微型裂解反應器和含有該反應器的裂解原料在線評價系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種微型裂解反應器和含有該反應器的裂解原料在線評價系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 石油烴類裂解制乙烯、丙烯以及丁二烯等產(chǎn)物是一個高溫強吸熱的過程，因此不 僅需要把反應物料加熱到600-900°C的比較高的溫度以引發(fā)裂解反應，而且還需要在反應 過程中持續(xù)提供足夠的能量以達到所需要的轉(zhuǎn)化率。當前，工業(yè)上主要采用管式加熱爐對 烴類原料在高溫條件下進行裂解以生產(chǎn)乙烯，管外通過燃燒碳氫化合物來提供熱源。裂解 過程所消耗的能耗占到乙烯生產(chǎn)過程的60%左右，能量消耗巨大。
[0003] 為了保證裂解裝置的正常運轉(zhuǎn)和烴類裂解的高效運行，需要對各種用于裂解的原 料進行評價。同時，針對某一地區(qū)新建裂解爐時，也需要對當?shù)氐脑线M行考察和評價。
[0004] 當前，對裂解原料的評價一直采用裂解爐實驗平臺。裂解爐實驗平臺能夠快速準 確的評價裂解原料的性質(zhì)，是進行裂解實驗的一套重要的實驗裝置?，F(xiàn)有的熱裂解過程模 擬爐的爐管直徑一般在10mm左右，長度為3-5米左右，通過電阻絲進行加熱。模擬爐的前 面有進料系統(tǒng)，用以將各種氣體或者是液體原料送入模擬爐中，后面有分離系統(tǒng)，用來將裂 解產(chǎn)物冷卻下來。裂解產(chǎn)物可以進一步送到色譜儀中進行分析。但由于整套實驗裝置體積 比較龐大，控制系統(tǒng)復雜，只能在專有的實驗室由專業(yè)人員操作才能順利進行。
[0005] 因此，實踐中迫切需要一種用以評價裂解原料性質(zhì)的能耗低，操作簡單的微型化 的裂解爐裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決現(xiàn)有的裂解爐裝置體積龐大、操作復雜，人力、物力耗費較大的缺陷，本 發(fā)明提出了一種微型裂解反應器以及含有該反應器的裂解原料在線評價系統(tǒng)。本發(fā)明提供 的微型裂解反應器體積小、易于操作，能量消耗少，運行穩(wěn)定性高。本發(fā)明提供的含有該反 應器的裂解原料在線評價系統(tǒng)運行成本低，操作簡單，可以快速評價裂解原料的性質(zhì)。
[0007] 本發(fā)明提供了一種微型裂解反應器，該反應器包括基體和加熱裝置，所述基體內(nèi) 設置有微通道，用于提供反應區(qū)域，所述加熱裝置用于對通過所述微通道的反應物料進行 加熱，其中，所述微通道的內(nèi)徑為100-100(^111，長度為10-2000111111。
[0008] 本發(fā)明還提供了一種裂解原料在線評價系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括微型裂解反應器和色譜 分析儀，所述色譜分析儀用于對來自所述微型裂解反應器的反應產(chǎn)物進行分析，其中，所述 微型裂解反應器為上述的微型裂解反應器。
[0009] 本發(fā)明提供的微型裂解反應器實現(xiàn)了裂解爐的微型化，大大縮小了裂解爐的體 積，同時易于操作，運行穩(wěn)定性高，大大降低了成本。本發(fā)明提供的裂解原料在線評價系統(tǒng) 操作簡單，體積小，可以直接在生產(chǎn)一線對裂解原料的性質(zhì)進行快速評價。
[0010] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0011] 附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。
[0012] 在附圖中：
[0013] 圖1是本發(fā)明提供的微型裂解反應器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 圖2是本發(fā)明提供的裂解原料在線評價系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 附圖標記說明
[0016] 1 微型加熱器 2 微型裂解反應器
[0017] 3 氣液分離器 4 色譜分析儀。
[0018] 21 基體 22 微通道
[0019] 23 加熱部件
【具體實施方式】
