專(zhuān)利名稱(chēng)：將包含重質(zhì)尾部餾分的烴進(jìn)料裂化的工藝的制作方法
將包含重質(zhì)尾部餾分的烴進(jìn)料裂化的工藝本發(fā)明涉及一種將進(jìn)料，特別是含有重質(zhì)尾部餾分的低質(zhì)量進(jìn)料， 即包含相對(duì)高比例的 一種或多種在比平均進(jìn)料(如果可完全汽化的話(huà)) 更高的溫度下汽化的組分的進(jìn)料裂化的工藝。這些組分的例子是焦油、 固體顆粒、重質(zhì)烴餾分例如高沸點(diǎn)餾分和蒸發(fā)殘?jiān)s分。當(dāng)包含重質(zhì)尾部餾分的進(jìn)料在熱裂化爐(裂解爐)中熱裂化時(shí)，重 質(zhì)尾部餾分通常在對(duì)流段、輻射段和傳送管交換器中造成污垢。該污垢 導(dǎo)致短的運(yùn)行時(shí)間并且因此導(dǎo)致不經(jīng)濟(jì)的操作。US專(zhuān)利5,580,443提出了一種其中減少污垢/焦化的裂解工藝。在該 公開(kāi)物中，描述了一種通過(guò)其中在進(jìn)料預(yù)熱器中將進(jìn)料預(yù)熱并且部分汽 化的過(guò)程將低質(zhì)量進(jìn)料裂解成烯烴的工藝。余下的液體進(jìn)料在與一定數(shù) 量的過(guò)熱稀釋流混合之后在進(jìn)料預(yù)熱器的出口在分離設(shè)備中分離。將要 分離的液體進(jìn)料的數(shù)量由在分離設(shè)備的上游和下游混合的過(guò)熱稀釋流 的數(shù)量和/或比例控制。該工藝可以使用節(jié)熱器，不需要任何用于控制節(jié) 熱器容量(熱吸收量)的裝置。US專(zhuān)利4,879,020涉及一種操作爐烴轉(zhuǎn)化器的方法。在該公開(kāi)物中 沒(méi)有披露其中通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)熱器的交換容量控制進(jìn)料預(yù)熱器的熱吸收量 的將進(jìn)料熱裂化的工藝。在US專(zhuān)利6,632,351中描述了 一種裂解工藝，其中在將進(jìn)料分離成 液體和蒸汽餾分之前將待分離的進(jìn)料加熱到至少375 °C的溫度。EP-A 253633描述了包含熱交換器的烴裂化爐。每一裂化爐具有其 自身的進(jìn)料供給以使得可以獨(dú)立地控制流量和壓降。沒(méi)有提出控制進(jìn)料 預(yù)熱器的熱吸收量和因此控制進(jìn)料的汽化溫度。對(duì)于工藝條件的變化例如進(jìn)料特性、裂化強(qiáng)度、蒸汽稀釋比和爐關(guān) 閉的變化而言，例如上面提及的現(xiàn)有技術(shù)工藝具有有限的靈活性。這是 因?yàn)橥ㄟ^(guò)混合一 定數(shù)量的過(guò)熱稀釋蒸汽的分離控制僅僅對(duì)于接近單個(gè) 設(shè)計(jì)情況的條件而言是足夠的。對(duì)于離設(shè)計(jì)情況較大偏差而言，分離的 液體的數(shù)量可能過(guò)多(不合適的工藝效率)或過(guò)少(不合適的分離，在 下游設(shè)備中造成污垢)。
仍然希望提供作為替換的將進(jìn)料，特別是包含重質(zhì)尾部餾分的進(jìn)料 裂化的工藝。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種伴隨著少的造成其中進(jìn)行工藝 的裂化裝置污垢(焦化)的趨勢(shì)將烴進(jìn)料裂化的新工藝。特別地，目的是提供一種將烴進(jìn)料，例如包含重質(zhì)尾部餾分的烴進(jìn) 料裂化的新工藝，該工藝表現(xiàn)出相對(duì)于工藝條件的變化例如進(jìn)料特性和 所希望的裂化強(qiáng)度的變化而言?xún)?yōu)良的靈活性。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種適合于進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的工藝、用 于將烴進(jìn)料裂化的新裝置。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)控制裂化裝置的對(duì)流段中煙道氣出口或附近的工藝 參數(shù)，即通過(guò)在裂化裝置的輻射段中將進(jìn)料裂化之前在裂化裝置的對(duì)流 段中將進(jìn)料預(yù)先加熱并且控制進(jìn)料預(yù)熱器(位于從對(duì)流段出來(lái)的煙道氣 的出口附近)的熱吸收量，可以將烴進(jìn)料特別是包含重質(zhì)尾部餾分的這 類(lèi)進(jìn)料裂化。因此，可以將從對(duì)流段排出的煙道氣的溫度保持在所希望 的低溫下。由此可以實(shí)現(xiàn)從煙道氣中高程度的熱回收。另外，控制進(jìn)料 預(yù)熱器的熱吸收量使得能夠控制進(jìn)料汽化溫度。因此，在一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及一種在包括輻射段6和對(duì)流段7 的裂化裝置中將烴進(jìn)料熱裂化的工藝，其中將經(jīng)進(jìn)料送入存在于對(duì)流段 7中的進(jìn)料預(yù)熱器1,通過(guò)調(diào)節(jié)位于進(jìn)料預(yù)熱器1與輻射段6之間的對(duì) 流段7中節(jié)熱器9的熱交換容量控制進(jìn)料預(yù)熱器1的熱吸收量；并且其 中隨后將在預(yù)熱器1中加熱的進(jìn)料導(dǎo)入輻射段6并且在所迷輻射,殳6中 裂化。通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)熱器9的熱容量，例如通過(guò)調(diào)節(jié)通過(guò)節(jié)熱器的熱交換介 質(zhì)的流量，可以控制進(jìn)料預(yù)熱器1的熱吸收量?？