CN105073955A - 用于加热烃料流以加工的方法和设备 - Google Patents

Abstract

提供用于加工烃料流的方法和设备。在一个实施方案中，加工烃料流的方法包括将进料流在对流管束中加热。在该方法中，使进料流在第一反应区中加热以形成第一流出物。将第一流出物在第一辐射池中加热，所述第一辐射池使燃料气体燃烧以将第一流出物加热并形成第一废气。该方法包括使第一废气与对流管束接触以将进料流加热。

Description

用于加热烃料流以加工的方法和设备

优先权声明

本申请要求2013年3月29日提交的美国申请No.13/853,802的优先权，通过引用将其内容全部并入本文中。

技术领域

技术领域一般性地涉及用于加工烃的方法和设备，更特别地，涉及用于在对流管束中加热烃以加工的方法和设备。

背景

烃转化方法通常使用烃通过其中的一系列反应区。各个反应区可具有自己独特的工艺要求，包括所需温度。因此，各个反应区要求在该反应区上游足够的加热量以实现在其中进行所需烃转化的所需温度。

一种熟知的烃转化方法为催化重整。催化重整为在石油精炼工业中用于改进烃进料的辛烷质量的已经确立的烃转化方法。催化重整的主要产物为汽油混合组分或者石油化学品的芳烃来源。重整可定义为通过环己烷脱氢以及烷基环戊烷和高碳含量C₆-C₇环烷烃脱氢异构化以得到芳烃、链烷烃脱氢以得到烯烃、链烷烃和烯烃脱氢环化以得到芳烃、正链烷烃异构化、烷基环烷烃异构化以得到环己烷、取代芳烃异构化和链烷烃加氢裂化产生的总效应。重整进料流可以为来自加氢裂化器、直馏、FCC或焦化器的产物流，并且可包含许多其它组分，例如冷凝物或热裂化石脑油。

加热器或炉通常在烃转化方法如重整中用于在反应以前将工艺流体加热。一般而言，火焰加热器或炉包括辐射火焰加热区以加热流体，其中对流段用于另一服务，例如产生蒸汽。各个段包括管以容纳流过加热器的工艺流体。

鉴于提高的燃料成本，常规设计遭遇缺点。具体而言，通过对流段产生蒸汽不是最佳的，因为蒸汽在烃加工装置的其它区域中提供。而是，来自在辐射火焰加热区中燃烧的燃料的热在烃加工中的热焓提高时可能更好地集中。

因此，理想的是提供使用对流段加热烃料流的用于加工烃的方法和设备。另外，理想的是控制通向对流段和辐射火焰加热区的烃料流的流量。另外，理想的是提供经济地操作的这类方法和设备。此外，其它理想的特征和特性会由随后的详细说明和所附权利要求书连同附图和先前的即使领域和背景中获悉。

概述

提供用于加工烃料流的方法和设备。在一个实施方案中，加工烃料流的方法包括将进料流在对流管束中加热。在该方法中，使进料流在第一反应区中反应以形成第一流出物。将第一流出物在第一辐射池中加热，所述第一辐射池使燃料气体燃烧以将第一流出物加热并形成第一废气。该方法包括使第一废气与对流管束接触以将进料流加热。

在另一实施方案中，加工烃的方法包括根据一定比将烃料流分成第一部分和第二部分。将第一部分烃料流在对流管束中加热。该方法使第一部分烃料流在反应区中反应以形成流出物。将第二部分烃料流加入流出物中。该方法包括将流出物在辐射池中加热，这形成废气。使废气与对流管束接触以将第一部分烃料流加热。另外，方法包括监测第一部分烃料流的温度和在第一部分烃料流的温度超过最大值时调整该比以改变流入对流管束中的第一部分的量。

在另一实施方案中，提供用于加工烃料流的设备。该设备包括配置用于将烃料流加热的换热器。对流管束配置用于接收第一部分烃料流。另外，反应器配置用于接收来自对流管束的第一部分并使第一部分在反应区中反应以形成流出物。设备包括配置用于接收和加热流出物和第二部分烃料流的辐射池。辐射池形成废气并配置用于使废气进入对流管束中以将第一部分烃料流加热。另外，设备包括配置用于监测离开对流管束的第一部分的温度的温度传感器。流量控制器配置用于响应于离开对流管束的第一部分的温度改变流入对流管束中的第一部分的量。

