專利名稱：烴的蒸汽裂化裝置的除焦方法及相應(yīng)的蒸汽裂化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及烴的蒸汽裂化裝置的除焦方法以及包含實(shí)施該方法所用設(shè)施的蒸汽裂化裝置。
在包括蒸汽裂化爐和后面通常連接的裂化氣間接急冷鍋爐的烴蒸汽裂化裝置中，為除去裝置內(nèi)壁上積附的焦炭，常見的做法是使用基于空氣-蒸汽混合物的氧化在用的化學(xué)除焦法。為此，必須中斷蒸汽裂化裝置的操作，并使之與下游的設(shè)備分隔。
還可以通過選擇性加氫，使用過熱加熱至高溫的蒸汽作氧化劑，這時(shí)沒有必要把蒸汽裂化裝置分隔，但仍需要中斷其操作。而且，與上述方法相比，除焦的進(jìn)行更緩慢。
上述兩種先有技術(shù)的方法不適于蒸汽裂化爐出口端的間接急冷鍋爐的完全除焦。為此，必須經(jīng)常使整個(gè)完全停工，用能碎裂積炭層的水力方法(壓力極高的水射流)對急冷鍋爐除焦。有時(shí)也采用水力噴砂方法，較大的砂粒與水在高壓下一起噴射出，以助于破碎積炭層;或者采用機(jī)械方法。
對具有由小直徑直線管構(gòu)成，每根管通過其各自的急冷換熱器延伸的單程爐的蒸汽裂化裝置，也提出了一種除焦方法。該方法是用蒸汽對爐的內(nèi)壁進(jìn)行化學(xué)除焦，使一部分積炭以碎片或鱗片的形式從內(nèi)壁上脫落，這些碎片或鱗片進(jìn)而使下游換熱器壁上的積炭碎裂。因此，該方法可同時(shí)對裂化爐和間接急冷器除焦。但是仍需要中斷蒸汽裂化裝置的操作。
最后，還提出了各種不同的、主要是向裝置中噴射固體顆粒的方法。一種方法是建立一惰性氣流，將相對較大顆粒(250μm至2500μm)的金屬顆粒經(jīng)爐內(nèi)傳送至排入大氣環(huán)境中。另一種方法建議將砂注入液烴進(jìn)料，在蒸汽裂化裝置中連續(xù)進(jìn)行噴砂。砂粒(平均粒徑200μm至1000μm的標(biāo)準(zhǔn)砂粒)穿國裂化爐和間接急冷鍋爐，最終被捕集在直接急冷重油中。此處所述最后一種方法的缺點(diǎn)是它還不可能被采用，原因是，除非設(shè)立一個(gè)非常復(fù)雜且耗資的分離和洗滌顆粒的系統(tǒng)，否則不太可能在不夾帶重油內(nèi)所含的難以氣化的重焦油的情況下將砂粒與直接急冷的重油分離，造成的實(shí)際結(jié)果是砂粒不適于循環(huán)操作，急冷油即使作為燃料也是不可用的;對裝置的連續(xù)噴砂還將造成對原料和裂化產(chǎn)物所流經(jīng)管線的嚴(yán)重、甚至是損壞性的磨蝕;以及向液體進(jìn)料注入砂粒將有在烴壓力蒸發(fā)區(qū)積聚固體沉積物的風(fēng)險(xiǎn)。
本發(fā)明的目的是提供一種避免現(xiàn)有技術(shù)方法中缺陷的烴蒸汽裂化裝置的除焦方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述方法，使之有可能對裝置的裂化爐以及間接急冷鍋爐除焦，其中不必停止裝置的操作，沒有損壞裝置本身的危險(xiǎn)，且不會對裝置的下游部分造成固體顆粒的污染。
為此，本發(fā)明提出了一種烴蒸汽裂化裝置的除焦方法，該方法是通過磨蝕除去至少一部分裝置內(nèi)壁上的積炭，特別是蒸汽裂化爐和間接急冷鍋爐內(nèi)壁上的積炭，磨蝕是用高速定向氣流傳送的固體顆粒進(jìn)行的，該方法的特征在于除焦在裝置的運(yùn)行中進(jìn)行，定向氣至少部分由烴進(jìn)料與蒸汽混合物構(gòu)成，定向氣中含有平均直徑小于150μm的固體顆粒，固體與氣體之比很低，使得定向氣和固體顆?；旌衔镒鳛橐环N具有輕度磨蝕能力的氣體。
本發(fā)明的方法不采用大量顆粒激烈碰撞以粉碎裝置內(nèi)壁上積炭的方法，使之有可能將積炭輕度磨蝕，對裝置的內(nèi)壁沒有任何危險(xiǎn)。
本發(fā)明的方法可以對蒸汽裂化爐和間接急冷鍋爐同時(shí)除焦，例如，可以在間接急冷鍋爐的入口處增加氣流傳送的固體顆粒的量，以補(bǔ)償氣流通過鍋爐的低速度。還可以通過相繼注入與稀釋蒸汽一起送入的上述顆粒在對流區(qū)，特別在其干點(diǎn)除焦。
在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“除焦”是指器壁上積炭的至少一部分有效脫除(降低或除去已經(jīng)形成的積炭層，或終止積炭層蓄積或降低其速率)。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，定向氣和固體顆?；旌衔镌谡羝鸦癄t出口處冷卻至低于600℃的中間溫度，選擇所述中間溫度為防止任何液體冷凝，在至少一個(gè)旋風(fēng)分離器中將至少主要部分的固體顆粒與載氣分離，然后提高旋風(fēng)分離器中與氣體分離的至少部分固體顆粒的壓力，顆粒經(jīng)蒸汽裂化終止循環(huán)。
在適當(dāng)條件下，一個(gè)旋風(fēng)分離器或兩個(gè)串連的旋風(fēng)分離器的效率可達(dá)到或超過95%，甚至可達(dá)99%，這意味著離開旋風(fēng)分離器的氣體產(chǎn)物基本不含固體顆粒。此外，由于殘留的顆粒粒度很小，它們對旋風(fēng)分離器下游部分的裝置基本沒有影響。
用于將固體顆粒分離出的旋風(fēng)分離器不經(jīng)受很高的溫度，因此可用低合金鋼制成，即可用相對價(jià)廉的鋼制成。在旋風(fēng)分離器出口處的直接急冷過程中通過對定向氣進(jìn)行液體注射，捕集殘留的固體顆粒，因此在進(jìn)入壓縮區(qū)前，裂化氣已經(jīng)完全不含固體顆粒。
最后還應(yīng)指出，在裂化爐出口處對蒸汽裂化產(chǎn)物的有限度的冷卻可顯著地降低化學(xué)反應(yīng)速率，由此防止產(chǎn)物在旋風(fēng)分離器中的過度裂化。
采用的固體顆粒的平均直徑宜在約5μm至約100μm的范圍內(nèi)，固/氣比低于10%(重量)，宜在0.01-10%(重量)范圍內(nèi)，更好為0.1-8%(重量)。顆粒數(shù)量應(yīng)低得足以確保顆粒間幾乎不相撞;從而使該混合物的表現(xiàn)象一種氣體而不是夾帶床或流化床。由于湍動力的存在，極細(xì)的顆粒基本上完全分散在氣體整體中。由此得到在其體積中含有顆粒的氣體，通過眾多低能量碰擊，固體顆粒適于提供輕度磨蝕作用，由此將積炭磨掉而不是將其破碎成大片。裂化爐內(nèi)顆粒的速度為70-480米/秒，宜為130-480米/秒，更好為130-300米/秒。在急冷鍋爐中，顆粒的速度為40-150米/秒。