刂茻嵛樟糠催^(guò)來(lái)使 得能夠調(diào)節(jié)在進(jìn)料預(yù)熱器出口的進(jìn)料的液體餾分與蒸汽餾分的比例。優(yōu)選地，除了節(jié)熱器9之外，使用位于預(yù)熱器1與對(duì)流段7的煙道 氣出口之間的另一個(gè)節(jié)熱器8。該節(jié)熱器9通常以與節(jié)熱器8平行流體連接而工作(參見(jiàn)例如圖 1)。附加的熱交換介質(zhì)(通常是水，也稱(chēng)為鍋爐進(jìn)料水)通過(guò)該節(jié)熱 器。該設(shè)置有助于確保將煙道溫度(對(duì)流段出口的煙道氣溫度)保持在 所希望的溫度下，特別為高于在節(jié)熱器8的出口熱交換介質(zhì)的溫度約5 -20°C。 說(shuō)明書(shū)第3/12頁(yè) 在合適的實(shí)施方案中省略節(jié)熱器8。特別地在該實(shí)施方案中，節(jié)熱 器9裝有旁路-通常平行流體連接-例如如圖2中所示。當(dāng)工藝在節(jié)熱 器9和進(jìn)料預(yù)熱器中需要低的熱吸收量時(shí)，在節(jié)熱器9周?chē)惭b旁路x' 和省略節(jié)熱器8通常使得有較高的煙道溫度。在另 一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及一種在包括輻射段和對(duì)流段的裝置中 將烴進(jìn)料熱裂化的工藝，其中在出口的煙道氣溫度處于約150。C或更小 的溫度下，特別地為約90°C -約13(TC的溫度，更特別為95 - 130。C的 溫度。注意的是根據(jù)本發(fā)明可以將煙道溫度保持在所希望的范圍內(nèi)同時(shí) 對(duì)于工藝條件的變化例如進(jìn)料特性、裂化強(qiáng)度、稀釋氣體(水蒸汽)比 例和爐關(guān)閉而言具有高程度的靈活性。此外，本發(fā)明涉及一種在包括輻射段和對(duì)流段的裝置中將烴進(jìn)料熱 裂化的工藝，其中將烴進(jìn)料送入存在于對(duì)流段(煙道氣出口附近)中的 進(jìn)料預(yù)熱器，通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)熱器的熱交換容量控制進(jìn)料預(yù)熱器的熱吸收 量，該節(jié)熱器位于進(jìn)料預(yù)熱器與輻射段之間的對(duì)流段中，所述節(jié)熱器裝 有用于熱交換介質(zhì)(特別是鍋爐進(jìn)料水)的旁路。通過(guò)調(diào)節(jié)通過(guò)節(jié)熱器 的熱交換介質(zhì)流量，可以控制節(jié)熱器的熱吸收量。可用于該工藝的剩余 熱交換介質(zhì)將從旁路通過(guò)并且與通過(guò)在節(jié)熱器的出口或者在蒸汽鼓中 的節(jié)熱器的熱交換介質(zhì)混合，并且其中在預(yù)熱器中加熱的進(jìn)料隨后在輻 射段中裂化。使用第一和笫二節(jié)熱器或者節(jié)熱器和旁路，使得可以控制 進(jìn)料預(yù)熱器的熱吸收量同時(shí)將煙道溫度保持在所希望的范圍內(nèi)。本發(fā)明進(jìn) 一 步涉及 一 種包括輻射段和對(duì)流段的用于將烴進(jìn)料裂 化的裝置，其包括-存在于對(duì)流段中用于將待裂化的烴進(jìn)料加熱的進(jìn)料預(yù)熱器，-位于進(jìn)料預(yù)熱器與輻射段之間的對(duì)流段中的節(jié)熱器，在該 節(jié)熱器中可通過(guò)控制器控制熱交換容量，-和用于將加熱的進(jìn)料送入用于將加熱的進(jìn)料裂化的輻射段的導(dǎo)管。本發(fā)明特別地涉及一種包括輻射段6和對(duì)流段7的用于將烴進(jìn)料 裂化的裝置，其中在對(duì)流段中有-存在用于將待裂化的烴進(jìn)料加熱的進(jìn)料預(yù)熱器1,-位于第一節(jié)熱器8與第二節(jié)熱器9之間的進(jìn)料預(yù)熱器，該
第一節(jié)熱器8位于煙道氣出口與進(jìn)料預(yù)熱器1之間的對(duì)流段中， 該第二節(jié)熱器9位于進(jìn)料預(yù)熱器1與輻射段6之間的對(duì)流段7中； -和用于將加熱的進(jìn)料送入用于將加熱的進(jìn)料裂化的輻射段 的導(dǎo)管。該裝置中的第 一和第二節(jié)熱器通常排成一行以使得它們的流體導(dǎo) 管平行流體連接。另外，該裝置通常包括用于調(diào)節(jié)節(jié)熱器中的熱吸收量 的控制器，特別是用于調(diào)節(jié)通過(guò)節(jié)熱器的熱交換介質(zhì)的流量的控制器。

圖1用圖解示出了用于進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的工藝、包括(使用)至少兩個(gè)平行節(jié)熱器的裝置的實(shí)施方案。圖2用圖解示出了用于進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的工藝、包括使用與節(jié)熱器 平行連接的旁路的裝置的實(shí)施方案。圖3用圖解示出了其中將在分離器中分離的至少部分液體餾分進(jìn)一 步用于工藝中(再循環(huán)到進(jìn)料入口和/或再循環(huán)到輻射段的產(chǎn)品下游)的 實(shí)施方案。圖4示出了改變本發(fā)明的裝置(用于工藝中)中節(jié)熱器的熱交換容 量對(duì)預(yù)先加熱的進(jìn)^fr的分離溫度和液體百分比的影響。本發(fā)明分別提供一種具有低的焦炭形成趨勢(shì)的工藝、裝置。本發(fā)明非常適合于提供包含一種或多種烯烴的產(chǎn)品氣體，特別是包 含選自乙烯、丙烯和丁烯的至少一種烯烴的產(chǎn)品氣體。本發(fā)明分別提供一種相對(duì)于進(jìn)料組成的變化而言具有優(yōu)良靈活性 的工藝、裝置。