附图简述

下文连同以下附图描述用于加工烃的方法和设备的实施方案，其中：

图1为根据一个实施方案用于加热烃以加工的方法和设备的一个实施方案的示意图；

图2为阐述从图1的实施方案的辐射区至对流区的废气流的示意图；和

图3为阐述图1的实施方案的对流区的细节的示意图。

详述

以下详细描述在性质上仅为示例，且不意欲限制用于加工烃的方法或设备。此外，不意欲受先前背景或以下详细描述中呈现的任何理论束缚。

本文提供用于加工烃料流，更特别地，在反应区上游用于在对流段中加热烃料流的方法和设备。该方法和设备降低辐射火焰加热区的燃料成本，因为由燃料燃烧产生的提高量的能量通过对流段转移至烃料流中。如本文所用，短语“烃料流”包括包含各种烃分子，例如直链、支化或环状烷烃、烯烃、二烯烃和炔烃以及任选其它物质，包括气体如氢气的任何料流。烃料流可经受反应，例如重整反应，但仍可称为烃料流，条件是至少一些烃在反应以后存在于该料流中。因此，烃料流可包括经受一种或多种反应的料流，例如烃料流流出物，或者未经受任何反应，例如石脑油进料。如本文所用，烃料流还可包括粗烃(rawhydrocarbon)进料流、组合进料流或流出物。

如本文所述用于加热烃以加工的方法和设备特别适用于使用至少2个反应区的方法，其中至少一部分烃料流串联地流过反应区。具有多个反应区的方法可包括多种烃转化方法，例如重整、氢化、加氢处理、脱氢、异构化、脱氢异构化、脱氢环化、裂化和加氢裂化方法。催化重整通常使用多个反应区，并且在下文中在图中所述实施方案中提及。然而，所主张的方法和设备不限于催化重整方法。

附图阐述用于烃加工如适用于催化重整方法的方法和设备的一个实施方案。附图仅用于阐述而呈现且不意欲限制如下文所述权利要求书的范围。附图仅显示理解本文各个实施方案所需的设备和管线，且不显示对理解本文所主张的方法和设备而言不必要并且是烃加工领域中技术人员熟知的设备如泵、压缩机、换热器和阀。

参考图1，示意性描述了用于加工烃进料流12的设备10。示例设备10为包括热交换段14、辐射火焰加热段16、对流加热段18、反应段20和产物回收段22的重整装置。

如所示，烃进料流12流入段16、18和20上游的热交换段14中。用于催化重整的示例烃进料流12为称为石脑油的石油馏分，其具有82℃(180°F)的初沸点和203℃(400°F)的终沸点。催化重整方法特别适用于处理包含较大浓度的环烷烃和基本直链链烷烃的直馏石脑油，其通过脱氢和/或环化反应经受芳构化。示例的原料为基本由可在汽油范围内沸腾的环烷烃和链烷烃组成的石脑油，但在许多情况下，也可存在芳烃。这类石脑油包括直馏汽油、天然汽油、合成汽油等。其它实施方案可装入热或催化裂化汽油或者部分重整石脑油。也可有利地使用直馏和裂化汽油范围石脑油的混合物。汽油范围石脑油原料可以为具有40-82℃(104-180°F)的初沸点和160-220℃(320-428°F)的终沸点的全沸腾汽油，或者可以为其所选择的馏分，其通常可以为称为重石脑油的高沸点馏分，例如沸点为100-200℃(212-392°F)的石脑油。在一些情况下，还有利地装入从萃取装置中回收的醇烃或烃混合物，例如来自芳烃萃取的萃取液或直链链烷烃，其可转化成芳烃。在一些其它情况下，进料流12还可包含具有1-5个碳原子的轻质烃，但由于这些轻质烃不容易形成芳烃，通常使与进料流12一起进入的这些轻质烃最小化。

如关于催化重整方法典型的，在输送至热交换段14中的组合进料换热器30中以前将进料流12与包含氢气的再循环料流24混合以形成通常称为组合进料流26的料流。一般而言，再循环料流24供入1-20摩尔氢气每摩尔烃进料流12的量的氢气。例如，可供入氢气以提供小于3.5摩尔氢气每摩尔烃进料流12的量。如果提供氢气，则它可在组合进料换热器30的上游、组合进料换热器30的下游或者组合进料换热器30的上游和下游提供。或者，可不提供氢气。即使不将氢气供入烃进料流12中，在反应段20中进行的环烷烃重整反应可得到氢气作为副产物。该副产物或者原位产生的氢气可在反应段20内的反应区下游作为氢气得到。反应段20中的原位氢气可以为总计0.5-2摩尔氢气每摩尔烃进料流12。