最適宜的顆粒數(shù)量取決于顆粒本身的性質(zhì)，炭沉積的速率(這取決于原料的性質(zhì))以及速度和湍動等局部條件。
可取的是，固體顆粒的平均粒徑為4μm或5μm至85μm，固/氣比0.1-8%(重量)，例如0.1-3%(重量)。
固體顆?？稍诓煌牟课蛔⑷胙b置，例如在蒸汽裂化爐的一個(gè)點(diǎn)或兩個(gè)點(diǎn)上和在間接急冷鍋爐的入口。
由此可使除焦適應(yīng)于蒸汽裂化爐的構(gòu)型并優(yōu)化間接急冷鍋爐的除焦。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，可使旋風(fēng)分離器中與載氣分離的固體顆粒與水或基本不含熱解重質(zhì)芳香化合物的液烴(例如待裂化的烴進(jìn)料餾分)混合，然后用泵將固體顆粒和液體的混合物循環(huán)到裝置中。
顆粒-液體混合物的流量和溫度的選擇應(yīng)使得在將混合物注入蒸汽裂化裝置時(shí)產(chǎn)生即時(shí)汽化。
有利的是，為使上述液體和離開旋風(fēng)分離器的固體顆粒接觸，應(yīng)使液體由其來源線路連續(xù)流動，在固體顆粒到達(dá)的位置的周圍和下部形成潤濕壁。這可防止固體顆粒在所述壁上積聚，也可防止形成液滴。液滴可導(dǎo)致未被連續(xù)流沖走的固體顆粒附著在潤濕壁上，從而阻礙固體顆粒進(jìn)料管。為提高固體攜帶和壁沖洗效果，可以旋流形式送塌入液流(使其旋轉(zhuǎn))。
另一可選擇的方法是，將離開旋風(fēng)分離器的顆粒收集在罐中，將罐隔離，然后用過熱蒸汽加壓，通過該蒸汽將至少部分顆粒循環(huán)至裝置中。
有利的是，用于本發(fā)明的固體顆粒是用氣體噴霧形成的基本球形的無機(jī)或金屬顆粒，例如基于二氧化硅硫或氧化鋁的多孔顆粒。這些顆粒例如也可由催化裂化已經(jīng)用過的催化劑顆粒(平均直徑60μm-80μm)構(gòu)成。
固體顆粒也可由兩種路線顆粒的混合物構(gòu)成，一種是在蒸汽裂化條件下相對較軟的炭-催化金屬顆粒，另一種是較硬和磨蝕性強(qiáng)的類型。在本發(fā)明的磨蝕氣體條件下還可使用其它顆粒，例如炭粒，碎煤，水泥，礦物，鑄鐵，鋼，碳化物，鎢鉻鈷顆粒以及角狀顆粒。
相對較軟的炭-催化金屬顆粒易于在裝置內(nèi)壁裸露的金屬部分留下痕跡，即其催化作用導(dǎo)致保護(hù)性炭層覆蓋上述部分以保護(hù)基免受過度磨蝕。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，該方法還在于使一層炭在蒸汽裂化爐內(nèi)壁上形成，并通過用上述固體顆粒磨蝕使該炭層的厚度保持在預(yù)定的平均值范圍內(nèi)。該炭層實(shí)際上是其厚度沿裂化管變化的層，在其形成后，其厚度被保持在相當(dāng)于管內(nèi)預(yù)定結(jié)焦度的平均值范圍內(nèi)。在一作用等同的不同方法中，為了限制注入顆粒的量，可以在僅僅大大降低積炭增長率(如用5或10除以積炭增長率)而不完全停止其增長下進(jìn)行操作。
這一相對薄的炭層(厚度為約0.5mm至4mm，宜為1mm至3mm)保護(hù)裝置的內(nèi)壁免受磨蝕，特別是由于在高溫下(壁熱為約1000℃)出現(xiàn)炭的連續(xù)焙燒使該層很快變硬并難于破碎或磨蝕。一旦該炭層形成并變硬，通過以在該保護(hù)層上沉積炭的相同速率連續(xù)地或基本連續(xù)地磨蝕積炭;使其厚度基本保持恒定。此外，采用固體顆粒調(diào)節(jié)磨蝕的條件變?yōu)椴惶P(guān)鍵，對固體顆粒的粒徑、所用固體顆粒的性質(zhì)以及在載氣中的分布等要求也將允許較寬的范圍。
因此，本方法不必進(jìn)行苛刻的除焦，而是脫除易碎的剛形成的積炭，由此獲得一種基本靜止的結(jié)焦?fàn)顟B(tài)，或非常低的結(jié)焦率。
本發(fā)明中對細(xì)小從而使之在給定的質(zhì)量內(nèi)數(shù)量更多的磨蝕性顆粒的應(yīng)用使得在脫除硬化前的新炭薄層時(shí)對管壁提供大大增加數(shù)量的碰擊次數(shù)?？蛇B續(xù)注入顆粒，也可間歇注入，宜以較短的時(shí)間間隔。
本發(fā)明還提供了烴蒸汽裂化的裝置，該裝置包括具有烴進(jìn)料流輸送管的蒸汽裂化爐，急冷離開裂化爐產(chǎn)物的間接急冷器以及連在間接急冷器出口端的液體注入直接急冷器，該裝置的特征在于包括在裝置運(yùn)行時(shí)將固體顆粒注入到流經(jīng)裝置的氣化的烴進(jìn)料中的設(shè)備，所述固體顆粒的平均直徑低于約150μm，裝置中固體與液體之比很低，使得氣體和顆粒混合物表現(xiàn)為一種具有輕度磨蝕能力的氣體;該裝置還包括將固體顆粒與氣體分離的分離器，例如旋風(fēng)分離器，所述分離器設(shè)在間接急冷器的出口處。
有利的是，該裝置進(jìn)一步包括使與氣體分離的固體經(jīng)裝置循環(huán)的設(shè)備和補(bǔ)充固體顆粒的設(shè)備，以補(bǔ)償在分離器中損失的固體顆粒量。分離盡管效率很高，例如約95%-99%，但總是低于100%。該裝置還包括清除廢顆粒的設(shè)備。
在本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施方案中，該裝置包括一個(gè)固體顆粒儲存罐，該罐的入口與上述分離器的固體出口相連接，出口與將顆粒注入裝置的導(dǎo)管相連接;該罐還具有隔離器如閥，以及將其與加壓氣源連接，從而使罐內(nèi)壓力提高到不低于將顆粒注入裝置的壓力值的設(shè)備。
由于固體顆粒以低速(例如20米/秒或更低)通過這些循環(huán)設(shè)施，因此它們對磨蝕相對不敏感，使之使用壽命長。此外，它們屬于常規(guī)設(shè)計(jì)，在低于約600℃下操作，因此并不昂貴。
靠重力或以烯相固-氣懸浮方式將固體顆粒傳送到注射點(diǎn)，而不必使用載氣以非常高的速度輸送，由此也降低了管道磨蝕。
該裝置宜包括設(shè)在分離器出口和上述第一罐入口之間的第二罐，伴有將第二罐隔離的設(shè)備如閥和設(shè)在第二罐內(nèi)部以留住大顆粒的設(shè)施。該第二罐也可與第一罐并聯(lián)安置。第二罐用來收集由分離器出口來的固體顆粒這時(shí)第1罐是空的。由此可在分離器出口暫時(shí)儲存固體顆粒，還可以過濾固體顆粒以留住大顆粒，例如由壁上脫掉的積炭片。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，加壓氣源與將顆粒注入裝置的管道相連。用于將固體顆粒注入裝置的載氣流也流也被用來增加罐內(nèi)的壓力。由此，通過用載氣平衡罐內(nèi)的壓力，避免了可能導(dǎo)致固體顆粒變密的過剩壓力的危險(xiǎn)。
