[发明专利]裂解炉管道

说明书

本发明涉及可用作裂解炉中的热传递管道的焊接件。本发明涉及可用于裂解炉的管道。该焊接件包括管形部件和至少一个混合元件。该管形部件包含含铝合金。该混合元件包含含铝合金。该混合元件的含铝合金可以与该管形部件的含铝合金相同或不同。本发明的其它方面涉及包括所属焊接件裂解炉和所述裂解炉用于烃转化方法例如蒸汽裂化的用途。

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年12月16日提交的USSN 62/092,616和2015年4月3日提交的EP15248030.7的优先权和权益，将它们全部通过引用纳入本申请。本申请涉及2015年7月31日提交的USSN62/199,357，其也通过引用纳入本申请。

发明领域

本发明涉及可用于裂解炉的管道。该管道为管形部件和至少一个混合元件的焊接件。该管形部件包含含铝合金。该混合元件也包含含铝合金，该含铝合金可以该管形部件的含铝合金相同或不同。本发明还涉及包括这样的焊接件的裂解炉，以及这样的裂解炉用于烃转化方法例如蒸汽裂化的用途。

发明背景

烃进料在蒸汽的存在下的热裂化(“蒸汽裂化”)是用于生产轻质烯烃例如乙烯、丙烯和丁烯的重要的商业技术。典型的烃进料包括，例如，乙烷和丙烷、石脑油、重瓦斯油、原油等中的一种或多种。用于执行蒸汽裂化蒸汽裂化炉通常包括对流段，位于对流段下游的辐射段和位于辐射段下游的骤冷阶段。典型地，至少一个燃烧器包括于蒸汽裂化炉中用于对流段和辐射段提供热量。燃烧器典型地位于至少一个燃烧室中，该燃烧室靠近辐射段，且对流段位于辐射段相对于燃烧器产生的加热气体(典型地为燃烧气体)流的下游。管形导管(“管道”)用于至少(i)将烃进料、蒸汽及其混合物输送通过炉的对流段和辐射段，(ii)将热量传递给管道内的烃和/或蒸汽以进行蒸汽裂化反应，(iii)将产物流出物输送离开辐射段，(iv)输送除焦炭混合物以例如从对流管道和/或辐射管道内部去除焦炭，和(v)输送除焦炭流出物离开辐射段。某些蒸汽裂化器管道为热传递管道。典型地，位于对流段的热传递管道被称为“对流管道”，位于辐射段的热传递管道被称为“辐射管道”。当对流管道和/或辐射管道以盘管布置时，典型地将这些称为“对流盘管”和“辐射盘管”。

在一种常规方法中，将烃进料引入至少一个对流盘管中。对流盘管的外表面暴露于引导离开燃烧器的加热气体。烃进料通过从加热气体到位于对流盘管内的烃进料的间接热传递来预加热。蒸汽与预加热的烃进料合并以产生烃+蒸汽混合物。采用至少一个另外的对流盘管以预加热该烃+蒸汽混合物，例如，至显著热裂化发生的温度或刚好低于该温度的温度。

将预加热烃+蒸汽混合物经由跨越管道从对流段引导至位于辐射段中的至少一个辐射管道。常规辐射管道典型地由包含铬、铁和镍以及各种其它元素(通常以低浓度，例如≤5.0wt.％)的蒸汽裂化器合金形成以获得期望的性能。预加热的烃+蒸汽混合物在辐射管道中被间接加热，其主要通过从燃烧器到辐射管道的外表面的热传递，例如，来自位于燃烧室中的一个或多个燃烧器产生的火焰和高温烟道气的辐射热传递，来自燃烧室外壳内部表面的辐射热传递，来自穿越辐射段的燃烧气体的对流热传递等。传递的热快速地升高预加热的烃+蒸汽混合物的温度至期望的盘管出口温度(COT)，其典型地范围在对一些非常重的瓦斯油进料来说的1450°F(788℃)到对乙烷或丙烷进料来说的1650°F(871℃)。

传递到位于一个或多个辐射管道中的预加热烃+蒸汽混合物的热导致至少一部分混合物的烃热裂化，产生包含分子氢、轻质烯烃、其它烃副产物、未反应的蒸汽和未反应的烃进料的辐射盘管流出物。典型地采用传送线管道来将辐射盘管流出物从辐射段输送到骤冷阶段。焦炭在热裂化期间在炉中，例如，在对流管道的内部表面上，尤其是在辐射管道的内部表面上积累。在积累了不期望的量的焦炭后，除焦炭混合物、典型地为空气-蒸汽混合物的流替换烃+蒸汽混合物来去除积累的焦炭。将除焦炭流出物引导离开。焦炭去除后，恢复烃+蒸汽混合物的流至经去焦炭的管道。方法继续，交替进行裂解(热裂化)模式和去焦炭模式。