與例如描述于US專(zhuān)利5,580，443中的常規(guī)裝置、工藝相比，本發(fā)明 提供了更有效操作的可能性，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明可以將預(yù)熱器(分離設(shè)備 的上游，如果存在的話(huà))中產(chǎn)品流的熱吸收量控制在寬的范圍內(nèi)。進(jìn)料 預(yù)熱器的熱吸收量可根據(jù)本發(fā)明調(diào)節(jié)。在所迷現(xiàn)有技術(shù)中，熱吸收量固 定并且用于所述現(xiàn)有技術(shù)中的過(guò)熱稀釋蒸汽的可變流量的負(fù)栽太小而 不能用于充分和靈活地控制。在一個(gè)有利的實(shí)施方案中，本發(fā)明使得能夠在熱裂化工藝之前以特 殊控制的方式將重質(zhì)餾分分離，由此對(duì)于變化的裂化工藝條件(進(jìn)料特 性、裂化強(qiáng)度、水蒸汽稀釋比和爐關(guān)閉的變化)而言實(shí)現(xiàn)足夠程度的分 離，同時(shí)對(duì)于所有所述變化的裂化條件而言通過(guò)在對(duì)流段中熱回收保持 高的爐熱效率。 除非另外說(shuō)明，當(dāng)提及到安裝在對(duì)流段中的一件設(shè)備(例如預(yù)熱 器、節(jié)熱器、過(guò)熱器等)的位置時(shí)，如果該設(shè)備相對(duì)接近于煙道氣的出 口，則可以將該設(shè)備稱(chēng)為相對(duì)接近于頂部，并且如果其相對(duì)接近于輻射 段，則可以將其稱(chēng)為相對(duì)接近于底部。通常，被稱(chēng)為"在頂部"的組件 將在比被稱(chēng)為"在底部"的組件垂直更高的位置。然而，并不排除"頂 部，，組件和"底部"組件處于同一水平面上。例如，可以將存在于預(yù)熱器與輻射段之間的節(jié)熱器稱(chēng)為底部節(jié)熱器 (與預(yù)熱器相比，相對(duì)接近于輻射段)，并且可以將存在于預(yù)熱器與對(duì) 流段的煙道氣出口之間的節(jié)熱器稱(chēng)為頂部節(jié)熱器(與預(yù)熱器相比，相對(duì) 接近于煙道氣出口 )。在本申請(qǐng)的上下文中，當(dāng)將一件設(shè)備說(shuō)明為在根據(jù)本發(fā)明(使用 的)裝置的另外兩個(gè)部件之間，則從煙道氣通過(guò)裝置的流動(dòng)方向上看， 其位于所述另外的部件之間。因此，該部件不必須在通常由另外兩個(gè)部件界定的(垂直、水'平或?qū)蔷€(xiàn))平面內(nèi)。例如，位于輻射段6與進(jìn)料 預(yù)熱器l之間的稀釋氣體預(yù)熱器10不必須垂直高于輻射段6和垂直低 于預(yù)熱器1。除非另外說(shuō)明，術(shù)語(yǔ)上游和下游被用于組件相對(duì)于烴進(jìn)料流的位 置。因此，進(jìn)料預(yù)熱器1的入口在輻射段6 (中的裂化旋管)的上游。特別地，本文中使用的術(shù)語(yǔ)"約"等被定義為包括至多10%,更特 別至多5%的偏差。進(jìn)料預(yù)熱器的熱吸收量在本文中被定義為由通過(guò)進(jìn)料預(yù)熱器的進(jìn) 料吸收的熱。該術(shù)語(yǔ)還可^L稱(chēng)為負(fù)載。特別地，在本文中使用術(shù)語(yǔ)"高沸點(diǎn)餾分，，和"低沸點(diǎn)餾分，，以分別描述在裂化之前從進(jìn)料中除去的餾分(即通常是以液相保留在分離器中的鎦分)、送入輻射段的餾分(即通常是在分離器中汽化的餾分)。應(yīng)該注意的是，"沸騰溫度"當(dāng)在術(shù)語(yǔ)"高沸點(diǎn)餾分，，和"低沸點(diǎn)餾分，，中提及時(shí)通常是指標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試方法例如ASTM D2887并且不一定是指在其下進(jìn)行分離的工藝條件下的實(shí)際溫度，因?yàn)榉序v溫度受到操作壓力 和稀釋氣體與進(jìn)料的比例的影響。作為經(jīng)進(jìn)料，原則上可以使用任何包含一種或多種烴的適合于熱裂 化的進(jìn)料。特別地，進(jìn)料可以包含選自以下物質(zhì)的組分乙烷、丙烷、 丁烷、石腦油、煤油、常壓瓦斯油、真空瓦斯油、重質(zhì)蒸餾物、氫化瓦 斯油、氣體冷凝物和其混合物。合適的進(jìn)料包括在US專(zhuān)利5,580,443和 US專(zhuān)利6,632,351中提及的進(jìn)料。非常合適的是具有以下汽化特征的至 少一個(gè)的進(jìn)料根據(jù)ASTMD-2887測(cè)量，至多70wtM在17(TC下汽 化、至多80%在200。C下汽化、至多90wt。/。在250。C下汽化、至多 95wt^/o在35(TC下汽化、至多99.9wt。/o在700。C下汽化。特別地，本發(fā)明的工藝有利地用于裂化含有重質(zhì)尾部餾分，即含有 相對(duì)高含量的高沸點(diǎn)烴例如焦油；除非采取預(yù)防措施，否則有固體顆粒 和/或容易造成焦化的其他組分的烴進(jìn)料。特別地，重質(zhì)尾部餾分是當(dāng)將進(jìn)料加熱至30(TC溫度時(shí)，更特別當(dāng) 將進(jìn)料加熱至400。C溫度時(shí)，甚至更特別地當(dāng)加熱至50(TC溫度時(shí)(根 據(jù)ASTM D-2887測(cè)量)保留在液體餾分中的進(jìn)泮牛餾分。本發(fā)明的工藝特別有利地用于加工其中進(jìn)料中的重質(zhì)尾部餾分的 比例約10wt。/?；蚋伲瑑?yōu)選約lwtQ/o或更少，更優(yōu)選約0.2wtM或更少的 進(jìn)料。重質(zhì)尾部餾分的比例可以約為0.01wt。/?；蚋啵貏e為約0.1wt0/0 或更多，更特別為約0.5wt。/?；蚋?。含有重質(zhì)尾部餾分的經(jīng)進(jìn)料的例子包括天然氣冷凝物，例如重質(zhì)液 化天然氣(HNGL)、煤油、常壓瓦斯油、真空油、重質(zhì)蒸餾物。