載氣可以由例如進(jìn)料餾分或由過熱蒸汽構(gòu)成。
在一可選擇的方案中，循環(huán)固體顆粒的設(shè)備包括將不含重質(zhì)芳香化合物的氣流注入分離器底部，在所述分離器出口與回收的固體顆粒形成氣-固懸浮物的設(shè)備，以及與所述分離器出口相連并有輔助高壓氣流送入以壓縮氣-固懸浮體使其沿其通路至裝置的注射點(diǎn)的噴射-壓縮器。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以將細(xì)顆粒注入噴射器的入口，在其路程中再壓縮形成的氣固懸浮物。有可能以壓縮比為1.5-1.8再壓縮非常重的懸浮物(200%或300%(重量)極細(xì)的固體)。噴射器不僅用來替換或投出顆粒，而且還用來實(shí)現(xiàn)顆粒壓力的可觀上升，從而通過補(bǔ)償在待除焦裝置中出現(xiàn)的壓力損失使之得以循環(huán)。
噴射器宜用抗磨蝕的材料制成，例如用鑄鐵或陶瓷。
當(dāng)蒸汽裂化爐包括向輸送待裂化的烴原料流的管供料的歧管時(shí)，本發(fā)明提供了由歧管上游或在其入口處將固體顆粒注入氣化的烴進(jìn)料中的設(shè)備，在歧內(nèi)建立其速度足以防止任何固體顆粒沉積的湍流的設(shè)備，裝在管端并延入歧的進(jìn)料端件，每一進(jìn)料端件的入口部分朝向歧管的上游端且具有一個(gè)處于與歧管內(nèi)流向垂直的平面內(nèi)組件;有利的是，在歧管的下游端還提供捕集固體顆粒的設(shè)施。
由于歧管內(nèi)的湍流作用，在整個(gè)歧管內(nèi)的氣體-顆粒混合物是均勻的。在管的歧管端安裝的端件用來確保向管中送入的顆粒是規(guī)則的并基本恒定，不管該管在歧管中的位置如何。端件的入口端包括面對流向的前組件，用來在管子的入口防止流向的過度變化，因?yàn)檫@些方向上的變化會導(dǎo)致氣體-固體分離現(xiàn)象和顆粒的不均勻分布。這些端件同時(shí)作為歧管內(nèi)高度有效的湍流發(fā)生器。最后，在歧管的下游端設(shè)立的捕集過量顆粒的設(shè)施用來防止分布器中最后一個(gè)管子中送入過量固體顆?；虮还腆w顆粒阻塞。
上述設(shè)備例如可由過濾器，沉降室和旋風(fēng)分離器以及任何適于脫除過量顆粒，特別是較重顆粒的等同物構(gòu)成。可將該設(shè)備宜于置于分布器的例如最后兩條線所處的下游端部，以捕獲沿分布器底線移動的相對較重的顆粒，從而防止以過量的固體量將這些顆粒送入最后一條管線，導(dǎo)致與平均值差異很大的磨蝕能力。
有利的是使裝置包括在歧管的下游端移出一部分氣體和固體顆粒物流的設(shè)備，和將移出的氣體和固體循環(huán)至歧管的上游或其輸入口。這樣，歧就像是一個(gè)無限長的歧，沒有用氣體-固體混合物剩余部分供料的最后一條管線。
有利的是，每根管的入口在位于上述端件的下游具有一收縮部分，例如喉管或文丘里管或小直徑管。該收縮部分用來使沿各管流動的氣體更規(guī)則更均勻。這一安排對管內(nèi)壁的除焦也具有有利作用。如果一根管中的積炭比另一根管中的積炭增長得快，若管入口處的收縮部分趨于保持管中流速恒定，那么由于積炭降低了流動橫截面，便使局部流速加快。這種由于收縮部分而造成的局部速度的增加可使顆粒的磨蝕速度加快，這樣就校正了焦炭沉積的增加趨勢。
最后，裂化裝置宜包括測量蒸汽裂化爐的管中壓降的設(shè)備、測量將要裂化的烴進(jìn)料或稀釋蒸汽的流速的設(shè)備、校正隨測定的流速而變的壓降的設(shè)備和通過控制循環(huán)固體顆粒經(jīng)過裂化裝置的流速來調(diào)節(jié)校正壓降的設(shè)備。
這些設(shè)備用于維持裂化裝置內(nèi)壁確定厚度的保護(hù)炭層和避免該保護(hù)層的厚度顯著增加。
通過閱讀下列對實(shí)施例和參照附圖的描述，可更好的理解本發(fā)明，同時(shí)可清楚地看出本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，附圖中，

圖1為旋風(fēng)分離器的分離效率隨粒徑而變的曲線和固體顆粒的磨蝕能力隨粒徑而變的曲線;
圖2為本發(fā)明的一種蒸汽裂化裝置的示意圖;
圖3為本發(fā)明的另一種蒸汽裂化裝置的示意圖;
圖4為循環(huán)固體顆粒裝置的局部示意圖;
圖5為構(gòu)成本發(fā)明的一個(gè)可選實(shí)施方案的完整的蒸汽裂化裝置的示意圖;
圖6為循環(huán)裝置的一個(gè)可選實(shí)施方案的局部示意圖;
圖7為包括分配共同顆粒裝置的蒸汽裂化裝置的局部示意圖;
圖8、9和10為管子端件的各種具體方案示意圖;
圖11為構(gòu)成本發(fā)明α-可選方案的蒸汽裂化裝置的局部示意圖。
為了更好地理解本發(fā)明的原理，現(xiàn)在采用圖1作為參考。
在圖1中，曲線Ⅰ表示旋風(fēng)分離器的分離效率隨添加到旋風(fēng)分離器中固體顆粒的尺寸而變的曲線。曲線Ⅱ表示共同顆粒的磨蝕能力隨其尺寸而變的曲線。
例如，當(dāng)固體顆粒的尺寸增大超過d1值時(shí)，旋風(fēng)分離器的分離效率漸漸接近100%，而當(dāng)其尺寸為d1值，其分離效率為99%。
該尺寸的共同顆粒的磨蝕能力相當(dāng)?shù)筒⒈３衷赿1的周圍尺寸的范圍內(nèi)。
當(dāng)固體顆粒大大小于d1時(shí)，旋風(fēng)分離器的分離效率顯著下降，顆粒的磨蝕能力基本上變成零。相反，當(dāng)粒徑增大明顯超過d1時(shí)，則旋風(fēng)分離器的分離效率幾乎等于100%，顆粒的磨蝕能力變得很大，類似于噴砂，磨蝕變得粗糙且不規(guī)則。
本發(fā)明提供了選擇粒徑d1、d2的范圍，在該范圍內(nèi)，分離效率大于確定的值，如95%或99%，且顆粒產(chǎn)生的磨蝕輕而且規(guī)則。
本發(fā)明的一種蒸汽裂化裝置示意于圖2。
該裂化裝置包括爐10，該爐具有用多個(gè)單程管12，在這些管的一端左右送入烴進(jìn)料的歧管14，而在位于爐出口處的另一端裝有與歧管18連接的多個(gè)急冷器16。待氣化的烴料以液態(tài)的形式通過導(dǎo)管22送到爐的對流區(qū)域22中，在該區(qū)域內(nèi)被加熱和氣化。蒸汽進(jìn)料導(dǎo)管20上。與預(yù)熱導(dǎo)管26將氣化的烴和蒸汽的混合物送到向蒸汽裂化管12供料的歧管14中。
