[发明专利]处理烃类裂解炉管内表面的方法

说明书

本发明涉及石油化工领域，公开了一种处理烃类裂解炉管内表面的方法，其中，所述方法包括以下步骤：(1)对烃类裂解炉管内表面进行挤压研磨处理，得到预处理裂解炉管；(2)在处理气体存在下，且加压条件下，对预处理裂解炉管的内表面进行第一氧化处理和第二氧化处理。该方法能够在烃类裂解炉管内表面形成致密地、厚度更薄且不易剥落的氧化物保护层，使得焦炭在裂管炉内表面的沉积显著减少，并且采用该方法处理得到的氧化物保护层的寿命更长，能够满足裂解炉管长期使用、反复升温等的需求。

技术领域

本发明涉及石油化工领域，具体地，涉及一种处理烃类裂解炉管内表面的方法。

背景技术

乙烯是石油化学工业的主要产品之一，乙烯装置生产的三烯(乙烯、丙烯、丁烯)和三苯(苯、甲苯、二甲苯)是石油化学工业的基础原料。目前生产乙烯的方法以管式炉裂解技术为主。

然而，烃类原料在高温热裂解生产乙烯时，会在管式裂解炉辐射段炉管内表面形成焦炭。而这种在高温条件下形成的焦炭是热的不良导体，会使炉管传热阻力增大、炉管内径变小，导致炉管外壁表面温度升高、炉管内流体压降增大，甚至堵塞管道，影响操作。而随着清焦次数的增加，会对乙烯及副产品产量、燃料消耗、炉管寿命等带来不利因素。

现有技术中，主要通过离子喷涂、烧结、磁控溅射、化学(或物理)气相沉积等外施加元素的方法来制备防结焦涂层，进而抑制裂解炉辐射段炉管的结焦。然而，在高温、高碳势、强冲刷的裂解工况下，涂层的寿命还达不到工业上长期使用的要求。当然也可以在炉管合金中添加一定量的铝元素，然后让炉管在空气中氧化，在炉管表面原位形成Al₂O₃薄膜，但是较高铝含量炉管的高温强度会降低。

从1997年至2006年，加拿大Nova公司公开了一批预氧化裂解炉管内表面的专利，例如US5630887A、US6824883B1、US7156979B2、US6436202B2、US2004265604A1、US2005077210A1、US2006086431A1等公开了预氧化后在炉管内表面形成了锰铬尖晶石MnCr₂O₄保护层。

CN101565807A公开了一种处理高温合金炉管的方法，其也是利用氢气和水蒸气的混合气体在高温下形成的低氧分压气体对新炉管内壁进行缓慢氧化得到了锰铬尖晶石。与Nova技术不同的是，该方法中的低氧分压气体中水蒸气含量更低。

上述低氧分压预氧化形成覆盖Fe、Ni元素的锰铬尖晶石氧化层的方法非常适合目前广泛采用的辐射段炉管材质(如HK40、HP40、3545)以及裂解工况条件。但是该氧化层的寿命不长，并不能完全满足长期使用、反复升降温等裂解工况的要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的存在烃类裂解炉管内部的结焦问题，提供一种处理烃类裂解炉管内表面的方法，该方法能够在烃类裂解炉管内表面形成致密地、厚度更薄且不易剥落的氧化物保护层，使得焦炭在裂管炉内表面的沉积显著减少，并且采用该方法处理得到的氧化物保护层的寿命更长，能够满足裂解炉管长期使用、反复升温等的需求。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种处理烃类裂解炉管内表面的方法，其中，所述方法包括以下步骤：

(1)对烃类裂解炉管内表面进行挤压研磨处理，得到预处理裂解炉管；

(2)在处理气体存在下，且加压条件下，对预处理裂解炉管的内表面进行第一次氧化处理和第二次氧化处理。

本发明第二方面提供一种本发明所述处理方法得到的烃类裂解炉管。

通过上述技术方案，本发明所提供处理烃类裂解管内表面的方法以及采用该处理方法得到的烃类裂解炉管获得以下有益的效果：