在组合进料换热器30中，组合进料流26可通过与反应段20的产物流出物36交换热而加热。然而，在组合进料换热器30中进行的组合进料流26的加热通常不足以将组合进料流26加热至反应段20的所需入口温度。在典型的催化重整方法中，如果氢气不与烃进料流12一起提供，则组合进料流26或烃进料流12在通常38-177℃(100-350°F)，更通常93-121℃(200-250°F)的温度下进入组合进料换热器30中。一般而言，组合进料换热器30通过将来自反应段20中最后重整反应区的产物流出物36转移至组合进料流26中而将组合进料流26加热。示例的组合进料换热器30为间接而不是直接换热器以防止产物流出物36中的有价值重整产物与组合进料流26混合，由此再循环至反应段20中，其中重整物质量可能劣化。

在另一示例实施方案中，组合进料换热器30内组合进料流26和产物流出物36的流动方式是逆流的，尽管它可以为完全并流、反向、混合或错流。在逆流流动方式中，组合进料流26在其最冷的温度下时接触组合进料换热器30的热交换表面的一端(即冷端)，同时产物流出物36也在其最冷温度下接触热交换表面的冷端。因此，产物流出物36在其在换热器内的最冷温度下与换热器内也在其最冷温度下的组合进料流交换热。在组合进料换热器表面的另一端(即热端)，换热器内都在其最热温度下的产物流出物36和组合进料流接触热交换表面的热端，由此交换热。在热交换表面的冷与热端之间，产物流出物36和组合进料流以通常相对方向流动，使得一般而言，在沿着热传递表面的任何点处，产物流出物36温度越热，与产物流出物36交换热的组合进料流的温度越热。示例的组合进料换热器30以通常小于56℃(100°F)，例如小于33℃(60°F)，例如小于28℃(50°F)的热端路线操作。

尽管组合进料换热器30可使用壳管式换热器，作为选择，它可使用板式换热器。板式交换器是熟知的并且以几种不同且独特的形式市售，例如螺旋、板框式、焊板翅片(brazed-platefin)和板翅管式(platefin-and-tube)。

在一个实施方案中，组合进料流26在399-516℃(750-960°F)的温度下作为热进料流40离开组合进料换热器30。由于首先在反应区60中进行的重整反应在升高的温度下进行并且通常为吸热的，进料流40通常要求在离开组合进料换热器30以后和在进入反应段20中以前另外加热。

在现有技术设备中，该另外加热在辐射池如进料加热器如燃气、燃油或者混合燃气和燃油加热器中提供，其通过辐射或者辐射和对流热传递而将进料流40加热。此处预期，根据需要，一部分进料流40可选择性地绕过任何辐射加热区，而是在对流加热段18中加热而不通过辐射加热器。因此，第一部分44进料流40选择性输送至对流加热段18中。具体而言，使用阀46控制进料流40分成第一部分44和第二部分48。例如，阀46可关闭以将全部进料流40作为第一部分44送入对流加热段18中。当阀46打开时，选择量的进料流40作为第二部分流入辐射加热段16中，同时一定量作为第一部分44继续流入对流加热段18中。

在对流加热段18中，第一部分44流过对流加热管束50，如关于下图2进一步描述的。通常将第一部分44加热至482-560℃(900-1,040°F)，例如493-549℃(920-1,020°F)的温度。如所示，对流加热料流54离开对流加热段18并流入反应段20中。温度指示器/控制器58与反应段20上游的对流加热料流54连通。另外，温度指示器/控制器58与阀46电子连通。温度指示器/控制器58监测对流加热料流54的温度。当温度超过预定最大温度，例如549℃(1020°F)时，温度指示器/控制器58指示阀46关闭以提高作为第一部分44输送至对流加热段18中的进料流40的百分数，由此提高通过对流加热管束50的第一部分44的流速并降低离开对流加热管束50的对流加热料流54的温度。当温度指示器/控制器58感知离开对流加热管束50的对流加热料流54的温度降至预定最小温度，例如546℃(1015°F)以下时，温度指示器/控制器58指示阀46打开以降低作为第一部分44输送至对流加热段18中的进料流40的百分数，由此降低通过对流加热管束50的第一部分44的流速并提高离开对流加热管束50的对流加热料流54的温度。

如所示，对流加热料流54进入示例反应段20，所述反应段20包括烃串联流过的4个反应区60。具有多个反应区60的反应段通常采取两种形式中的一种：如图1所示堆叠形式或者并排形式。在并排形式中，各自可包含反应区的多个且分开的反应容器可在彼此旁边放置。在堆叠形式中，一个共同反应容器62包含在彼此上面放置的多个且分开的反应区60。在每一种配置中，取决于反应是吸热还是放热的，反应区60之间存在中间加热或冷却。