出口處的歧管18連接在一個(gè)旋風(fēng)分離器28或多個(gè)串聯(lián)和/或并聯(lián)的旋風(fēng)分離器上，該旋風(fēng)分離器包括一個(gè)用于排放氣態(tài)產(chǎn)品的頂部導(dǎo)管30和排放固體顆粒的底部導(dǎo)管32。底部導(dǎo)管32的開口連接在罐34中，該罐的底部裝有液體36，該液體可以是水，但最好是基本上不含熱解重質(zhì)芳族化合物的輕質(zhì)液態(tài)烴。罐34的最底部連接在泵38上，該泵用于將液體和顆粒的混合物注入到裂化裝置的各個(gè)所需點(diǎn)，尤其是注入到導(dǎo)管26的入口處和歧管14的入口處。注入點(diǎn)也可在爐10的出口處和間接急冷器16的入口處。
宜采用與蒸汽一起噴射或閃蒸氣化的方法進(jìn)行注入，其中懸浮液必須在注入前用未示意出的裝置再加熱。也可往其中加入輕質(zhì)烴流。
噴射條件和液體流過應(yīng)能噴射的懸浮液一注入就完全氣化(立即氣化以防止顆粒粘結(jié))。
如圖中40所示，一部分固體顆粒和液體的混合物要被送回到罐34的頂部以使液體形成覆蓋罐34整個(gè)內(nèi)壁的連續(xù)膜，從而捕集離開導(dǎo)管32的固體顆粒。液體最好由其來源連續(xù)地流經(jīng)罐34的內(nèi)壁，不形成液滴。
為了增強(qiáng)液體40的洗滌作用和挾帶罐34的濕潤壁上的顆粒的能力，使液體40產(chǎn)生旋流運(yùn)動，在40處液體進(jìn)料已沉淀，從而基本上無顆粒，用特殊泵(未示意)將其從罐中取出。
用于罐34的烴液體可以是裂化烴進(jìn)料的餾分，該餾分可從罐的底部由導(dǎo)管42提供。循環(huán)的熱解汽油可選擇性地加入到烴進(jìn)料的該餾分中，如圖中44所示，或直接由其構(gòu)成液體36。
在例如導(dǎo)管42的46處安裝補(bǔ)充固體顆粒的裝置，補(bǔ)充的固體顆?？梢允枪腆w于烴液體或水中的懸浮液的形式。
該裂化裝置按下述過程操作在爐10的22區(qū)域中將裂化所用的烴進(jìn)料預(yù)熱，與蒸汽混合和氣化，然后在該爐的管12中在很短的通過時(shí)間內(nèi)進(jìn)行蒸汽裂化。然后用急冷器16對蒸汽裂化的氣態(tài)產(chǎn)物進(jìn)行間接急冷，接著將它們通過旋風(fēng)分離器28以去除固體顆粒，再將它們送入用注入的熱解油直接急冷的裝置中。
在爐10內(nèi)的導(dǎo)管26、歧管14、特別是管12以及急冷器16的管的內(nèi)壁上形成大量的積炭。
用被氣化的烴進(jìn)料輸送的固體顆粒對裂化裝置的內(nèi)壁上形成的積炭層進(jìn)行輕度和規(guī)則磨蝕除去積炭。
然后用旋風(fēng)分離器28從蒸汽裂化的產(chǎn)物中分離出大部分固體顆粒，這些顆粒進(jìn)入罐34中，與液體36混合以形成液-固懸浮液。泵38通過對液-固懸浮液再次是將壓力，使之到達(dá)適宜的注入點(diǎn)的壓力，將這些固體顆粒循環(huán)到裂化裝置中。
在旋風(fēng)分離器中未從氣流中分離的固體顆粒隨后用注入氣流中進(jìn)行直接急冷的液體捕集。
所用的固體顆粒的平均粒徑通常約小于150μm，在氣流中的固體顆粒相對于氣體的濃度通常低于10%(重量)。所用的共同顆粒的平均粒徑較好的為5至85μm，更好的為15至60μm，固體與氣體的比為0.1至8%，例如0.1至3%。
顆粒的“平均尺寸”是指例如50%的顆粒的直徑小于該尺寸。
可使用基本上為球狀的顆粒，例如二氧化硅-氧化鋁顆粒，如催化裂化用過的催化劑顆粒(硅-鋁酸鹽，用噴射法生產(chǎn))。
這些裂化催化劑(硅-鋁酸鹽，沸石)顆?；旧蠟榍驙钋乙驯蛔C明十分有效地除去積炭，但對反應(yīng)器的金屬基本上無害。
可使用二類顆粒，其中之一是對炭有催化作用的金屬顆粒、鐵顆粒、鋼顆粒、鎳顆?；蚝嚨暮辖痤w粒，這些顆粒在蒸汽裂化條件下相對較軟，而另一類顆粒則較硬且更具磨蝕性(例如裂化催化劑顆?；蛴捎驳哪突鸾饘俸辖鹬瞥傻念w粒)。
為了避免在將顆粒加入到蒸汽裂化爐的地方產(chǎn)生任何冷凝問題，也可在將這些顆粒注入到氯化裝置前進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱溫度宜高于注入點(diǎn)的局部露點(diǎn)溫度。
可采用這種顆粒的連續(xù)的或不連續(xù)的注入對裂化裝置進(jìn)行除焦。
宜在裂化裝置的內(nèi)壁上形成較薄的第一層炭，其厚度例如為0.5至4mm，幾何的為1至3mm，這層炭很快變堅(jiān)硬。這層很堅(jiān)硬的焦炭有效保護(hù)了裂化裝置的金屬壁。在這保護(hù)層上隨后沉積的炭在其形成時(shí)被由烴進(jìn)料輸送的顆粒磨蝕而除去。
還可觀察到，在裂化裝置中輸送固體顆粒載氣是汽含量較高，該氣體對在爐的管的內(nèi)表面形成氧化物層(主要是氧化鉻)起重要的作用。人們認(rèn)為，這層硬的氧化物膜也可保護(hù)管金屬免遭本發(fā)明固體顆粒的磨蝕。
因此，本發(fā)明利用了三種不同的物理現(xiàn)象使用一種由少量分散在氣體中的很細(xì)顆粒構(gòu)成的高速流動且不相互反應(yīng)磨蝕氣體對積炭進(jìn)行輕度磨蝕，磨蝕高度均勻且無碎裂。
管子受到厚度可控的堅(jiān)硬炭層保護(hù)，這層炭與新生成的積炭相比不易被磨蝕氣體磨蝕;
在局部氧化條件下所用的很細(xì)顆粒對管金屬的磨蝕很小。
氣態(tài)產(chǎn)物在中間溫度(通常約低于600℃)下通過旋風(fēng)分離器，這樣旋風(fēng)分離器就可用低合金鋼即價(jià)廉的鋼制造。由于中溫下氣體的粘度低，所以在中溫下旋風(fēng)分離器分離固體顆粒的效率要比在高溫下高。最后，固體顆粒的分離在使裂化反應(yīng)的速度較低的溫度下進(jìn)行。因此，不會產(chǎn)生固體顆粒在爐10的出口處立即分離的二次過度裂化反應(yīng)。
圖3為本發(fā)明的另一種蒸汽裂化裝置。
該裝置是多程彎曲管裝置或“蛇管”型裝置，裂化爐10裝有用彎管54相互連接的直線管52。歧管56在爐10的出口處連接各管并與間接急冷器58相連接。旋風(fēng)分離器收集離開急冷器的氣態(tài)產(chǎn)物并分離固體顆粒。
顆?？蓮娜幾⑷氲搅鸦b置中爐10的入口處;最后的直線管的開端部和急冷器58的入口處。
圖4為循環(huán)固體顆粒裝置另一可選方案的示意圖。
在該裝置中，旋風(fēng)分離器28的底部通過隔離閥60與罐64的頂部出口處62相連接，罐64包括諸如分離和保留大固體顆粒所用的振動篩之類的裝置66以及除去這些顆粒的孔(人孔)。
