[发明专利]延迟焦化工艺

说明书

技术领域

一方面，本文公开的实施例涉及从含有能够裂解以生产碳的化合物的液体生产焦炭。另一方面，本文公开的实施例涉及一种称为延迟焦化的工艺。另一方面，本文公开的实施例涉及一种延迟焦化加热器，其具有用于加热焦化原料的多重并行蛇形加热线圈。

背景技术

焦化可被认为是剧烈的热裂解工艺，其中，最终产品之一包括碳，例如焦炭。延迟焦化工艺最初被开发来用于通过原料(例如减压渣油和热焦油)的剧烈裂解来生产焦炭和较低分子量的烃，以最小化精炼厂的残渣油产量。美国专利No.4,049,538和4,547,284示出了延迟焦化工艺的例子，其公开内容通过引用并入本文中。

延迟焦化工艺通常包括当原料以高速通过管道进料时在管加热器的导管或管道中把原料加热到高于裂解温度的温度。最佳的操作包括进料速率的使用，例如以最小化在管加热器的加热管道中实际形成的碳。管加热器通常被可互换地称为焦化装置加热器或焦化装置预热器。

在美国专利No.4,049,538中，焦化装置预热器被示意性地示出为项目编号11。在美国专利No.4,547,284中，焦化装置加热器被示意性地示出为项目编号25。处于焦化温度的被加热原料从加热区被输送到焦炭鼓，优选地，大部分焦炭在焦炭鼓中形成。在绝缘的焦炭鼓或缓冲鼓中，足够的停留时间允许发生焦化。通常，被加热的焦化原料已经被加热到足以维持鼓中的焦化的温度，即在约750至约975℉的范围内的温度。随着工艺的进行，焦炭在焦炭鼓中积累，并且随后通过本领域的已知技术移除。

尽管过去做出了很大的努力以便提供条件来允许延迟焦化原料被加热到裂解温度而不会在焦化装置加热器的管道中出现不期望的碳沉积，但是焦化装置加热器的管道中的碳沉积依然继续成为问题。

除了希望避免在焦化装置加热器中的碳沉积以外，还希望提高延迟焦化单元的容量。延迟焦化单元的初始设计包括小的、箱形加热器，该加热器具有从顶部悬挂的多排管道以及在每个壁上的一排管道，仅在加热器的辐射区段中加热所述管道。

现在的延迟焦化单元包括双点火焦化装置加热器设计，如美国专利No.5,078,857中描述的，其通过引用并入本文中。在’857专利中，延迟焦化加热器设计将线圈放在箱的中心并且燃烧器抵靠壁，从而能从两侧加热管道，从而提高了热流通量率。该设计也允许减小线圈长度、压降和停留时间，并允许每个线圈的增大的容量。

现在参考图1，示出了用在双点火延迟焦化加热器中的一种常规的现有技术线圈设计。线圈从加热器入口到加热器出口以蛇形构造来回延伸，定位成分别朝向辐射加热区的上端和下端，并且通常悬挂在双点火加热器的两个壁之间的竖直平面内。

为进一步提高这种焦化装置加热器的容量，例如在Catala K.A.等，“Advances in Delayed Coking Heat Transfer Equipment”，Hydrocarbon Processing，2009年2月，第45-54页描述的，已经提出了增加线圈的直径和/或长度。然而，在新设计中，容量可能如此大使得这些方案(增加的直径和/或线圈长度)导致出现下列一种或多种情况：更高的压降，更高的膜温度，更高的管金属温度以及增加的停留时间，从而缩短了平均运行长度。替代地，可以使用多个加热单元，这会显著增加资金和操作费用。

发明内容

已发现可以通过使用多重并行蛇形加热线圈来实现延迟焦化加热器的增加的容量和/或改进的操作。如本文所使用的，多重并行蛇形加热线圈是指一种加热线圈，其包括以水平管道的蛇形(来回)、连续路径布置的多个流动导管，其通常可以被悬挂在延迟焦化加热器的辐射加热区段中的竖直平面内。

流向加热器单元的原料可在加热器的上游被分开，并被输送到多重并行蛇形加热线圈的入口。两个或更多个并行流动导管被布置成使得流被对称地(在整个路径上相对均匀地)加热。然后，流过多重并行螺旋加热线圈的两个或更多个流动导管的被加热原料可在加热器外组合以便进行下游处理。因此，全部的填料在较短的流动路径中被加热，导致减小的停留时间、减小的压降以及容量和/或平均运行长度的增加。