示例的催化重整方法使用具有第一反应区71、第二反应区72、第三反应区73和第四反应区74的反应段20。可存在任何数目的反应区60，但反应区60的数目通常为3、4或5。烃在各个反应区60中在催化剂颗粒76的存在下经历转化反应。示例的重整方法在串联流动配置的反应区62中使用催化剂颗粒76，且废催化剂颗粒78可如所示离开反应段20。

综合而言，第一反应区71接收作为第一反应器进料的对流加热料流54并产生第一流出物81。在第一反应区71中进行的吸热重整反应通常导致第一反应区71的出口温度降至不仅小于对流加热料流54的温度，而且小于第二反应区72的所需入口温度。因此，将第一流出物81在辐射火焰加热段16中加热至如下文所述第二反应区72的所需入口温度并作为第二反应器进料82返回反应段20中。第二反应区72使第二反应器进料82反应以形成第二流出物83。另外，由于吸热反应，第二流出物83要求加热以达到第三反应区73的所需入口温度。第二流出物83流入并通过如下文所述辐射火焰加热段16加热并作为第三反应器进料84返回反应段20中。第三反应区73使第三反应器进料84反应以形成第三反应器流出物85。如上文，吸热反应可导致第三反应器流出物85的温度降至第四反应区74的所需入口温度以下。第三反应器流出物85流入并如下文所述由辐射火焰加热段16加热并作为第四反应器进料86返回反应段20中。第四反应区74使第四反应器进料86反应以形成产物流出物36。

示例反应区60可在重整条件下操作，所述重整条件包括通常从大气压力0-6,895kpag(0-1,000psig)的压力范围，其中特别好的结果在276-1,379kpag(40-200psig)的较低压力范围下得到。所有反应区中的总液时空速(LHSV)基于总催化剂体积通常为0.1hr^-1至10hr^-1，例如1hr^-1至5hr^-1，例如1.5hr^-1至2.0hr^-1。

一般而言，吸热的环烷烃重整反应在第一反应区71中进行，因此第一反应区71的出口温度可小于第一反应区71的入口温度且通常为316-454℃(600-850°F)。第一反应区71可包含所有反应区60中总催化剂体积的通常5-50％，更通常10-30％。因此，第一反应区71中的液时空速(LHSV)基于第一反应区71中的催化剂体积可以为通常0.2-200hr^-1，例如2hr^-1至100hr^-1，例如5hr^-1至20hr^-1。一般而言，将催化剂颗粒从第一反应区71中取出并进入第二反应区72中。颗粒通常具有基于催化剂的重量小于2重量％的焦炭含量。

示例的催化转化方法包括可移动通过反应区60的催化剂颗粒76。催化剂颗粒76可通过多种运动装置，包括传送带或者输送流体移动通过反应区60，但最通常地，催化剂颗粒76可通过重力移动通过反应区60。催化剂颗粒76可由上部反应区的底部中取出并引入下部反应区的顶部。从最后反应区中取出的废催化剂颗粒78随后可由方法中回收，在方法的再生区(未显示)中再生或者转移至另一反应区60中。同样，加入反应区中的催化剂颗粒76可以为新加入方法中的催化剂、已经在方法内的再生区中再生的催化剂或者从另一反应区60中转移的催化剂。

示例的重整反应通常在催化剂颗粒76的存在下进行，所述催化剂颗粒包含一种或多种VIII族(IUPAC8-10)贵金属(例如铂、铱、铑和钯)和与多孔载体如耐熔无机氧化物结合的卤素。尽管催化剂可包含0.05-2.0重量％VIII族金属，可使用较便宜的催化剂，例如包含0.05-0.5重量％VIII族金属的催化剂。示例的贵金属为铂。另外，催化剂可包含铟和/或镧系金属如铈。催化剂颗粒76还可包含0.05-0.5重量％的一种或多种IVA族(IUPAC14)金属(例如锡、锗和铅)。示例的卤素为氯，且示例的载体为氧化铝。示例的氧化铝材料为γ、η和θ氧化铝，其中γ和η氧化铝通常用于所选择的实施方案中。

重整方法可使用固定催化剂床或者移动床反应容器和移动床再生容器。在后者中，通常将再生的催化剂颗粒76供入通常包含几个反应区60的反应容器62中，且催化剂颗粒76通过重力流过反应容器62。在具有移动催化剂床的重整反应过程期间，催化剂颗粒由于各种机制，例如焦炭在颗粒上的沉积而变得减活；即在使用一定时间以后，催化剂颗粒促进重整反应的能力降至催化剂不再有用的点。在再用于重整方法中以前可将催化剂修复或者再生。