罐64的底部(用于收集細(xì)小顆粒)與一個(gè)電動轉(zhuǎn)動件70(如螺桿、轉(zhuǎn)動鎖)相連接，且通過隔理閥72與另一罐74的入口處連接，罐74的底部包括一個(gè)電動轉(zhuǎn)動件76和隔離閥78，與上述部件70和隔離閥72相同。罐74的出口通過閥78與用于循環(huán)蒸汽裂化爐中固體顆粒的導(dǎo)管80相連。加壓氣源82以中等氣速或較低的氣速(例如過熱蒸汽的流速為20m/s)通過導(dǎo)管80進(jìn)料。
三通閥84將罐74與加壓氣源82或旋風(fēng)分離器的出口導(dǎo)管30相連接。將三通閥84與加壓氣源82以及導(dǎo)管30效率的導(dǎo)管分別裝有節(jié)流閥88和86。
裝有新的粒徑確定的固體顆粒單立罐90借助于電動轉(zhuǎn)動件79和隔離閥94將固體顆粒注入到添加所用的導(dǎo)管80中。罐90的頂部借助于平衡壓力所用的導(dǎo)管96與罐90的出口處相連。
轉(zhuǎn)動件92用于調(diào)節(jié)添加的顆粒的流速。
第一個(gè)罐64(或罐74)的底部裝有用于去除一定量的磨損固體顆粒的放排支管98，而控制阻攔氣體輸入的支管與罐60的頂部相連。阻塞氣體無重質(zhì)芳香族化合物且可以是蒸汽，它通過阻止裂化氣體存在來防止罐64和篩66結(jié)焦。
這些循環(huán)裝置按下述過程操作開始時(shí)假設(shè)，第一個(gè)罐64的閥60是開著的，該罐的轉(zhuǎn)動出口件70沒有轉(zhuǎn)動，下部隔離閥72是關(guān)著的。在用篩66過濾以除去最大粒徑的顆粒后，在罐64中收集和貯存用旋風(fēng)分離器28從氣態(tài)產(chǎn)物分離的固體顆粒。用導(dǎo)管100供給的阻攔氣體防止任何重質(zhì)芳香烴化合物進(jìn)入罐中，的不干擾從導(dǎo)管32中落入的顆粒的重力降落。
在該步驟中，預(yù)先已裝有從頂罐64中得到的固體顆粒的底罐74逐步卸出這些顆粒，這些顆粒再次注入了導(dǎo)管80。為了進(jìn)行這一操作，該罐的下流隔離閥是開著的，轉(zhuǎn)動件76是轉(zhuǎn)動的，罐74的內(nèi)部借助于閥84與加壓氣源82效率，同時(shí)打開部分節(jié)流閥86。氣源82提供的氣體的壓力不低于且可略高于固體顆粒進(jìn)入裂化裝置處的壓力，該壓力大于旋風(fēng)分離器出口支管30的壓力。因此，罐74的內(nèi)壓高于頂罐64的壓力，且等于循環(huán)導(dǎo)管80的壓力。氣流82以相當(dāng)?shù)偷?5-25m/s，流速例如過熱蒸汽流速為10至20m/s時(shí))，提供進(jìn)入該支管的氣體，從而將稀釋的氣體懸浮物流中的固體顆粒輸送到裂化裝置注入處的至少一處。當(dāng)罐74變空或幾乎變空時(shí)，關(guān)閉轉(zhuǎn)動件物，關(guān)閉閥78且借助于三通閥84將罐74與旋風(fēng)分離器的出口導(dǎo)管30效率。這時(shí)罐74與頂罐64的壓力相同，足以打開隔離閥72，開動轉(zhuǎn)動件76，以使罐64中所含的固體顆粒移送到罐74中。
然后，再關(guān)閉轉(zhuǎn)動件70，再關(guān)閉閥72，將罐74與加壓氣源82相連，再打開閥，再開動轉(zhuǎn)動件，使固體顆粒再注入支管80。
若需要，用排放支管98除去罐64中注入的固體顆粒流，該顆粒由添加罐中的磨損顆粒的混合物構(gòu)形，磨損的顆粒已與從裂化裝置的內(nèi)壁上除下的炭的顆粒一起在一定程度上流經(jīng)過裂化裝置。
在圖5的另一可選的裝置中，罐64和74并聯(lián)在旋風(fēng)分離器28的出口和循環(huán)導(dǎo)管80之間，它們可交替使用，其中之一用于貯存來自旋風(fēng)分離器的固體顆粒，而另一只罐用于將固體顆粒注入導(dǎo)管80中。在旋風(fēng)分離器28的出口處裝配的片狀閥用于這只或那只罐的顆粒進(jìn)料。
其它操作類似于圖4所示的循環(huán)裝置的操作。固體顆?？稍趯?dǎo)管26的入口處、間接急冷器16的入口處和導(dǎo)管24入口處循環(huán)進(jìn)入裂化裝置中，導(dǎo)管24用于清掃位于爐10的區(qū)域22中的進(jìn)料氣化支管(例如，當(dāng)進(jìn)料完全蒸發(fā)時(shí)和進(jìn)料與蒸汽混合前)。
圖5所示的裂化裝置還包括用于測量爐內(nèi)管12中的真正壓降的裝置42，從而發(fā)現(xiàn)由于在各個(gè)管的內(nèi)壁上形成的炭層引起的壓降的增加。測量爐管的壓頭損失的裝置42連接在校正電路144上，該校正電路連接著測量烴進(jìn)料的流速的裝置146和邏輯控制電路148，該控制電路用于使?fàn)t的管中的真正壓降調(diào)節(jié)在于相同的爐操作條件下(相同的烴進(jìn)料和相同的蒸汽流速)清潔管中的壓降值的110%至300%的范圍內(nèi)。在爐管中的真正壓降(用流速變化來校正)宜保持在清潔管的壓降值的120%至200%的范圍內(nèi)，例如130至180%范圍內(nèi)。為了達(dá)到這一目的，控制電路148可通過下列廢水起作用;
罐90所提供的添加的固體顆粒的量;
用支管98對罐64進(jìn)行的排放;和罐64和74中固體顆粒被循環(huán)的頻率和流速。
爐管中校正壓降的調(diào)節(jié)與管的內(nèi)壁上所保持的炭層厚度的調(diào)節(jié)相對應(yīng)，所述的炭層的厚度在例如0.3至6mm范圍內(nèi)，較好的為0.5至4mm，更好的為1至3mm，從而使管子避免固體顆粒的磨蝕。
圖4和5所述的裝置通常都適用于烴蒸汽裂化裝置，與爐所用的管的類型以及分離和循環(huán)固體顆粒的方式無關(guān)。
圖6為循環(huán)裝置的另一可選方案的示意圖。
在該裝置中，旋風(fēng)分離器28的底部出口32連接在噴射壓縮機(jī)104的軸向入口管102，噴射壓縮機(jī)具有能在高壓下供給驅(qū)動氣的周邊入口106。軸向入口管102與噴射壓縮機(jī)的外壁最佳的環(huán)狀空間構(gòu)成了借助于周邊入口106送入的高壓驅(qū)動氣的加速噴嘴。噴射壓縮機(jī)的出口連接在用于將氣-固懸浮體注入裂化裝置的導(dǎo)管上。
導(dǎo)管108也可用于將輔助氣流q+q′注入旋風(fēng)分離器28的底部，從而在旋風(fēng)分離器28的出口形成氣-固懸浮體。
在這些條件下，噴射壓縮機(jī)從旋風(fēng)分離器中帶走形成氣-固懸浮液所需的輔助氣流q，注入旋風(fēng)分離器的輔助氣體的過量氣流q′從其頂部與進(jìn)入旋風(fēng)分離器的氣流Q一起離開旋風(fēng)分離器。因此，在旋風(fēng)分離器中收集的顆粒被性質(zhì)與裂化氣體不同的輔助氣體的氣流q攜帶，在噴射壓縮機(jī)中再壓縮懸浮體，將重新壓縮的懸浮體循環(huán)進(jìn)入裂化裝置。
