[发明专利]轻质和重质烃进料的蒸汽裂化方法和装置

说明书

本发明涉及在带有对流区的辐射区的裂化炉中对烃进行蒸汽裂化的方法，其中该方法包括有轻质烃进料预裂化的第一段和随后的该预裂化轻质烃进料和重质烃进料的混合物进行共裂化的第二段。此外，本发明还涉及用于烃蒸汽裂化的装置，该装置包括有：带对流区和辐射区的裂化炉，在对流区中用于轻质烃进料进行预热的至少一根预热管，其中该预热管在下游的辐射区中与至少一根轻质烃进料进行裂化的裂化管连接，以使轻质烃进行预裂化，以及至少一根用于重质烃进料在对流区内进行预热的预热管。

蒸汽裂化的方法已众所周知，是石油化学中最重要的方法之一。

首先将由烃和水蒸汽组成的进料进行汽化，然后在蒸汽裂化炉的对流区中进行预热。在裂化炉的辐射区中使该料的温度急剧升至超出起始裂化温度，并在裂化气冷却和裂化产品馏出之前，发生裂化乃至在更高的温度下进行裂解。

本发明的范围内，“进料”应理解为烃和水蒸汽的混合物。这不仅适合于轻质进料，而且也适合于重质进料。进料可表示裂化前的混合物，或者裂化期间的混合物。进料之间的区别，在于进料裂化之前物料中的含烃馏分的不同(没有水蒸汽的馏分)，烃的种类以及是否与水蒸汽混合。

通常，预热温度在450和650℃之间，裂化温度(裂化炉的出口温度)在780和920℃之间。

高的温度区间通常涉及最轻质的进料，而低的温度区间相应于重质进料。对于进料而言，在对流区中应避免发生裂化。

根据本发明的“起始裂化温度”表示：开始产生明显的烃裂化的温度，高于此温度则进行快速裂化。起始裂化温度主要取决于进料的组成。对于专业技术人员来说，起始裂化温度是巳知的。

对于本发明所述的进料组成，例如，适合于下列不同的温度值：

进料中含烃馏分的组成    起始裂化温度

C₂-C₃-C₄                720℃

粗汽油                      710℃

煤油，常压瓦斯油            690℃

真空瓦斯油                  680℃

这些温度均为常用的温度值。因此，通常不能给出准确温度值，表中这些温度可能有10-20K的温度差。上述温度值相应于很低的裂化速度。与之相比，在较高的裂化速度时，裂化温度通常至少应比上述的温度值高出100K。这样的温度通常为裂化炉出口的温度。

根据专业技术人员已知的方式方法，为求得进料的温度急剧升至起始裂化以及更高的温度，因为这对收率有益。另外，快速冷却对收率同样也有益。在该过程中温度的改变呈“二次幂的”温度分布曲线。

一般应避免的是，对过多的含有很轻和很重馏分的烃进行裂化，因为这种混合物方式的裂化将导致，或者是轻质馏分不充分的裂化，或者是重质馏分过分的裂化。事实上，在给定的炉中必须在较高的温度下，使轻质的、耐热的馏分发生裂化，从而达到较高的裂化强度。

通过裂化条件和一定的参数，如在裂化炉中进料的停留时间，温度和稀释程度，可测定裂化强度。同时，裂化强度反过来又表明了停留时间和温度。裂化强度可根据专业人员已知的、不同的指数(例如根据KSF指数)进行测量。

对于下述实施方案，将裂化指数定义为在相同的条件如相同的温度、停留时间和稀释程度下裂化的正戊烷进料的转换率。  

除了不使用某些专用炉(例如供脱碳乙烷用的裂化炉)，通常应避免相同裂化强度下对混合物中过分悬殊的馏分的共裂化。

对于“共裂化”，应理解为轻质和重质烃进料混合裂化的处理过程。通常，重质烃进料占主要成份。

对于具有不同裂化强度的轻质烃进料和重质烃进料而言，有许多轻质进料和重质进料进行共裂化的方法。除了应避免太弱或太强的裂化作用以外，这些方法的目的在于，将高温下存在的、耐热的预裂化的轻质烃和在更高温度被裂解的轻质烃的能量用于重质进料的裂化，特别是通过混合立即将预热的重质进料加热至其起始裂化点以上。

这些方法的第二个目的在于，作为用作稀释剂的预裂化的轻质进料，至少能部分替代稀释重质进料用的水蒸汽。

另外还建议，将少量重质进料(通常是瓦斯油)注入到粗汽油的裂化汽中。被加入的重质进料在这种情况下被剧烈降解(例如以粗汽油为准的10％)，从而使混合物处于瓦斯油的裂化温度。