具体而言，可将催化剂从反应容器62的底部取出并输送至再生容器中。在再生容器中，多步骤再生方法通常用于使催化剂再生以恢复其促进重整反应的全部能力。催化剂可通过重力流过各个再生步骤，然后从再生容器中取出并输送至反应容器62中。一般而言，提供用于加入新鲜催化剂作为补充并将废催化剂颗粒78从方法中取出的装置。催化剂移动通过反应和再生容器通常称为连续的，尽管在实践中它是半连续的。在半连续移动中，较小量的催化剂以紧密相间的间隔重复转移。例如，可以每20分钟将一批从反应容器62的底部取出并且取出可花费5分钟，即催化剂可以流动5分钟。如果容器中的催化剂总量与该批量相比是较大的，则可认为容器中的催化剂床是连续移动的。移动床系统可具有保持产量，同时移动或置换催化剂的优点。通常，催化剂移动通过催化剂床的速率可以为与45.5kg(100磅)每小时一样小至2,722kg(6,000磅)每小时或者更多。

如图1所示，在第一反应区71下游，烃在反应区60与辐射火焰加热段16中的辐射池90之间流动。例如，第一流出物81离开反应段20并且如果通过阀46的第二部分48的量大于0的话与第二部分48热进料流40混合。第一流出物81(和第二部分48)然后流入第一辐射池91中，在那里将它加热并形成第二反应器进料82。第二流出物83离开反应段20并流入第二辐射池92中，在那里将它加热并形成第三反应器进料84。同样，第三流出物85离开反应段20并流入第三辐射池93中，在那里将它加热并形成第四反应器进料86。

在反应区与辐射池之间的流出物流通常可以以在反应区入口上的平的温度分布发生，即热流出物在所有反应区入口处是相同的温度。或者，流出物流可以以阶梯温度分布管理。在每种情况下，各个辐射池90(当它位于两个反应区60之间时，通常称为中间加热器)通过由阀95选择性地输送至辐射池90中的燃料气体94燃烧而加热以将各流出物加热至相同的温度。

如同在第一反应区71中，吸热反应可导致第二反应区72上的另一温度下降。然而，一般而言，第二反应区72上的温度下降小于第一反应区71上的温度下降，因为在第二反应区72中进行的反应通常比第一反应区71中进行的反应更少吸热。尽管在第二反应区72上稍微更低的温度下降，第二流出物83仍在比第三反应区73的所需入口温度更低的温度下。因此，将第二流出物在第二辐射池92中加热以形成第三反应器进料84。

第二反应区72通常包含所有反应区60中总催化剂体积的10-60％，更通常15-40％。因此，第二反应区72中的液时空速(LHSV)基于第二反应区中的催化剂体积通常为0.13hr^-1至134hr^-1，例如1.3hr^-1至67hr^-1，例如3.3hr^-1至13.4hr^-1。

在第三反应区73中，吸热反应可导致另外的温度下降，但它通常小于第一反应区71上的温度下降，因为第三反应区73中的反应通常是较少吸热的。第三反应区73包含所有反应区60中总催化剂体积的25-75％，更通常30-50％。为提高第三流出物85的温度，将它在第三辐射池93中加热。

在另一示例实施方案中，各流出物81、83和85通过U型管进入和离开各辐射池91、92和93的顶部。或者，各流出物81、83、85可通过倒U型管进入和离开各辐射池的下部，或者进入温度是辐射池中最低的顶部并在温度是辐射池中最热的底部离开，或者相反，进入底部并在顶部离开。当然，尽管阐述了U型管，存在可用于流出物的辐射加热的许多辐射池盘卷结构或设计。

在第三中间加热器93中加热以后，将第四反应器进料86输送至第四反应区74中。第四反应区74包含所有反应区60中总催化剂体积的通常30-80％，更通常40-50％。第三、第四和随后反应区的入口温度通常为482-560℃(900-1,040°F)，例如493-549℃(920-1,020°F)。

由于在第二和随后(即第三和第四)反应区60中进行的重整反应通常比在第一反应区71中进行的那些更少吸热，在稍后反应区60中进行的温降通常小于在第一反应区71中进行的。因此，最后反应区74的出口温度可以为在最后反应区74的入口温度以下11℃(20°F)或更小，实际上可以方便地高于最后反应区74的入口温度。此外，任何入口温度分布可随上述反应区60使用。入口温度分布可以为平或斜的，例如上升、下降、山型或谷型。理想地，反应区60的入口温度分布为平的。