通過噴射壓縮機(jī)104對氣-固懸浮體進(jìn)行的再壓縮足以補(bǔ)充進(jìn)入裂化裝置的注入點(diǎn)和噴射壓縮機(jī)104的進(jìn)口點(diǎn)之間的壓頭損失。
導(dǎo)入噴射壓縮機(jī)的輔助氣體可以是蒸汽或者其組成應(yīng)使聲音在其中的速度大大小于在蒸汽中的速度的重質(zhì)氣體。這可以用來限制與聲音的速度有關(guān)的通過噴射壓縮機(jī)的流速，從而限制了對噴射壓縮器的磨蝕。該氣體不應(yīng)含有芳族化合物，因?yàn)樗难h(huán)將增加裂化爐的積炭。
輔助氣體的大部分可由例如加氫處理后循環(huán)的熱裂產(chǎn)物餾分，如沸點(diǎn)在C4范圍的餾分和熱裂汽油構(gòu)成。
另外，噴射壓縮器也可以是常規(guī)型(中心軸向驅(qū)動進(jìn)氣)，并且由可耐受磨蝕的材料組成(用陶瓷或碳化物內(nèi)襯)。重顆粒宜在噴射壓縮器的入口處濾掉。
圖7是用來在蒸汽裂化爐的管口之間分配或均分固體粒子的設(shè)備的示意圖。這些管12是小直徑的平行直線管，它們的兩端連在進(jìn)料歧管14和可以放在初級急冷換熱器的外面的出口歧管上(沒示出)。
歧管14的進(jìn)料是汽化烴進(jìn)料和水蒸汽，進(jìn)料的溫度例如可約為550℃，并且向進(jìn)料中加入少量的小尺寸的固體顆粒，該固體顆粒以在液體例如水或輕～中等烴中的懸浮液的形式存貯在罐110中。泵112將液體和固體顆粒的混合物從罐110中取出并將其注入在位于歧管14上流的導(dǎo)管114中的蒸汽和氣態(tài)烴進(jìn)料流中。
爐管12由一排或多排平行管排組成，這些管子以相同的間距連結(jié)到歧管14上，歧管的截面積沿流動方向逐漸縮小以便在其中能維持混合物的一個(gè)最小流速，從而避免了顆粒的沉積。
每一個(gè)向歧管14開口的爐管12的端頭有一個(gè)延伸進(jìn)入歧管并且具有一個(gè)進(jìn)口或小孔118的端件，該小孔對著歧管的上流端，端件在垂直于歧管中的進(jìn)料流的主要方向的延伸平面上件有一重要構(gòu)件。緊靠進(jìn)料端件116的下流，各管12包括一個(gè)喉管或文丘里管形式的收縮部120，以使管12中的氣體流均勻一致。最好是使用聲速文丘里管。
在最后一根管12的稍前的上流方以及在歧管的底部有一個(gè)沉降室137，以便收集沿歧管(14)的底部運(yùn)行的重顆粒。
歧管14的下流端122通過一個(gè)具有適當(dāng)尺寸的導(dǎo)管124連結(jié)到噴射壓縮器126上，126包括一個(gè)用來導(dǎo)入例如蒸汽的驅(qū)動氣流的軸向?qū)Ч?28。閥130是用來控制驅(qū)動的氣流的流量的。
噴射壓縮器126的出口通過導(dǎo)管132連到歧管14的上流端或連到用來輸送烴進(jìn)料的導(dǎo)管114上。
用來控制驅(qū)動氣流量的閥130最好其本身用系統(tǒng)134來控制，134包括測定爐的第1根和最后一根管子12的表面溫度的裝置，以便來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動氣體流量對這些溫度之間的溫差的伺服控制。該裝置的操作如下蒸汽和夾帶著小固體顆粒的氣態(tài)烴的進(jìn)料以高湍流度沿歧管14流動。歧管中的平均流速為20～120m/s，例如30-80m/s，并且顯著低于管12中的流速，該流速為約130～300m/s，特別是160～270m/s，歧管14中的這種流速足以防止顆粒從氣體中分出，從而防止了固體顆粒在歧管內(nèi)的聚集沉積，但沿底線運(yùn)動的特定重粒子例外。
通過從歧管的下流端122除去相當(dāng)部分的固體顆粒和氣體流，歧管可以說被轉(zhuǎn)變成了無限長度的歧管，因此不管管12距歧管的末端的遠(yuǎn)近如何，歧管的末端對各個(gè)12之間氣體和顆粒的分配沒有明顯的影響。
通過將驅(qū)動氣(如蒸汽)導(dǎo)入噴射器126，可以抽出所希望的在歧管中的氣體和固體流，并將其壓縮后導(dǎo)入導(dǎo)管114或歧管的上流端從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)。系統(tǒng)134通過作用于閥130來控制驅(qū)動氣的流量，由此對第1根管相對于最后一根管的固體顆粒的進(jìn)料量有影響，因此通過檢測這些管子的表皮溫度對分配不均進(jìn)行校正。
沿管子12流動的固體顆粒磨蝕在這些管子內(nèi)壁形成的焦炭層。管子的表皮溫度的變化可用來評價(jià)管子內(nèi)焦炭的積累程度以及固體顆粒對焦炭層的磨蝕的效率。增加抽出的流量可以增加歧管中的平均流量，且該增加在歧管的下流端大于上流端。在歧管的端部抽出的流量可根據(jù)各管的阻塞的變化來進(jìn)行調(diào)節(jié)。更簡單地說，它可以調(diào)節(jié)到一個(gè)合適的值。
在管12的上流端形成的收縮部120的作用是使管中的氣體的流量均勻及基本一致。這就使固體顆粒對管子的清潔的自動調(diào)節(jié)變得可能。如果焦炭在管子中異常沉積，由此而使管子部分阻塞，由于進(jìn)料氣體流量是由收縮部120維持的，則通過積炭的流速增加，由此而提高了磨蝕的效率。
為了適宜地調(diào)節(jié)及分配各管之間的氣體和顆粒的流量，在第1根管12的上流要安裝一個(gè)鼓形進(jìn)料端件136，該136與管子的進(jìn)料端件116相同。這就意味著第1根管子12與下面的管子處于相同的空氣動力學(xué)狀態(tài)。
圖8、9和10表示了管12的端部和其進(jìn)料端件的各件具體示意圖。
在圖8中，端件116與圖7所示的相同，但是，收縮部120是由一個(gè)文丘里管構(gòu)成，該管有一個(gè)最好是聲速喉部。該文丘里管由非常堅(jiān)硬的材料(例如碳化鎢或碳化硅)制成，以便能經(jīng)受住磨蝕。
在圖9中，每根管12都由一個(gè)斜切式端件138來封端，該端件帶有一個(gè)斜切體，由此而形成了使氣體和固體粒流進(jìn)入管子的進(jìn)口端。
在圖10中，每一根端件由一個(gè)90°彎管140構(gòu)成，該彎管固定在歧管14的內(nèi)壁上，對應(yīng)的管12的端部向該彎管內(nèi)開口，所述端部包括收縮部120。
管12可以是裂化爐管，也可以向爐管中進(jìn)料的柔性導(dǎo)管。(pigtails)圖11表示了本發(fā)明的蒸汽裂化裝置的另一個(gè)具體示意圖。