[0020] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描 述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，本發(fā)明提供了一種微型裂解反應器，如圖1所示，該反 應器包括基體21和加熱裝置，所述基體21內(nèi)設置有微通道22,用于提供反應區(qū)域，所述 加熱裝置用于對通過所述微通道22的反應物料進行加熱，其中，所述微通道22的內(nèi)徑為 100-1000 μ m，長度為 10_2000mm。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述微通道22的內(nèi)徑為80-500 μ m，長度為100-600mm。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明，所述微型裂解反應器的長度可以為10-2000mm，優(yōu)選20-1500mm。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明，所述基體21內(nèi)設置有多個微通道22。優(yōu)選地，所述多個微通道22以 矩陣形式排布。進一步優(yōu)選地，所述加熱裝置包括加熱部件23,所述加熱部件23設置于任 意兩排相鄰的微通道22之間。由于所述加熱部件23設置于任意兩排相鄰的微通道22之 間，從而形成具有立體三維結(jié)構(gòu)的微型裂解反應器，這樣不僅可以進一步提高能量的利用 率，還可以提高裂解原料的裂解效率。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明，所述加熱裝置可以為微型燃燒器或電加熱裝置。所述微型燃燒器可 以以常用的燃料，例如燃氣燃燒產(chǎn)生的熱量對所述微通道22進行加熱。所述電加熱裝置包 括加熱部件23。所述加熱部件23可以為電熱絲。所述電熱絲可以通過外接電源對所述微 通道22進行加熱。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明，所述基體21的材質(zhì)可以為現(xiàn)有工業(yè)爐管常用的Cr35Ni45或硅。所 述硅優(yōu)選為單晶硅。優(yōu)選地，所述微通道22內(nèi)表面施覆有防結(jié)焦層。進一步優(yōu)選地，當所 述基體21的材質(zhì)為Cr35Ni45時，所述防結(jié)焦層的材質(zhì)為尖晶石。在所述微通道22內(nèi)表面 施覆尖晶石的操作方法可以按照中國專利申請CN 103788983 A公開的操作方法進行。所 述防結(jié)焦層還可以為按照中國專利申請CN 103788987 A公開的方法，在所述微通道22的 內(nèi)表面施覆的一層防氧化抗結(jié)焦的滲透層。當所述微通道22所用的材料為硅時，可以采用 硅體微加工技術(shù)在塊狀硅體中直接加工出所述的微通道22。對所述硅體微加工技術(shù)沒有特 別限定，例如可以為常規(guī)的蝕刻技術(shù)或高能激光加工技術(shù)。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明，所述微型裂解反應器的原料入口端還可以有微型加熱器1。所述微 型加熱器1可以將裂解原料加熱到所需要的裂解反應溫度，然后再進入所述微型裂解反應 器，從而提高微型裂解反應器的裂解效率。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明，還可以使用控制系統(tǒng)對所述微型裂解反應器進行控制。所述控制系 統(tǒng)可以用以調(diào)控所述微型裂解反應器內(nèi)的溫度、壓力和待評價的裂解原料的流量。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，本發(fā)明提供了一種裂解原料在線評價系統(tǒng)，如圖2所 示，該系統(tǒng)包括微型裂解反應器2和色譜分析儀4,所述色譜分析儀4用于對來自所述微型 裂解反應器2的反應產(chǎn)物進行分析，其中，所述微型裂解反應器2為上述的微型裂解反應 器。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明，所述裂解原料在線評價系統(tǒng)還可以包括氣液分離器3,所述氣液分離 器3用于對來自所述微型裂解反應器2的反應產(chǎn)物進行氣液分離，并向所述色譜分析儀4 供給待分析樣品。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明，所述色譜分析儀用以將從所述微型裂解反應器2或者所述氣液分離 器3分離出來的氣體進行分析，以測定氣體的組成。所述色譜分析儀4可以商購獲得，例如 可以為購自Agilent technologies公司牌號為7890A的商品。
[0032] 以下將通過具體的實施例對本發(fā)明進行詳細描述。
[0033] 以下實施例和對比例中使用的色譜分析儀為購自Agilent t