輻射段的設(shè)計(jì)并不特別關(guān)鍵并且可以是本領(lǐng)域已知的任何輻射 段。并且，對(duì)流段的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)可以是現(xiàn)有技術(shù)中描述的那樣(在規(guī)定的 位置增加本文中所述的設(shè)備例如節(jié)熱器)。輻射段、對(duì)流段的例子包括 在本文中引用的現(xiàn)有技術(shù)中描述的那些一GK6TM裂化爐(Technip)和如 描述于歐洲申請(qǐng)04075364.2中描述的熔爐。并且如此用于裂化裝置中的部件(例如進(jìn)料預(yù)熱器、節(jié)熱器、分離 器、控制器等)通常可以基于本領(lǐng)域已知的設(shè)計(jì)。在預(yù)熱器中加熱至的熱溫度可以在寬的范圍內(nèi)選擇，這取決于進(jìn)料 的確切性質(zhì)和在輻射段中制得的產(chǎn)品的所希望的性能。盡管原則上可以在預(yù)熱器中將進(jìn)料加熱至較高的溫度，但通常足以 在預(yù)熱器中將進(jìn)料加熱至小于20(TC的溫度。優(yōu)選地，離開(kāi)預(yù)熱器的進(jìn) 料的溫度約為170。C或更小，更優(yōu)選約14(TC或更小。優(yōu)選地，離開(kāi)預(yù) 熱器的進(jìn)料的溫度至少約90°C,更優(yōu)選至少約110。C。這使得煙道氣出 口溫度相對(duì)低并且基本使得在對(duì)流段的上部中的進(jìn)料導(dǎo)管中避免污垢/ 焦炭形成。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以控制進(jìn)料預(yù)熱器的熱吸收量。
可以通過(guò)底部節(jié)熱器(圖中的零件9)控制熱交換容量。 一般而言，如果需要，如果通過(guò)減小通過(guò)底部節(jié)熱器的熱交換介質(zhì)的流量并且因此 降低底部節(jié)熱器的熱吸收量而減少分別在(稀釋氣體-烴混合物)預(yù)熱器2的出口、分離器3的入口的液體比例，則進(jìn)料預(yù)熱器的熱吸收量增 加。熱交換容量和煙道氣出口溫度取決于可以浮動(dòng)的頂部節(jié)熱器的熱吸 收量并且取決于進(jìn)料預(yù)熱器和底部節(jié)熱器的熱吸收量。 一般而言，如果 需要，如果通過(guò)提高底部節(jié)熱器9的熱吸收量而降低在(稀釋氣體-烴混 合物)預(yù)熱器2出口的液體比例，則進(jìn)料預(yù)熱器的容量增加?？梢酝ㄟ^(guò) 在進(jìn)料預(yù)熱器1上方按照(操作)節(jié)熱器8而將煙道氣出口溫度保持低。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，通過(guò)調(diào)節(jié)流過(guò)其間設(shè)置預(yù)熱器的第一 (頂 部)與第二(底部)節(jié)熱器的熱交換介質(zhì)(通常是鍋爐進(jìn)料水)的流量 而控制進(jìn)料預(yù)熱器1的熱吸收量和/或煙道氣出口溫度。特別地，可以控 制通過(guò)第一節(jié)熱器的流量與通過(guò)笫二節(jié)熱器的流量的比例。通常，在分 別為(水蒸汽/烴)預(yù)熱器2的出口、在分離器3的入口的液體比例增加 的情況下該比例(頂部流量/底部流量)降低。如果需要，可以通過(guò)控制進(jìn)料預(yù)熱器周?chē)呐月愤M(jìn)一步降低進(jìn)料預(yù) 熱器的熱吸收量。這可以通過(guò)將控制的數(shù)量的額外(進(jìn)料預(yù)熱器旁路的 未加熱的)進(jìn)料混合到加熱的進(jìn)料中而實(shí)現(xiàn)。 一般而言，如果需要，使 全部流量通過(guò)進(jìn)料預(yù)熱器而提高進(jìn)料預(yù)熱器的容量并且減少通過(guò)底部 節(jié)熱器的熱交換介質(zhì)?？梢钥刂七M(jìn)料預(yù)熱器熱吸收量(熱交換容量)以調(diào)節(jié)通向輻射段的 進(jìn)料的組成。 一般而言，如果需要，如果目的是降低低沸點(diǎn)餾分與高沸 點(diǎn)餾分的比例，則提高進(jìn)料預(yù)熱器的容量。可以通過(guò)減少流過(guò)底部節(jié)熱 器的熱交換介質(zhì)(這降低了底部節(jié)熱器的熱吸收量)而提高進(jìn)料預(yù)熱器 熱吸收量。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，該工藝包括將在預(yù)熱器中加熱的進(jìn)料分離 成低沸點(diǎn)(蒸汽)餾分和高沸點(diǎn)(液體)餾分，該低沸點(diǎn)餾分隨后在輻 射段中裂化?？梢圆恍枰M(jìn)行裂化而將該液體餾分除掉?？梢詫⒃撘后w 餾分或其的部分進(jìn)一步用于工藝中。特別地，在進(jìn)入進(jìn)料預(yù)熱器l之前 可以將(部分)液體餾分與新鮮進(jìn)料混合和/或可以在輻射段的下游使用 (部分)液體餾分，特別地與裂化氣混合。在根據(jù)本發(fā)明的裝置(用于工藝中)中，分離器通常位于進(jìn)料預(yù)熱
