專利名稱：乙烯裂解爐輻射段出口注入裂解原料工藝的制作方法
技術領域：
乙烯化工
背景技術：
裂解原料(乙垸、丙烷、丁垸、石腦油、柴油、凝析油等)被預熱后進入裂 解爐的對流段進一步加熱到橫跨段溫度，接著來到輻射段，在這里裂解原料在高溫下發(fā)生斷 鏈、脫氫等裂解反應，生成裂解氣。裂解氣是一種包括乙烯、丙稀等目的產(chǎn)物在內(nèi)的混合物。 在乙烯生產(chǎn)中， 一旦裂解氣在輻射段產(chǎn)生以后，其整個生產(chǎn)任務就是分離，分離出合格的聚 合級乙烯、丙稀及其它副產(chǎn)品。在實際的乙烯生產(chǎn)中，裂解爐是能耗大戶，它要占整個乙烯
裝置能耗的50 — 60%。而裂解爐輻射段出口 800'C以上的裂解氣的余熱僅僅用來產(chǎn)生超高壓 蒸汽實在太可惜了。如果能使裂解爐的能耗降低1%，那么，對于一個化工廠來說效益就相 當可觀了 。上世紀八十年代以來，國際上各大裂解爐生產(chǎn)商都努力研制新爐型和新材料來降 低實際生產(chǎn)中裂解爐的能耗。但收效甚微，以至于某些裂解爐生產(chǎn)商不再開發(fā)研制新爐型。

發(fā)明內(nèi)容
把裂解原料通過裂解爐的對流段預熱到丌始裂解的橫跨段溫度，然后注入到
裂解爐輻射段出口的高溫裂解氣中。 一方面高溫的裂解氣與注入的裂解原料迅速混合而降到 合適的溫度(不同的原料，溫度不同)，從而阻止了大量的二次反應的發(fā)生。另一方面，這些 被注入的經(jīng)過預熱的原料被高溫裂解氣迅速加熱而裂解，生成目的產(chǎn)物——乙烯、丙稀、丁 二烯。這樣，高溫裂解氣的高品位能量在最高溫度時被充分利用，大大降低了裂解爐的能耗。
雖然混合后的裂解氣沒有輻射出口時溫度高，但是，注入的裂解原料溫度也在60(TC以 上，混合后的溫度至少可以控制在76(TC以上，而且總的流量增加了，所以，超高壓蒸汽的 發(fā)生不會造成影響。另外，在相對較低的溫度下裂解產(chǎn)生的丙稀相對較多，這樣就可以緩解 因聚乙烯裝置的不正常而導致丙稀用戶裝置的降量甚至停產(chǎn)問題。
具體實施例方式
方案一使用本項新工藝的最大特點就是它的技術方案非常簡單。特別是本人優(yōu)先選用 的技術(見圖一)，就更簡單了。它就是直接從每組爐管的橫跨段引出一股物料注入對應的輻 射段出口集管中，只用增加一段爐管和一個文丘理管就實現(xiàn)，所使用的爐管及文丘理管與原 裂解爐的材質一樣，壓力等級也是一樣的。而且，橫跨段到輻射段出口集管的距離也是很近 的。管線外面所使用保溫材料也與原裂解爐輻射段出口所使用保溫材料一樣。所有這些材料 在國內(nèi)都容易買到，價格也不貴。
方案二在原裂解爐的基礎上另外增加一根物料管線(見圖二)，這條管線從液態(tài)原料加熱 器后面抽出，進入裂解爐的對流段，這股原料在對流段充分加熱后，再分股注入不同的輻射 段出口。而這根管線也配置相應的稀釋蒸汽線和燒焦空氣線。本方案不但適合裂解液態(tài)原料的裂解爐，更適合裂解輕烴的裂解爐。在」H常的生產(chǎn)中，可以減少這股原料的稀釋蒸汽量來 增加裂解原料的注入量。但本方案要改變裂解爐對流段的管線排布，給設計、計算、施工增 加了難度，而且新增部分所用的管件也增加很多。
針對以上兩種技術方案的特點，為了足夠多地注入裂解原料而且使這些原料充分地裂解， 我們可以采用增大輻射段出口到廢熱鍋爐的管徑、增長注入點到廢熱鍋爐的距離來保證其足 夠的停留時間。另外，也可以在廢熱鍋爐前增加一臺換熱器，利用高溫裂解氣的余熱把經(jīng)過 預熱的裂解原料進一步加熱，再注入到裂解爐輻射段出口的高溫裂解氣中，最大限度地利用 高溫裂解氣的熱量，降低裂解爐的能耗。