在該圖中，蒸汽裂化爐10包括一系列小尺寸直線管12，管12在其上流端由位于裂化爐外的歧管14進(jìn)料，并在其下流端通過位于裂化爐10內(nèi)的歧管158(根據(jù)需要而安裝)相互連結(jié)起來。歧管158給一個(gè)大尺寸直線管160進(jìn)料，160的出口端在裂化爐之外連接到一個(gè)使用蒸汽裂化的產(chǎn)物氣體的間接急冷器162上。162的出口連接在產(chǎn)物氣體的直接急冷器164上。
注入的顆粒在急冷器162和急冷器之間的沒有示出的設(shè)備來回收。
在這個(gè)裝置中，蒸汽裂化進(jìn)料(蒸汽和烴的混合物)被送到歧管14中，沿管12流動，然后以相反的方向沿大尺寸管160流動，離開裂化爐，并且通過間接急冷換熱器162，在顆?；厥蘸蟮竭_(dá)直接急冷器164。這種裝置是已知的被稱作雙程“SplitCoil”型裝置。
為了在操作情況下對裝置除焦，用來注入蒸汽或蒸汽和氫氣的混合物的蒸汽注入導(dǎo)管166被連結(jié)到位于裂化爐10之外的小尺寸管的上流端上。每一個(gè)導(dǎo)管166包括一個(gè)閥或其他類似的開閉設(shè)備168并且該166連結(jié)在用來使其蒸汽或蒸汽和氫的混合物進(jìn)料的設(shè)備170上。各導(dǎo)管166的閥168連結(jié)在相繼開關(guān)控制設(shè)備172上。這樣一來，在某一時(shí)刻只有一個(gè)閥166或非常少的閥是開的，而其他閥則是關(guān)閉的。要對注入小管12之一的蒸汽或蒸汽與氫的混合物的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便防止蒸汽裂化進(jìn)料進(jìn)入該管。
該裂化裝置還包括將磨蝕固體顆粒注入大管160的上流管，最好是注入歧管158的上流端，然后再導(dǎo)入大管160的設(shè)備。這些裝置被表示在圖中并用174來表示。
如圖的右方所示的那樣，也可以帶有將可量的固體顆粒注入小尺寸管12的上流端的設(shè)備175。另一種實(shí)質(zhì)上類似的設(shè)備是將顆粒注入進(jìn)口歧管14或該歧管的上流。在這種情況下，可以先用固體顆粒進(jìn)行管12的部分脫焦，然后再通過注入蒸汽完成除焦。
有利的是具有設(shè)備176，將額外的固體顆粒直接注入間接急冷器162的進(jìn)口中，以便改進(jìn)除焦。
也加了將氣體178在該點(diǎn)，即沸騰器162的進(jìn)口注入的設(shè)備，該氣體比蒸汽裂化的氣體產(chǎn)物冷，可用其進(jìn)行產(chǎn)物的急冷，該急冷被限制在150℃以下，例如50～130℃。
該預(yù)急冷的氣體也以是冷卻的裂解乙烷，或者可解是循環(huán)的熱裂汽油，最好是氫處理的，例如苯提取后的是有低率烷值的C5或C6餾分。
預(yù)急冷的被用來避免或限制在裂化爐10的出口處的產(chǎn)物再裂化。
向爐管12中注入蒸汽是用來通過氣體和水的反應(yīng)進(jìn)行除焦。在下流端離開管12的蒸汽在歧管158中與蒸汽裂化進(jìn)料混合。這種裂化爐的首程管的相繼除焦可不消耗任何特定的蒸汽，這是由于該蒸汽被收集來用于裂化爐的第二程管160中的烯釋蒸汽。閥168相繼開啟，每一個(gè)都開啟一段特定的時(shí)間。磨蝕性固體顆?？梢酝瑫r(shí)或單獨(dú)注入歧管158和沸騰器162的進(jìn)口。
旋風(fēng)分離器安裝在間接急冷器162和直接急冷器164之間，它用來從氣體產(chǎn)物流中分出磨蝕性固體顆粒。
一般說來，本發(fā)明的方法特別適用于采用無彎曲的直線小尺寸管的單程除焦裝置，如圖2和10所示。
圖11的裝置表明，本發(fā)明同樣也適用于具有二程或多程的裂化裝置，而不會造成在流動方向的改變處的磨蝕(在這些點(diǎn)的固體顆粒的數(shù)量很少或?yàn)?)。
最后，本發(fā)明也可以，特別是通過使用硬化焦炭的予置層以及通過對顆粒注入的小心控制用于具有彎曲通道或“蛇管”的裂化裝置。
因此，本發(fā)明提供了對蒸汽裂化的重大改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種烴蒸汽裂化裝置的除焦方法，該方法包括通過磨蝕除去至少一部分沉積在該裝置內(nèi)壁，特別是蒸汽裂化爐(10)和間接急冷器(16，58)的內(nèi)壁上的焦炭，該磨蝕是通過用高速流動的定向流體來輸送固體顆粒而造成的；該方法的特征在于在進(jìn)行除焦的同時(shí)，裝置不間斷操作，該定向氣體至少部分是由混有蒸汽的烴進(jìn)料構(gòu)成，定向氣體含有平均直徑小于150μm的顆粒，且固氣比很低，這樣一來，定向氣體和固體顆粒的混合物就可以成為一種可進(jìn)行輕度磨蝕的氣體。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于使定向氣體和固體顆粒的混和物在蒸汽裂解爐10的出口處冷卻至低于600℃的中等溫度，該溫度的選擇應(yīng)避免任何液體的冷凝，然后使至少大部分固體顆粒在至少一個(gè)旋風(fēng)分離器28中從介質(zhì)氣體中分出，使在旋風(fēng)分離器(28)中從氣體中分出的至少一部分固體顆粒的壓力升高，使顆粒在蒸汽裂解裝置中循環(huán)。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于所述固體顆粒的平均粒徑約為5～100μm，固氣比為約為0.01～10%(重量)，顆粒通過裂解爐的速度約為70～480m/s。
4.權(quán)利要求3的方法，其特征在于固體顆粒的平均直徑約為5-86μm，固氣比約為0.1～8%(重量)，顆粒在爐子中的速度約為130-300m/s。
5.上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于送入所述裝置的固體顆粒被注入噴到裝置中的多個(gè)點(diǎn)上，特別是注入裂解爐(10)中的一個(gè)或多個(gè)區(qū)中，或者在入口處被注入間接急冷器(16，58)中，或者依次被注入烯釋蒸汽中以便在對流區(qū)除焦。
6.權(quán)利要求2～5中任一項(xiàng)的方法，其特征在于使在旋風(fēng)分離器(28)中從定向氣中分出的固體顆粒與水或基本上不含熱裂重質(zhì)芳香化合物烴液體(36)混合，根據(jù)需要，該液體可以是要進(jìn)行裂解的烴進(jìn)料的一個(gè)餾分，其特征還在于使固體顆粒和液體的混合物用泵循環(huán)進(jìn)入該裝置中。