器的下游和輻射段的上游、兩個(gè)段的外面。作為分離器，原則上可以使 用任何適合于分離具有不同沸騰溫度的烴的分離器。合適的分離器的例子是旋風(fēng)分離器。合適的分離器的例子例如描述于US專(zhuān)利6,376,732、 US專(zhuān)利5,580,443和US專(zhuān)利6,632,351中。在進(jìn)入分離器之前，通常在第二預(yù)熱器中將進(jìn)料(通常與稀釋氣體 混合，如下面進(jìn)一步描述的那樣)進(jìn)一步加熱至這樣的溫度在該溫度 下，待裂化的進(jìn)料餾分汽化并且將從進(jìn)料中除去的餾分(高沸點(diǎn)餾分) 保持液態(tài)。所希望的在其下進(jìn)料進(jìn)入分離器的溫度取決于進(jìn)料特性和/或工藝 條件，以及所需的產(chǎn)品氣體。盡管原則上可以將進(jìn)料加熱至超過(guò)375。C 的溫度，但通常足以將進(jìn)料加熱至小于375。C的溫度，特別地加熱至約 30(TC或更小，優(yōu)選加熱至約26(TC或更小。所希望的溫度水平取決于進(jìn) 料特性。為了獲得有利數(shù)量的汽化餾分，通常將進(jìn)料加熱到至少約l卯 。C的溫度，優(yōu)選加熱到至少約205。C的溫度，更優(yōu)選加熱到約21(TC或 更大的溫度。彼此分離的液體餾分與蒸汽餾分的比例可以在寬的范圍內(nèi)選擇，這 取決于預(yù)期的產(chǎn)品質(zhì)量。通常，wt/wt比例至少為約0.01,優(yōu)選約0.02 或更大。在實(shí)踐中，該比例通常約0.7或更小，優(yōu)選約0.35或更小，更 優(yōu)選約0.1或更小，甚至更優(yōu)選小于0.04。根據(jù)本發(fā)明的(用于工藝中的)裝置優(yōu)選裝有進(jìn)料預(yù)熱器熱吸收量 控制器，該控制器包括用于記錄離開(kāi)分離器的蒸汽溫度的輸入端和/ 或用于記錄離開(kāi)分離器的鎦分的液體流量的輸入端，和用于調(diào)節(jié) 節(jié)熱器的熱交換介質(zhì)的流量和/或溫度的輸出端。優(yōu)選地，該控制 器包括計(jì)算器。通常在裂化之前，并且如果使用分離器則優(yōu)選在將進(jìn)料分離成液體 餾分和蒸汽餾分之前將在預(yù)熱器中加熱的烴進(jìn)料與稀釋氣體混合。稀釋 氣體的例子是汽化的石腦油、精煉煙道氣、氮?dú)?、曱烷、乙烷、水蒸?和其混合物，其中優(yōu)選包含水蒸汽的稀釋氣體。稀釋氣體(水蒸汽)與烴進(jìn)料的(wt/wt)比例可以在寬的范圍內(nèi)選 擇，通常為0.3-1.0，優(yōu)選0.4-0.8。一般而言，可以在工藝期間不需要調(diào)節(jié)稀釋氣體與烴進(jìn)料的比例而 實(shí)施本發(fā)明(以避免焦炭形成)。特別地如果烴進(jìn)料質(zhì)量基本恒定，則
稀釋氣體與烴進(jìn)料的比例可以保持基本恒定，同時(shí)保持低的焦炭形成趨 勢(shì)。 一般而言，在離開(kāi)分離器之后不需要將另外的稀釋氣體混合到蒸汽 烴餾分中而進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的工藝。圖1示出了本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，其示出了用于優(yōu)選工藝的 優(yōu)選裝置和工藝流程圖。稀的(虛線(xiàn))箭頭表示數(shù)據(jù)的傳送。濃的(直 線(xiàn))箭頭表示物質(zhì)(例如進(jìn)料、稀釋氣體、熱交換介質(zhì))的流動(dòng)。應(yīng)該 注意的是并非所有設(shè)備(例如加熱器、分離器、控制器和其他示出的設(shè) 備)在本發(fā)明的每一方面中是必要的。它們可以只是優(yōu)選的。遽恭悉動(dòng)進(jìn)料(通常是含有重質(zhì)尾部餾分的進(jìn)料)經(jīng)過(guò)導(dǎo)管"通向進(jìn)料預(yù)熱器l,在該預(yù)熱器中將進(jìn)料預(yù)先加熱(通常至90 - 170°C,特別地至約 13(TC)并且任選地部分汽化。經(jīng)過(guò)導(dǎo)管6離開(kāi)進(jìn)料預(yù)熱器1出口的預(yù)先加熱的進(jìn)料然后優(yōu)選與稀 釋氣體(水蒸汽)(來(lái)自導(dǎo)管j)混合。在經(jīng)過(guò)導(dǎo)管/導(dǎo)入稀釋劑的稀釋 氣體過(guò)熱器10中與進(jìn)料混合之前，稀釋氣體優(yōu)選在對(duì)流段中加熱。稀 釋劑過(guò)熱器10 (如果存在)通常位于對(duì)流段7的相對(duì)底部，其中煙道氣 的溫度仍然相對(duì)高，特別是在輻射段6與預(yù)熱器l之間(并且如果存在 的話(huà)，優(yōu)選在輻射段與進(jìn)料預(yù)熱器4和/或2之間)。加熱的稀釋氣體(水蒸汽)可以特別地用于在對(duì)流段外面將來(lái)自進(jìn) 料預(yù)熱器1的進(jìn)料閃蒸，尤其是在進(jìn)料為石腦油的情況下。用于將另外的進(jìn)料送入導(dǎo)管6中的預(yù)先加熱的進(jìn)料或者送入在導(dǎo)管 c中與稀釋氣體混合的預(yù)先加熱的進(jìn)料的導(dǎo)管a，可以存在。然后通常將預(yù)先加熱的進(jìn)料(優(yōu)選與稀釋氣體混合)送入第二預(yù)熱 器2 (其可以稱(chēng)為稀釋氣體/烴預(yù)熱器)以將進(jìn)料帶至這樣的溫度在該 溫度下，待裂化的餾分汽化并且重質(zhì)尾部餾分仍然存在于液體餾分中， 使得其可以從汽化的餾分中除去。經(jīng)過(guò)導(dǎo)管d離開(kāi)預(yù)熱器2的進(jìn)料的溫度可以有利地具有190。C -260 。C的溫度，特別為約210。C的溫度。然后經(jīng)過(guò)導(dǎo)管J將進(jìn)料送入用于將進(jìn)料分離成高沸點(diǎn)餾分和低沸點(diǎn) 餾分的分離器3。如果待分離的重質(zhì)餾分增加，則汽化餾分(低沸點(diǎn)餾分)將減少。 液/氣分離器3 (例如旋風(fēng)分離器或排擠容器)將高沸點(diǎn)(液體)烴和其