如所示，产物流出物36在组合进料换热器30中通过将热传递给组合进料流26而冷却。在离开组合进料换热器30以后，冷产物流出物96进入产物回收段22中。合适的产物回收段22是熟知的。示例的产物回收段22可包括气体-液体分离器以将氢气和C₁-C₃烃气体与产物流出物36分离，以及分馏塔以将至少一部分C₄-C₅轻质烃与其余重整物分离。另外，重整物可通过蒸馏分离成轻重整物馏分和重重整物馏分。由于产物回收方法，形成产物流98或者形成包含所需物种的多个产物流98。

现在参考图2，解释辐射火焰加热段16与对流加热段18之间的热传递。如所示，各个辐射池90包括具有入口104和出口106的辐射管102，并且可以为稍微U型且向上取向的。尽管关于各个辐射池90仅阐述了一个辐射管，应当理解通常各个辐射池90可包括入口歧管、一系列管和出口歧管。一系列辐射管102可以以并联构型配置并且可以前后堆叠。辐射池90可通过隔火墙112分隔并且分别包含至少一个燃烧器122。

当流出物流通过各个相应辐射池90时，燃料气体94在燃烧器122中燃烧并形成箭头130所示的烟道气。由辐射池90上升的烟道气130可通过一个或多个入口132进入对流加热段18中的对流加热管束50中并通过烟囱134离开。对流加热管束50通常包括并联构型的几个对流管138。各个对流管138具有入口142和出口144并且可以为稍微U型且斜地取向的。对于多个对流管138，管138可以按排前后堆叠。尽管对流管138在彼此旁边取向，应当理解其它取向是可能的，例如U型管平地取向和按排竖直堆叠几个管138。

进入对流加热段18的一部分44进料流进入对流管138的入口142中并方便地通过来自通过对流管138的烟道气130热传递而对流加热。尽管入口142显示为在出口144以上使得部分44进入温度是对流加热段18中最低的顶部并通过斜地取向的U型管138在温度是对流加热段18中最热的底部离开，可以预期其它构型。例如，部分44可进入和离开对流段138的顶部或底部，或者在底部进入并在顶部离开。

图3阐述示例的对流加热管束50，其中对流管138包括激波管(shocktube)152和翅片管154。具体而言，对流加热管束50包括在三排158翅片管154以下的三排156激波管152。该配置可提供由上升烟道气130至流过管138的一部分44进料流40的更有效的热传递。具体而言，位于对流加热管束50上部较冷部分中的翅片管154设计为适于更有效的热传递，同时位于对流加热管束50下部较热部分中的激波管152能更好地确保较热的温度。

如本文所述，提供了加热烃料流以进行加工的设备和方法。在示例实施方案中，关于催化重整方法描述了设备和方法，但用于加工烃的任何合适设备和方法可使用本文公开的加热方法。尽管上述实施方案可设计用于新的烃加工设备，应当理解所公开的特征可在现有设备的改装期间执行。

尽管在先前详细说明中提出了至少一个示例实施方案，但应当理解存在大量变化方案。还应当理解一个或多个示例实施方案仅为实例，且不意欲以任何方式限制所主张的主题的范围、应用或构型。而是，先前详细说明提供给本领域技术人员执行一个或多个示例实施方案的方便路线图。应当理解可不偏离所附权利要求书所述范围而做出对示例实施方案中所述元素的功能和配置的各种改变。

