置。

背景技术

在石化工业，如乙烷、丙烷、丁烷、庚烷、液化石油气、石脑油和柴油等烃类在水蒸汽重量百分比为约30％到约70％，温度约为700℃到870℃时于反应装置中裂解以制取如乙烯和丙烯等低碳烯烃。诸如原油经过常压或减压分馏获得的底层物质等烃类有时也在反应装置中裂解，反应温度为约480℃到约600℃，蒸汽重量百分比为约1％到约2％。

在烃类裂解过程中，通常会在反应装置各部件的接触表面，如裂解炉管的内表面，发生含碳物质的堆积。辐射管内表面逐渐覆盖了一层炭，导致辐射管金属温度升高，并提高了经过辐射炉管后温度的下降幅度。此外，积炭还会破坏机械性能，例如造成应力断裂、热疲劳、软化，从而对如辐射管等反应装置部件的物理特性产生不利影响。

为去除反应装置部件上的积炭，反应装置必须定期关闭。通常的去炭作业为使积炭在高达1000℃的水蒸汽和空气混合物中燃烧。根据运行模式、涉及的烃的种类的不同，此种作业须每10到80日进行一次，并且由于作业时烃类的进料必须停止，将导致产量损失。

为了克服反应装置部件(例如炉管的内表面)上焦炭堆积的缺陷，人们考虑了各种各样的方法。这些方法包括：例如催化气化焦炭，使其产生碳的氧化物(CO/CO₂)和氢气。但是，至今人们仍在寻找一种有效的使焦炭气化的方法，即将碳转化为碳的氧化物(CO/CO₂)的方法。

因此，有必要提供一种可以有效将碳转化为碳的氧化物的方法以及一种减少或消除焦炭沉积的烃类裂解的方法和装置。

三斜霞石是Na[AlSiO₄]-霞石在高温下的形态，可以通过将Na[AlSiO₄]-霞石从超过1530K(约1256.85℃)时退火并随后淬火至室温来制备。在一篇发表在JOURNALOF SOLID STATE CHEMISTRY《固体化学杂志》61，40-46(1986)上的题为Interstitial Cristobalite-type Compounds(Na₂O)_≤0.33Na[AlSiO₄]《间质性方石英型化合物(Na₂O)_≤0.33Na[AlSiO₄]》的文章中曾经提到在Na[AlSiO₄]-三斜霞石中嵌入氧化钠以获得(Na₂O)_≤0.33Na[AlSiO₄]。Na₈Al₄Si₄O₁₈也在Beitrage zur Beaktionsfahigkeit der silicate bei niedrigentemperaturen，II.Mitteilung.，Die Strukturen Na₂O-reicher carnegieite.，VonWerner Borchert und Jurgen Keidel，Heidelberg，Mit 6 Textabbildungen，(Eingegangen am 17，Marz 1947)中被提及。但是，似乎没有(即使有也相当的少的)关于如何使用这种Na₂O-嵌入或富有的类三斜霞石物质的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种有效将碳转化为碳的氧化物的方法，以及一种减少或消除焦炭沉积的烃类裂解的方法和装置。

本发明涉及的将碳转化为碳的氧化物的方法包括：在有分子式为(Na₂O)_xNa₂[Al₂Si₂O₈](其中0＜x≤1)的类三斜霞石物质存在的情况下使碳和水蒸汽接触。

本发明涉及的烃类裂解的方法包括：使至少一种烃类在反应装置中与水蒸汽接触，该反应装置有可被所述至少一种烃类接触的接触表面，该接触表面含有分子式为(Na₂O)_xNa₂[Al₂Si₂O₈](其中0＜x≤1)的类三斜霞石物质。