他高沸點(diǎn)組分從低沸點(diǎn)餾分(蒸汽)流中分離。特別地在使用旋風(fēng)分離 器或排擠容器的情況下，汽/液分離等價(jià)于單個(gè)的理論階段。因此特別優(yōu)選這樣的實(shí)施方案數(shù)量超過(guò)"重質(zhì)尾部餾分"的實(shí)際 數(shù)量的相對(duì)低沸點(diǎn)烴存在于液相中用于非常有效的分離。特別地，當(dāng)在 分離器中從蒸汽鎦分中分離的進(jìn)料的液體餾分包含重質(zhì)尾部餾分以及 至少約相等數(shù)量的不被指定為重質(zhì)尾部餾分的烴(例如低沸點(diǎn)烴)時(shí)， 認(rèn)為是有利的。非常合適的是其中離開(kāi)分離器的液體餾分的重量為實(shí)際 重質(zhì)尾部餾分的約2 -約20倍的工藝。高沸點(diǎn)餾分經(jīng)過(guò)導(dǎo)管A (通常作為液體)從分離器3中排出并且可 以被丟棄。低沸點(diǎn)餾分是待裂化的餾分并且經(jīng)過(guò)導(dǎo)管e、/和g導(dǎo)向輻射 段6。在經(jīng)過(guò)導(dǎo)管g送入輻射段6 (通常進(jìn)入裂化旋管，未示出)之前， 優(yōu)選在一個(gè)或多個(gè)另外的進(jìn)料預(yù)熱器(例如經(jīng)過(guò)導(dǎo)管/相連的4和5, 如圖1中所示)將低沸點(diǎn)餾分進(jìn)一步加熱。這些預(yù)熱器通常位于對(duì)流段 的底部，在那里煙道氣具有比在上部更高的溫度。特別地，進(jìn)料預(yù)熱器4可以位于預(yù)熱器1 (分別為2,如果存在) 與輻射段之間。預(yù)熱器4優(yōu)選位于預(yù)熱器1 (分別為2，如果存在)與 稀釋氣體預(yù)熱器10之間，如果存在的話(huà)。進(jìn)料預(yù)熱器5可以與所有預(yù)熱器，特別是所有進(jìn)料預(yù)熱器的輻射段 最近地設(shè)置。因此，其優(yōu)選存在于輻射段6與進(jìn)料預(yù)熱器1 (特別為2， 更特別為4，如果存在)之間。在稀釋氣體預(yù)熱器10裝在對(duì)流段的情況 下，預(yù)熱器5優(yōu)選位于稀釋氣體預(yù)熱器IO與輻射段之間。優(yōu)選在最后一個(gè)預(yù)熱器(特別為5)中將進(jìn)料加熱至約550°C -約 65(TC的溫度并且然后經(jīng)過(guò)導(dǎo)管g送入輻射段。任選地，裂化爐包括一個(gè)或多個(gè)高壓蒸汽過(guò)熱器。在圖l中，提供 這些的其中兩個(gè)(15, 16)。如果存在，則過(guò)熱器優(yōu)選存在于對(duì)流段的 相對(duì)底部，特別地與稀釋氣體預(yù)熱器10以及進(jìn)料預(yù)熱器1、 2和4(只 要它們存在)相比離輻射段更近。如果存在，高壓蒸汽過(guò)熱器可用于使在裂化爐中生產(chǎn)的飽和蒸汽過(guò) 熱。飽和蒸汽通過(guò)位于輻射段下游的輸送管交換器產(chǎn)生?？刭?lài)/源斧特別地如果使用分離器，則 一個(gè)重要方面是將彼此分離的餾分的重 量比(并且因此待裂化的餾分的尺寸)限定為預(yù)熱器2出口的溫度(測(cè)量送入分離器的液體餾分的數(shù)量)。可以有利地通過(guò)控制具有"三明治，， 進(jìn)料預(yù)熱器設(shè)計(jì)的進(jìn)料預(yù)熱器1的熱吸收量而控制該溫度。該"三明治"進(jìn)料預(yù)熱器設(shè)計(jì)包括位于至少兩個(gè)節(jié)熱器對(duì)流段層(節(jié)熱器8和9)之 間的進(jìn)料預(yù)熱器1。根據(jù)本發(fā)明，可以通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)料預(yù)熱器的熱吸收量，并且特別地通 過(guò)調(diào)節(jié)在節(jié)熱器9上熱交換介質(zhì)(通常是鍋爐進(jìn)料水)的流量而充分地 控制重質(zhì)尾部餾分的除去。因此，可以調(diào)節(jié)在(優(yōu)選為"三明治"的)進(jìn)料預(yù)熱器l的入口的 煙道氣溫度，由此產(chǎn)生一定程度的該進(jìn)料預(yù)熱器1的熱吸收量控制的自 由度，使得通常在進(jìn)一步預(yù)先加熱之后并且在與稀釋氣體例如過(guò)熱稀釋 蒸汽混合之后所希望數(shù)量的重質(zhì)尾部餾分液體可以在下游分離(參見(jiàn)上 面)。優(yōu)選提供頂部節(jié)熱器8以確?？梢愿鶕?jù)現(xiàn)代工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將煙道溫度和 相應(yīng)的熔爐效率保持在一定程度下。因此，設(shè)想可以實(shí)現(xiàn)約94%或更大的效率。頂部節(jié)熱器8可以省略，特別是如果額外的熱回收并不重要或顯著 的話(huà)。在該情況下可以使用單個(gè)節(jié)熱器，例如特別地如圖2中所示的帶 有旁路的底部節(jié)熱器9。在該實(shí)施方案中，熱交換介質(zhì)將部分通過(guò)節(jié)熱 器9,并且部分被送入蒸汽鼓12而不通過(guò)節(jié)熱器。這通常導(dǎo)致過(guò)量的熱 從煙道氣中較少的回收，但具有稍微更筒單的設(shè)計(jì)以及更低資金成本的 優(yōu)點(diǎn)。就控制節(jié)熱器9的熱交換容量而言，可以通過(guò)調(diào)節(jié)送入節(jié)熱器9(經(jīng) 過(guò)導(dǎo)管/)并且從節(jié)熱器離開(kāi)(經(jīng)過(guò)導(dǎo)管A)例如到達(dá)蒸汽鼓的熱交換介 質(zhì)的流量而調(diào)節(jié)該容量。蒸汽鼓起到滯留可用于傳送管交換器的熱交換 介質(zhì)(鍋爐水)的作用，其可以存在以生成飽和蒸汽并且其可用于輻射 段的下游。可以有利地用流量控制器FC1調(diào)節(jié)通過(guò)導(dǎo)管/的流量，該控 制器基于其從進(jìn)料預(yù)熱器熱吸收量計(jì)算器14接受的輸入量控制導(dǎo)管/ 中的閥。典型的輸入?yún)?shù)是導(dǎo)管e中汽化烴進(jìn)料(當(dāng)離開(kāi)分離器3時(shí)) 的溫度、導(dǎo)管h中液體餾分(從分離器3中的烴進(jìn)料中除去)的流量體 積?？梢允褂玫牧?一些輸入量包括熔爐容量和水蒸汽與油的比例?？梢杂昧髁靠刂破鱂C2充分地調(diào)節(jié)節(jié)熱器8的容量，該控制器控制