具体实施方案

尽管连同具体实施方案描述了下文，应当理解该描述意欲阐述且不限制前述说明和所附权利要求书的范围。

本发明第一实施方案为加工烃料流的方法，所述方法包括以下步骤：将进料流在对流管束中加热；使进料流在第一反应区中反应以形成第一流出物；将第一流出物在第一辐射池中加热，其中第一辐射池使燃料气体燃烧以将第一流出物加热并形成第一废气；和使第一废气与对流管束接触以将进料流加热。本发明一个实施方案为直至本段中第一实施方案的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其进一步包括将进料流分成第一部分和第二部分，其中将进料流在对流管束中加热包括将第一部分进料流在对流管束中加热，其中使进料流在第一反应区中反应以形成第一流出物包括使第一部分进料流在第一反应区中反应以形成第一流出物，且其中方法进一步包括在将第一流出物在第一辐射池中加热以前将第二部分进料流与第一流出物混合。本发明一个实施方案为直至本段中第一实施方案的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中将进料流分成第一部分和第二部分包括监测离开对流管束的进料流的温度；和响应于离开对流管束的进料流的温度，选择性地提高流入对流管束中的第一部分进料流的量。本发明一个实施方案为直至本段中第一实施方案的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中第一反应区具有所需入口温度且其中将进料流分成第一部分和第二部分包括监测离开对流管束的进料流的温度以确定温度是否超过所需入口温度；并且如果温度超过所需入口温度，则选择性地提高流入对流管束中的第一部分进料流的量。本发明一个实施方案为直至本段中第一实施方案的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中对流管束包含激波管排(shocktuberow)和/或翅片管排(finnedtuberow)，且其中将进料流在对流管束中加热包括将进料流在激波管排中和/或在翅片管排中加热。本发明一个实施方案为直至本段中第一实施方案的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其进一步包括在将进料流在对流管束中加热以前将包含氢气的循环气流加入进料流中。本发明一个实施方案为直至本段中第一实施方案的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其进一步包括使第一流出物在第二反应区中反应以形成第二流出物；将第二流出物在第二辐射池中加热，其中第二辐射池使燃料气体燃烧以将第二流出物加热并形成第二废气；使第二废气与对流管束接触以将进料流加热；使第二流出物在第三反应区中反应以形成第三流出物；将第三流出物在第三辐射池中加热，其中第三辐射池使燃料气体燃烧以将第三流出物加热并形成第三废气；使第三废气与对流管束接触以将进料流加热；和使第三流出物在第四反应区中反应以形成产物流出物。本发明一个实施方案为直至本段中第一实施方案的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其进一步包括将进料流分成第一部分和第二部分，其中将进料流在对流管束中加热包括将第一部分进料流在对流管束中加热，其中使进料流在第一反应区中反应以形成第一流出物包括使第一部分进料流在第一反应区中反应以形成第一流出物，且其中方法进一步包括在将第一流出物在第一辐射池中加热以前将第二部分进料流与第一流出物混合。本发明一个实施方案为直至本段中第一实施方案的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其进一步包括使产物流出物通过换热器；和在将进料流在对流管束中加热以前将进料流在换热器中加热。本发明一个实施方案为直至本段中第一实施方案的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其进一步包括将产物流出物冷凝以形成产物流。本发明一个实施方案为直至本段中第一实施方案的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其进一步包括将进料流分成第一部分和第二部分，其中将进料流在对流管束中加热包括将第一部分进料流在对流管束中加热，其中使进料流在第一反应区中反应以形成第一流出物包括使第一部分进料流在第一反应区中反应以形成第一流出物，且其中方法进一步包括在将第一流出物在第一辐射池中加热以前将第二部分进料流与第一流出物混合。本发明一个实施方案为直至本段中第一实施方案的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中将进料流分成第一部分和第二部分包括监测离开对流管束的进料流的温度；和响应于离开对流管束的进料流的温度，选择性地提高流入对流管束中的第一部分进料流的量。本发明一个实施方案为直至本段中第一实施方案的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中第一反应区具有所需入口温度并且其中将进料流分成第一部分和第二部分包括监测离开对流管束的进料流的温度以确定温度是否超过所需入口温度；如果温度超过所需入口温度，则选择性地提高流入对流管束中的第一部分进料流的量。

本发明的第二实施方案为加工烃料流的方法，所述方法包括以下步骤：根据一定比将烃料流分成第一部分和第二部分；将第一部分烃料流在对流管束中加热；使第一部分烃料流在反应区中反应以形成流出物；将第二部分烃料流加入流出物中；将流出物在辐射池中加热，其中辐射池形成废气；使废气与对流管束接触以将第一部分烃料流加热；监测第一部分烃料流的温度；和当第一部分烃料流的温度超过最大值时调整该比以改变流入对流管束中的第一部分的量。本发明一个实施方案为直至本段中第二实施方案的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其进一步包括使流出物在第二反应区中反应以形成第二流出物；将第二流出物在第二辐射池中加热，其中第二辐射池形成第二废气；使第二废气与对流管束接触以将第一部分烃料流加热；使第二流出物在第三反应区中反应以形成第三流出物；将第三流出物在第三辐射池中加热，其中第三辐射池形成第三废气；使第三废气与对流管束接触以将第一部分烃料流加热；和使第三流出物在第四反应区中反应以形成产物流出物。本发明一个实施方案为直至本段中第二实施方案的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其进一步包括使产物流出物通过换热器；和在根据一定比将烃料流分成第一部分和第二部分以前将烃料流在换热器中加热。本发明一个实施方案为直至本段中第二实施方案的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其进一步包括将产物流出物冷凝以形成产物流。本发明一个实施方案为直至本段中第二实施方案的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其进一步包括在将第二部分烃料流加入流出物中以前使第二部分烃进料通过阀，且其中调整比以改变流入对流管束中的第一部分的量包括关闭阀。本发明一个实施方案为直至本段中第二实施方案的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中监测第一部分烃料流的温度包括监测离开对流管束的第一部分烃料流的温度。