圖1是方案一的示意圖
方案一裂解原料經(jīng)過⑧進料預熱器后，這些①原料進料進入③裂解爐對流段被進一步 加熱并注入②稀釋蒸汽，然后被加熱到橫跨溫度。再通過⑤新增跨線引部分進料直接注入④ 裂解爐輻射段出口的高溫裂解氣中。混合物料經(jīng)過⑥廢熱鍋爐冷卻后，這些⑦裂解產(chǎn)出物被
送入下游設備。。
本方案的特點是工藝簡單，操作容易、方便。
但本方案比較適合裂解液態(tài)原料的裂解爐，對于裂解輕烴的裂解爐就不太適合；因為輕 烴裂解所需的溫度太高而達不到所期望的轉化率，從而增大循環(huán)乙垸、丙烷的循環(huán)量，導致 能耗增大。
圖2是方案二的示意圖。
方案二在⑧原料進料預熱器后面增加⑨一根物料管線將裂解原料抽出與①原料進料和 ②稀釋蒸汽一起進入③裂解爐的對流段，這股原料在對流段充分加熱后，再分股注入不同的 ④輻射段出口，再經(jīng)過⑥廢熱鍋爐冷卻后，這些⑦裂解產(chǎn)出物被送入下游設備。而這根管線 也配置相應的稀釋蒸汽線和燒焦空氣線。本方案不但適合裂解液態(tài)原料的裂解爐，更適合裂 解輕烴的裂解爐。在正常的生產(chǎn)中，可以減少這股原料的稀釋蒸汽量來增加裂解原料的注入 量。
但本方案要改變裂解爐對流段的管線排布，給設計、計算、施工增加了難度。而且操作 也比較復雜。
操作建議建議本工藝所涉及新增管線與裂解爐其它組爐管同時使用，從升溫開始就要 投入使用， 一直到投料、正常操作甚至燒焦，以免新增部分積液對爐管造成損壞。
權利要求
1. 本專利為將預熱后的裂解原料注入裂解爐輻射段出口裂解氣中的生產(chǎn)工藝，其特征是部分預熱的裂解原料跨過裂解爐輻射段而注入到裂解爐輻射段的出口的裂解氣中的工藝，權利要求是將部分預熱后的原料不經(jīng)過輻射段而注入裂解爐輻射段出口的裂解氣中，而原工藝是將全部裂解原料經(jīng)過輻射段進行裂解，具體做法是A. 從液態(tài)原料加熱器后面抽出一根新的管線，進入裂解爐的對流段，這股原料在對流段充分加熱后，再分股注入不同的輻射段出口，而這根管線也配置相應的稀釋蒸汽線和燒焦空氣線；B. 直接從每組爐管的橫跨段引出一股物料注入對應的輻射段出口集管中，只用增加一段爐管和一個文丘理管就實現(xiàn)，所使用的爐管及文丘理管與原裂解爐的材質一樣，壓力等級也是一樣的。
2. 被注入的經(jīng)過預熱的原料被高溫裂解氣迅速加熱而裂解，生成目的產(chǎn)物——乙烯、 丙稀、丁二烯。
3. 高溫的裂解氣與注入的裂解原料迅速混合而降到合適的溫度(不同的原料，溫度 不同)，從而阻止了大量的二次反應的發(fā)生。
4. 新增管線的材質、壓力等級與原爐管一樣，尺寸因所設計的爐子負荷而定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種乙烯裂解的改進工藝。本發(fā)明屬于石油化工乙烯生產(chǎn)領域，本發(fā)明的特征是將部分預熱后的原料直接注入乙烯裂解爐的輻射段出口，充分利用裂解爐輻射段出口裂解氣的高溫能量。改進后的工藝，一方面降低裂解氣的溫度，減少二次反應的發(fā)生；另一方面，注入的原料加熱到足夠的溫度而發(fā)生裂解反應生成目的產(chǎn)物——乙烯、丙稀、丁二烯，從而增加了“三烯”產(chǎn)量，降低乙烯生產(chǎn)能耗。本發(fā)明提出二個方案，其中方案一簡單易行；方案二要對裂解爐的管線重新排布，且適合裂解輕烴。
文檔編號C07C11/06GK101531917SQ20091011945
公開日2009年9月16日 申請日期2009年3月16日 優(yōu)先權日2009年3月16日
發(fā)明者裴棟中 申請人:裴棟中