導(dǎo)管/，中的閥。FC2可以基于其從蒸汽鼓液面控制器13接受的輸入量調(diào) 節(jié)流量，其通常使用由FC1控制的流量性能、蒸汽鼓12液面和輸出蒸 汽流量作為輸入量?？捎糜诳刂乒に囈允沟闷渚哂械偷脑斐蓪?dǎo)管焦化的趨勢(shì)(并且由此 可以不在需要維護(hù)、需要停止工藝的條件下而繼續(xù)提高工藝持續(xù)時(shí)間) 的另 一 個(gè)系數(shù)是從進(jìn)料預(yù)熱器旁路通過(guò)的進(jìn)料流量。該參數(shù)可以特別地通過(guò)熔爐容量控制器11控制，該控制器可以基 于其在基于熔爐"a+a"'的總進(jìn)料容量和由操作器設(shè)置的通過(guò)進(jìn)料預(yù)熱 器"a，"的旁路的進(jìn)料容量、如分別通過(guò)FC3、 FC4、 FC5監(jiān)控的通過(guò)導(dǎo) 管a、通過(guò)導(dǎo)管a，、和通過(guò)導(dǎo)管/的實(shí)際流量的輸出量。該熔爐容量控 制器11還可用于控制進(jìn)料和稀釋蒸汽。圖3表明如何可以將來(lái)自分離器3的液體流出物部分或全部進(jìn)一步 用于工藝中(例如圖l或2中所示)。對(duì)流段中的單個(gè)元件以及控制器 沒(méi)有示出。可以將離開(kāi)分離器的流出物(部分)送回到經(jīng)過(guò)導(dǎo)管h和n 通向進(jìn)料預(yù)熱器l (未示出)的導(dǎo)管中。通常在一個(gè)或多個(gè)傳送管交換 器17的下游可以將流出物(部分)與裂化的產(chǎn)品氣體混合，在該交換 器中進(jìn)料水導(dǎo)管通常經(jīng)過(guò)導(dǎo)管h和o與蒸汽鼓(未示出)流體連接。可 以經(jīng)過(guò)導(dǎo)管h和m將流出物(部分)從工藝中除去。實(shí)施例(模擬實(shí)驗(yàn))天然氣冷凝物進(jìn)料通過(guò)如圖2中所示的裝置。通過(guò)底部節(jié)熱器9的 鍋爐進(jìn)料水的流量作為通過(guò)兩個(gè)節(jié)熱器的鍋爐進(jìn)料水的總流量的百分 比而變化。通過(guò)節(jié)熱器9的流量效應(yīng)在圖4中示出。圖4表明，在該實(shí)施方案中借助于將通過(guò)底部節(jié)熱器的流量控制到 鍋爐進(jìn)料水的總流量的約10%的值，使得液體分離程度約0.5wt。/。而實(shí) 現(xiàn)約240。C的分離溫度。借助于將通過(guò)底部節(jié)熱器的流動(dòng)速率增至鍋爐 進(jìn)料水的總流量的約27%的值，節(jié)熱器的熱吸收量增加。因此位于上方 的進(jìn)料預(yù)熱器的熱吸收量降低。作為另一個(gè)結(jié)果，分離溫度降至約219 。C并且液體分離程度增至約1.7%。該實(shí)施例表明可以通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)熱器9的熱交換容量而控制進(jìn)料預(yù)熱 器的熱吸收量和因此進(jìn)料的分離溫度。因此可以如所希望的那樣控制和 調(diào)節(jié)液體百分比。這特別使得能夠有效地將進(jìn)料的重質(zhì)尾部餾分從待裂 化的進(jìn)料部分中除去。
權(quán)利要求
1. 一種在包括輻射段(6)和對(duì)流段(7)的裝置中將烴進(jìn)料 熱裂化的工藝，其中將烴進(jìn)料送入存在于對(duì)流段(7)中的進(jìn)料預(yù) 熱器(1 ),通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)熱器(9)的熱交換容量控制進(jìn)料預(yù)熱器(1 )的熱吸收量，所述節(jié)熱器(9)位于進(jìn)料預(yù)熱器(1 )與輻射 段(6 )之間的對(duì)流區(qū)(7 )中，并且其中在預(yù)熱器(1 )中加熱的 進(jìn)料隨后在輻射段中裂化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的工藝，其中存在第一節(jié)熱器(8)和第 二節(jié)熱器(9),該第一節(jié)熱器(8)位于對(duì)流段的煙道氣出口與 進(jìn)料預(yù)熱器(1)之間的對(duì)流段中，該第二節(jié)熱器(9)是權(quán)利要 求(1)中定義的位于進(jìn)料預(yù)熱器(1)與輻射段(6)之間的對(duì)流 段(7 )中的節(jié)熱器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的工藝，其中節(jié)熱器(9)與旁路(x') 流體連接。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的工藝，其中通過(guò)調(diào)節(jié)流過(guò)節(jié)熱 器(9)的熱交換介質(zhì)的流量控制進(jìn)料預(yù)熱器的熱吸收量。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的工藝，其中在離開(kāi)進(jìn)料預(yù)熱器 之后，加熱的進(jìn)料分離成蒸汽餾分和液體餾分并且至少部分蒸汽 餾分在輻射段中裂化。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的工藝，其中在分離之前將在預(yù)熱器中加 熱的進(jìn)料與稀釋氣體混合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6的工藝，其中蒸汽餾分在從高沸點(diǎn)餾 分中分離之后不需要進(jìn)一步用稀釋氣體稀釋而裂化。