本发明第三实施方案为用于加工烃料流的设备，所述设备包括配置用于加热烃料流的换热器；配置用于接收第一部分烃料流的对流管束；配置用于接收来自对流管束的第一部分并使第一部分在反应区中反应以形成流出物的反应区；配置用于接收和加热流出物和第二部分烃料流的辐射池，其中辐射池形成废气，且其中辐射池配置用于使废气通过对流管束以加热第一部分烃料流；配置用于监测离开对流管束的第一部分的温度的温度传感器；和配置用于响应于离开对流管束的第一部分的温度改变流入对流管束中的第一部分的量的流量控制器。

无需进一步描述，相信本领域技术人员可使用先前的描述，最完整程度地使用本发明并且容易确定本发明的基本特征而不偏离其精神和范围，以作出本发明的各种变化和改进并使它适于各种用途和条件。因此，前述优选的具体实施方案应理解为仅是说明性的，且不以任何方式限制公开内容的其余部分，并且意欲涵盖包括在所附权利要求书范围内的各种改进和等价配置。

在前文中，除非另有指出，所有温度以℃描述，所有份和百分数以重量计。

Claims (10)

1.加工烃料流的方法，所述方法包括以下步骤：

将进料流在对流管束中加热；

使进料流在第一反应区中反应以形成第一流出物；

将第一流出物在第一辐射池中加热，其中第一辐射池使燃料气体燃烧以将第一流出物加热并形成第一废气；和

使第一废气与对流管束接触以将进料流加热。

2.根据权利要求1的方法，其进一步包括将进料流分成第一部分和第二部分，其中将进料流在对流管束中加热包括将第一部分进料流在对流管束中加热，其中使进料流在第一反应区中反应以形成第一流出物包括使第一部分进料流在第一反应区中反应以形成第一流出物，且其中方法进一步包括在将第一流出物在第一辐射池中加热以前将第二部分进料流与第一流出物混合。

3.根据权利要求书2的方法，其中将进料流分成第一部分和第二部分包括：

监测离开对流管束的进料流的温度；和

响应于离开对流管束的进料流的温度，选择性地提高流入对流管束中的第一部分进料流的量。

4.根据权利要求书2的方法，其中第一反应区具有所需入口温度且其中将进料流分成第一部分和第二部分包括：

监测离开对流管束的进料流的温度以确定温度是否超过所需入口温度；并且

如果温度超过所需入口温度，则选择性地提高流入对流管束中的第一部分进料流的量。

5.根据权利要求1的方法，其中对流管束包含激波管排和/或翅片管排，且其中将进料流在对流管束中加热包括将进料流在激波管排中和/或在翅片管排中加热。

6.根据权利要求1的方法，其进一步包括在将进料流在对流管束中加热以前将包含氢气的循环气流加入进料流中。

7.根据权利要求1的方法，其进一步包括：

使第一流出物在第二反应区中反应以形成第二流出物；

将第二流出物在第二辐射池中加热，其中第二辐射池使燃料气体燃烧以将第二流出物加热并形成第二废气；

使第二废气与对流管束接触以将进料流加热；

使第二流出物在第三反应区中反应以形成第三流出物；

将第三流出物在第三辐射池中加热，其中第三辐射池使燃料气体燃烧以将第三流出物加热并形成第三废气；

使第三废气与对流管束接触以将进料流加热；和

使第三流出物在第四反应区中反应以形成产物流出物。

8.根据权利要求7的方法，其进一步包括将进料流分成第一部分和第二部分，其中将进料流在对流管束中加热包括将第一部分进料流在对流管束中加热，其中使进料流在第一反应区中反应以形成第一流出物包括使第一部分进料流在第一反应区中反应以形成第一流出物，且其中方法进一步包括在将第一流出物在第一辐射池中加热以前将第二部分进料流与第一流出物混合。

9.根据权利要求7的方法，其进一步包括：

使产物流出物通过换热器；和

在将进料流在对流管束中加热以前将进料流在换热器中加热。

10.根据权利要求7的方法，其进一步包括将进料流分成第一部分和第二部分，其中将进料流在对流管束中加热包括将第一部分进料流在对流管束中加热，其中使进料流在第一反应区中反应以形成第一流出物包括使第一部分进料流在第一反应区中反应以形成第一流出物，且其中方法进一步包括在将第一流出物在第一辐射池中加热以前将第二部分进料流与第一流出物混合。