7.權(quán)利要求6的方法，其特征在于為了使該液體與離開旋風(fēng)分離器28的固體顆粒相接觸，要使液體從供液管連續(xù)流出并流過處在靠近及低于顆粒到達(dá)區(qū)的壁從而形成濕潤壁。
8.上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于固體顆?；旧鲜乔蛐蔚?，例如通過氣體噴霧而形成的金屬或無機(jī)物球。
9.權(quán)利要求8的方法，其特征在于該顆粒是以二氧化硅或氧化鉛為基的多孔無機(jī)物球，例如廢舊的用于催化裂化的催化劑球。
10.上述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的方法，其特征在于所述顆粒是含有二種類型的顆粒的混合物，其中一種是在蒸汽裂化條件下較軟的催化焦炭的金屬顆粒，另一種顆粒較硬且更具磨蝕性。
11.上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于該方法包括使裂化裝置的內(nèi)壁上形成一層焦炭層，然后通過使用上述固體顆粒進(jìn)行的磨蝕，即通過將在管道中的壓降維持在比干凈管道的壓降高得多的水平上，來使該焦炭層的平均厚度維持在一個(gè)予定值附近。
12.一種蒸汽裂化裝置，該裝置包括一個(gè)帶有輸送烴進(jìn)料的管子(12)的蒸汽裂化爐(10)，一個(gè)用來急冷離開裂化爐的氣體氣物的間接急冷器(16，58)，以及一個(gè)通到間接急冷器的液體注射直接急冷器，其特征在于該裝置包括一個(gè)能在裝置不間斷操作的情況下將固體顆粒注入流過裝置的氣態(tài)烴進(jìn)料中的器具，所述顆粒的平均粒徑小于約150μm，裝置中的固氣比很低，這樣一來該氣體和顆粒的混合物就可成為具有輕度磨蝕性氣體，該裝置進(jìn)一步還包括分離器，例如旋風(fēng)分離器(28)(用來從氣體中分出固體顆粒)，該分離器裝在間接急冷器(16，58)的出口處和直接急冷器的上流。
13.權(quán)利要求12的裝置，其特征在于包括使從氣體中分出的固體顆粒在裝置中循環(huán)的器具以及用來補(bǔ)充固體顆粒的器具。
14.權(quán)利要求13的裝置，其特征在于包括用來存貯固體顆粒的罐(74)，該罐具有一個(gè)連結(jié)到上述分離器(28)的固體出口32的進(jìn)口，并且具有一個(gè)連結(jié)到用來將顆粒注射入裝置的導(dǎo)管(80)的出口;該裝置還包括用于罐(74)的隔離器具，如閥以及連結(jié)所述罐及加壓氣體源(82)的器具(84)，該加壓氣體源的壓力應(yīng)使罐(74)的內(nèi)壓增至不低于能將顆粒注入裂化裝置的壓力。
15.權(quán)利要求14的裝置，其特征在于該裝置包括與第一個(gè)罐(74)平行安裝的或安裝在分離器(38)的出口和第一罐(74)的進(jìn)口之間的第二罐，第二罐的隔離器(60，72)，如閥，在該第二罐的內(nèi)部有用來保留大顆粒的器具(64)，其特征還在于加壓氣體源(82)連結(jié)至一個(gè)將顆粒注射入裂化裝置的導(dǎo)管(80)上。
16.權(quán)利要求13的方法，其特征在于循環(huán)固體顆粒的設(shè)備包括將不含重質(zhì)芳香化合物的氣體流注入分離器(28)的底部并由此而在分離器的出口處形成氣固懸浮體的器具(108)以及一個(gè)連結(jié)至上述分離器(28)的出口的噴射壓縮器，該噴射壓縮器中被導(dǎo)入高壓輔助氣體對氣-固懸浮體進(jìn)行壓縮以便將其再注入裂化裝置。
17.權(quán)利要求12-16中任一項(xiàng)的裝置，其中包括向裂解爐(10)的管(12)進(jìn)料的進(jìn)料歧管(14)，其特征在于該裝置包括將固體顆粒在歧管(14)的上流或進(jìn)口處注入氣態(tài)烴進(jìn)料的設(shè)備;在歧管(14)內(nèi)形成足夠高速的湍流以消除任何歧管內(nèi)的固體顆粒沉積的設(shè)備;安裝在管子(12)的端部并延伸進(jìn)歧管(14)中的進(jìn)料端件(116)，每一個(gè)進(jìn)料端件具有一個(gè)通向歧管上端的進(jìn)口(118)及以一個(gè)在與歧管中的平均流動方向垂直的平面上的構(gòu)件。
18.權(quán)利要求17的裝置，其特征在于該裝置包括在歧管下流端的用來收集固體顆粒設(shè)備(124，126，137)。
19.權(quán)利要求18的裝置，其特征在于該裝置包括從歧管末端取出氣體和固體顆粒流的一部分的設(shè)備(124，126)、以及在歧管的上流或其進(jìn)口處的用來循環(huán)氣體和固體顆粒流的取出部分的設(shè)備。
20.權(quán)利要求11～19中任一項(xiàng)的設(shè)備，其特征在于裝置包括用來測量蒸汽裂解爐的管子中的壓降的儀器(142)，測量裂化進(jìn)料的流量的儀器(146)、根據(jù)測量的流量的變化校正壓力降的設(shè)備(144)，通過控制循環(huán)顆粒進(jìn)入裂解裝置的流量而調(diào)節(jié)校正壓降的設(shè)備(148)。
21.權(quán)利要求12～20中的任一項(xiàng)的裝置，它具有多個(gè)使烴和蒸汽通過裂化爐(10)的通道，其中至少一個(gè)通道由一系列小直徑的管(12)組成，這些小管由歧管(158)連到一個(gè)構(gòu)成最后通道的大直徑管(160)上，該裂化裝置的特征是它包括連結(jié)到小直徑管(12)的上流端的蒸汽注入導(dǎo)管(166)，該導(dǎo)管包括用來開關(guān)導(dǎo)管的例如閥的部件(168)，用來控制這些部件并且通過注入蒸汽來輪流使小直徑管(12)除焦的設(shè)備(172)以及用來將磨蝕性固體顆粒注入連結(jié)小直徑管和大直徑管(160)的歧管(158)中的設(shè)備(174)。
全文摘要
一種烴蒸汽裂化裝置的內(nèi)壁除焦的方法。該方法是將非常小的固體顆粒注入烴進(jìn)料，而烴進(jìn)料則流過蒸汽裂解爐(10)的管道(12)及間接急冷器(16)。在間接急冷器的出口有一個(gè)旋風(fēng)分離器，它將固體顆粒從氣體產(chǎn)物中分出，并使固體顆粒在與液體或氣體混合并加壓后循環(huán)裂化裝置。本發(fā)明也涉及了使該方法運(yùn)作的蒸汽裂化裝置。
文檔編號C10G9/16GK1046345SQ90102110
公開日1990年10月24日 申請日期1990年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月14日
發(fā)明者埃力克·朗萊 申請人:石油和石油化工工藝公司, 埃力克·朗萊