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5-7任一項(xiàng)的工藝，其中進(jìn)料在約190-約26(TC的溫度下分離成液體餾分和蒸汽餾分。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的工藝，其中進(jìn)料包含重質(zhì)尾部 餾分，所述重質(zhì)尾部餾分優(yōu)選形成進(jìn)料的至多約10wt%,更優(yōu)選 進(jìn)料的至多約lwt%,甚至更優(yōu)選進(jìn)料的至多約0.2wt%。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的工藝，其中進(jìn)料具有以下特 征根據(jù)ASTM D-2887測(cè)量，至多70wt。/o在170°C下汽化、至多 80%在20(TC下汽化、至多卯wt。/。在25(TC下汽化、至多95wt。/o在 350。C下汽化，和/或至多99.9wt。/。在70(TC下汽化。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的工藝，其中在對(duì)流段出口煙 道氣的溫度保持在至多約150。C的溫度下，優(yōu)選在約90°C -約130。C的溫度下。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的工藝，所述工藝包括在裂化 之前用稀釋氣體將進(jìn)料稀釋?zhuān)⑶移渲羞M(jìn)料與稀釋氣體的比例保 持基本恒定。
13. 包括輻射段和對(duì)流段的用于將烴進(jìn)料裂化的裝置，其包括-存在于對(duì)流段中用于將待裂化的烴進(jìn)料加熱的進(jìn)料預(yù)熱器，-位于進(jìn)料預(yù)熱器與輻射段之間的對(duì)流段中的節(jié)熱器，在該 節(jié)熱器中可通過(guò)控制器控制熱交換容量，-和用于將加熱的進(jìn)料送入用于將加熱的進(jìn)料裂化的輻射,殳 的導(dǎo)管。
14. 用于將烴進(jìn)料裂化的裝置，特別是根據(jù)權(quán)利要求13的裝 置，其包括輻射段和對(duì)流段，其中在對(duì)流段中有-存在用于將待裂化的烴進(jìn)料加熱的進(jìn)料預(yù)熱器， -位于第 一 與第二節(jié)熱器之間的進(jìn)料預(yù)熱器，該第 一 節(jié)熱器 位于煙道氣出口與進(jìn)料預(yù)熱器之間的對(duì)流段中，該第二節(jié)熱器位于進(jìn)料預(yù)熱器與輻射段之間的對(duì)流段中；-和用于將加熱的進(jìn)料送入用于將加熱的進(jìn)料裂化的輻射段的導(dǎo)管。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13或14的裝置，其中位于進(jìn)料預(yù)熱器與 輻射段之間的節(jié)熱器與旁路平行流體連接。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13 - 15任一項(xiàng)的裝置，其包括用于調(diào)節(jié)節(jié) 熱器的熱交換容量的控制器，該控制器位于進(jìn)料預(yù)熱器與輻射段 之間的對(duì)流段中。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13 - 16任一項(xiàng)的裝置，其中該裝置裝有用 于將進(jìn)料的蒸汽餾分從進(jìn)料的液體餾分中分離的分離器，該分離 器被裝在預(yù)熱器的進(jìn)料出口的下游和輻射段的上游。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17的裝置，其中該裝置裝有進(jìn)料預(yù)熱器熱吸收量控制器，該控制器包括用于記錄離開(kāi)分離器的蒸汽溫度的 輸入端和/或用于記錄離開(kāi)分離器的餾分的液體流量的輸入端，和 用于調(diào)節(jié)節(jié)熱器的熱交換介質(zhì)的流量和/或溫度的輸出端。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13- 18任一項(xiàng)的裝置，其中該裝置裝有在 分離器的下游用于將烴進(jìn)料與稀釋氣體混合的混合器。
20. 任選地根據(jù)權(quán)利要求1 - 12任一項(xiàng)的工藝，其包括使用 根據(jù)權(quán)利要求13 _ 19任一項(xiàng)的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在包括輻射段(6)和對(duì)流段(7)的裝置中將烴進(jìn)料熱裂化的工藝，其中將烴進(jìn)料送入存在于對(duì)流段(7)中的進(jìn)料預(yù)熱器(1)，通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)熱器(9)的熱交換容量控制進(jìn)料預(yù)熱器(1)的熱吸收量，所述節(jié)熱器(9)位于進(jìn)料預(yù)熱器(1)與輻射段(6)之間的對(duì)流段(7)中，并且其中在預(yù)熱器(1)中加熱的進(jìn)料隨后在輻射段中裂化。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種用于將烴進(jìn)料裂化的裝置。
文檔編號(hào)C10G9/00GK101146893SQ200680009027
公開(kāi)日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2006年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月20日
發(fā)明者J·A·S·奧弗沃特, J·P·泛德?？?申請(qǐng)人:特克尼普法國(guó)公司