CN101531917A - 乙烯裂解炉辐射段出口注入裂解原料工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种乙烯裂解的改进工艺。本发明属于石油化工乙烯生产领域，本发明的特征是将部分预热后的原料直接注入乙烯裂解炉的辐射段出口，充分利用裂解炉辐射段出口裂解气的高温能量。改进后的工艺，一方面降低裂解气的温度，减少二次反应的发生；另一方面，注入的原料加热到足够的温度而发生裂解反应生成目的产物——乙烯、丙稀、丁二烯，从而增加了“三烯”产量，降低乙烯生产能耗。本发明提出二个方案，其中方案一简单易行；方案二要对裂解炉的管线重新排布，且适合裂解轻烃。

Description

乙烯裂解炉辐射段出口注入裂解原料工艺

技术领域：

乙烯化工

背景技术：

裂解原料(乙烷、丙烷、丁烷、石脑油、柴油、凝析油等)被预热后进入裂解炉的对流段进一步加热到横跨段温度，接着来到辐射段，在这里裂解原料在高温下发生断链、脱氢等裂解反应，生成裂解气。裂解气是一种包括乙烯、丙稀等目的产物在内的混合物。在乙烯生产中，一旦裂解气在辐射段产生以后，其整个生产任务就是分离，分离出合格的聚合级乙烯、丙稀及其它副产品。在实际的乙烯生产中，裂解炉是能耗大户，它要占整个乙烯装置能耗的50—60％。而裂解炉辐射段出口800℃以上的裂解气的余热仅仅用来产生超高压蒸汽实在太可惜了。如果能使裂解炉的能耗降低1％，那么，对于一个化工厂来说效益就相当可观了。上世纪八十年代以来，国际上各大裂解炉生产商都努力研制新炉型和新材料来降低实际生产中裂解炉的能耗。但收效甚微，以至于某些裂解炉生产商不再开发研制新炉型。

发明内容：

把裂解原料通过裂解炉的对流段预热到开始裂解的横跨段温度，然后注入到裂解炉辐射段出口的高温裂解气中。一方面高温的裂解气与注入的裂解原料迅速混合而降到合适的温度(不同的原料，温度不同)，从而阻止了大量的二次反应的发生。另一方面，这些被注入的经过预热的原料被高温裂解气迅速加热而裂解，生成目的产物——乙烯、丙稀、丁二烯。这样，高温裂解气的高品位能量在最高温度时被充分利用，大大降低了裂解炉的能耗。

虽然混合后的裂解气没有辐射出口时温度高，但是，注入的裂解原料温度也在600℃以上，混合后的温度至少可以控制在760℃以上，而且总的流量增加了，所以，超高压蒸汽的发生不会造成影响。另外，在相对较低的温度下裂解产生的丙稀相对较多，这样就可以缓解因聚乙烯装置的不正常而导致丙稀用户装置的降量甚至停产问题。

具体实施方式：

方案一：使用本项新工艺的最大特点就是它的技术方案非常简单。特别是本人优先选用的技术(见图一)，就更简单了。它就是直接从每组炉管的横跨段引出一股物料注入对应的辐射段出口集管中，只用增加一段炉管和一个文丘理管就实现，所使用的炉管及文丘理管与原裂解炉的材质一样，压力等级也是一样的。而且，横跨段到辐射段出口集管的距离也是很近的。管线外面所使用保温材料也与原裂解炉辐射段出口所使用保温材料一样。所有这些材料在国内都容易买到，价格也不贵。

方案二：在原裂解炉的基础上另外增加一根物料管线(见图二)，这条管线从液态原料加热器后面抽出，进入裂解炉的对流段，这股原料在对流段充分加热后，再分股注入不同的辐射段出口。而这根管线也配置相应的稀释蒸汽线和烧焦空气线。本方案不但适合裂解液态原料的裂解炉，更适合裂解轻烃的裂解炉。在正常的生产中，可以减少这股原料的稀释蒸汽量来增加裂解原料的注入量。但本方案要改变裂解炉对流段的管线排布，给设计、计算、施工增加了难度，而且新增部分所用的管件也增加很多。

针对以上两种技术方案的特点，为了足够多地注入裂解原料而且使这些原料充分地裂解，我们可以采用增大辐射段出口到废热锅炉的管径、增长注入点到废热锅炉的距离来保证其足够的停留时间。另外，也可以在废热锅炉前增加一台换热器，利用高温裂解气的余热把经过预热的裂解原料进一步加热，再注入到裂解炉辐射段出口的高温裂解气中，最大限度地利用高温裂解气的热量，降低裂解炉的能耗。

附图说明：

图1是方案一的示意图

方案一：裂解原料经过⑧进料预热器后，这些①原料进料进入③裂解炉对流段被进一步加热并注入②稀释蒸汽，然后被加热到横跨温度。再通过⑤新增跨线引部分进料直接注入④裂解炉辐射段出口的高温裂解气中。混合物料经过⑥废热锅炉冷却后，这些⑦裂解产出物被送入下游设备。。

本方案的特点是工艺简单，操作容易、方便。

但本方案比较适合裂解液态原料的裂解炉，对于裂解轻烃的裂解炉就不太适合；因为轻烃裂解所需的温度太高而达不到所期望的转化率，从而增大循环乙烷、丙烷的循环量，导致能耗增大。

图2是方案二的示意图。

方案二：在⑧原料进料预热器后面增加⑨一根物料管线将裂解原料抽出与①原料进料和②稀释蒸汽一起进入③裂解炉的对流段，这股原料在对流段充分加热后，再分股注入不同的④辐射段出口，再经过⑥废热锅炉冷却后，这些⑦裂解产出物被送入下游设备。而这根管线也配置相应的稀释蒸汽线和烧焦空气线。本方案不但适合裂解液态原料的裂解炉，更适合裂解轻烃的裂解炉。在正常的生产中，可以减少这股原料的稀释蒸汽量来增加裂解原料的注入量。

但本方案要改变裂解炉对流段的管线排布，给设计、计算、施工增加了难度。而且操作也比较复杂。

操作建议：建议本工艺所涉及新增管线与裂解炉其它组炉管同时使用，从升温开始就要投入使用，一直到投料、正常操作甚至烧焦，以免新增部分积液对炉管造成损坏。

Claims (4)

1.本专利为将预热后的裂解原料注入裂解炉辐射段出口裂解气中的生产工艺，其特征是部分预热的裂解原料跨过裂解炉辐射段而注入到裂解炉辐射段的出口的裂解气中的工艺，权利要求是将部分预热后的原料不经过辐射段而注入裂解炉辐射段出口的裂解气中，而原工艺是将全部裂解原料经过辐射段进行裂解，具体做法是：

A.从液态原料加热器后面抽出一根新的管线，进入裂解炉的对流段，这股原料在对流段充分加热后，再分股注入不同的辐射段出口，而这根管线也配置相应的稀释蒸汽线和烧焦空气线；

B.直接从每组炉管的横跨段引出一股物料注入对应的辐射段出口集管中，只用增加一段炉管和一个文丘理管就实现，所使用的炉管及文丘理管与原裂解炉的材质一样，压力等级也是一样的。

2.被注入的经过预热的原料被高温裂解气迅速加热而裂解，生成目的产物——乙烯、丙稀、丁二烯。

3.高温的裂解气与注入的裂解原料迅速混合而降到合适的温度(不同的原料，温度不同)，从而阻止了大量的二次反应的发生。

4.新增管线的材质、压力等级与原炉管一样，尺寸因所设计的炉子负荷而定。

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