CN112074588A - 用于对流进料加热器的方法和设备 - Google Patents

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威廉·M·哈特曼
罗伯特·J·桑格
布莱恩·J·埃戈夫
尼廷·普拉巴卡尔·奇戈佩卡
威廉·亚涅斯
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Abstract

用于将重整工艺加热器设施重新定位到对流段中的方法和设备依赖于将烟道气循环骤冷流与进入对流段的辐射段废气结合。混合的均匀性影响该骤冷流的有效性。骤冷流越有效，管理循环设计所需的装备尺寸就越小。

Description

用于对流进料加热器的方法和设备
相关申请
本申请要求于2019年4月26日提交的美国申请号16/396254以及于2018年4月26日提交的美国临时专利申请序列号62/663093的权益，这两篇申请全文以引用方式并入本文。
技术领域
本发明整体涉及用于控制加热器的对流段中温度分布的方法和设备。混合的均匀性影响该骤冷流的有效性。骤冷流越有效，管理循环设计所需的装备尺寸就越小。
背景技术
烃转化方法通常采用烃所通过的一系列反应区。每个反应区可具有其自身独特的工艺要求，包括所需的温度。因此，每个反应区在反应区的上游需要足够的加热量，以实现在反应区中进行期望的烃转化所需的温度。
例如，一种众所周知的烃转化方法是催化重整。催化重整是石油炼制工业中用于改善烃进料流的辛烷值质量的成熟的烃转化方法。催化重整的主要产物是汽油调和组分或石油化学产品的芳烃源。重整可定义为通过以下方式产生的总效应：环己烷脱氢以及烷基环戊烷和高碳含量C6至C7环烷烃脱氢异构以产生芳烃，链烷烃脱氢以产生烯烃，链烷烃和烯烃脱氢环化以产生芳烃，正链烷烃异构化，烷基环烷烃异构化以产生环己烷，取代的芳烃异构化，以及链烷烃氢化裂解。重整进料流可为来自加氢裂化器、流化催化裂化器(FCC)、或焦化器的产物流，或直馏石脑油进料，并且可含有多种其他组分，诸如冷凝物或热裂化石脑油。
加热器或加热炉通常用于在烃转化方法诸如重整中加热工艺流体，随后该工艺流体在重整反应区或反应器中发生反应。通常，火焰加热器或加热炉包括用于加热流体的辐射火焰加热区，其中对流段用于另一服务诸如产生蒸汽。每个区段包括含有流经加热器的工艺流体的管。U形管火焰加热器组件是催化重整的昂贵主体。该U形管设计结合了几个关键优点，包括：(a)低盘管压降，(b)单元之间的工作规格的灵活性，(c)将多个单元与通用热回收系统集成的能力，以及(d)保护下游平板式交换器免受温度突变的调节控制。
为了向每个反应阶段提供相同的管道温度，典型的重整工艺设计已经开发出用于多个火焰加热器单元的工作规格。
然而，鉴于燃料成本升高，传统设计具有一些缺点。具体地，由对流段产生蒸汽并非最佳的，因为在烃加工厂的其他区域中提供了蒸汽。相反，来自辐射火焰加热区中所燃烧的燃料的热量可以更好地集中于烃处理中的焓增加上。
因此，已经开发出利用对流段加热烃流来处理烃的方法。例如，美国专利号9206358描述了一种用于在对流管束中加热进料流的方法。进料流在第一反应区中反应形成第一流出物。第一流出物在第一辐射单元中加热，该第一辐射单元燃烧燃料气体以加热第一流出物，并且形成第一废气。该方法包括使第一废气与对流管束接触以加热进料流。然而，该方法不允许对进料加热器排出温度进行有效的温度控制，从而导致第一反应器过程的总收率下降。
因此，需要具有高效且有效地在加热器内提供温度控制和更均匀且一致的温度分布的对流段的方法和设备。
发明内容
如上所述，已经发明了在加热器内，更具体地在加热器的对流段内提供温度控制和更均匀且一致的温度分布的设备和方法。本发明通常将循环骤冷流与进入对流段的辐射段废气结合。骤冷气体或冷却气体可为具有较低温度但较高密度和速度的再循环烟道气。这在加热器中提供了温度控制和更均匀的温度分布。因此，骤冷蒸汽的有效性提高，从而允许用于管理骤冷蒸汽所需的装备尺寸减小。
因此，本发明可通常描述为通过以下方式提供一种用于控制工艺流体的加热的方法：将第一气体流的第一部分传递到来自第一多个管道的第一个管道中；将第一气体流的第二部分传递到来自第一多个管道的第二个管道中，第二个管道与第一个管道相邻；使第一气体流的第一部分和第二部分在对流段中混合，以加热对流段中导管中的工艺流体；以及将第一冷却气体流传递到第一个管道与第二个管道之间的至少一个开口中，以允许气体的均匀混合。第一气体流可为辐射烟道气。第一气体流可具有约650℃至982℃(1200°F至1800°F)或约788℃至871℃(1450°F至1600°F)的温度。第一冷却气体流的温度可为约10℃至260℃(50°F至500°F)或约120℃至200℃(250°F至400°F)。第一气体流的第一部分和第二部分可分别以相对竖直方向传递到第一个管道和第二个管道中。第一冷却气体流可以以相对水平方向传递到至少一个开口中。至少一个开口位于第一个管道与第二个管道之间。该方法还可包括：将第二气体流的第一部分传递到来自第二多个管道的第一个管道中；将第二气体流的第二部分传递到来自第二多个管道的第二个管道中，第二个管道与第一个管道相邻；使第二气体流的第一部分和第二部分在第二对流段中混合，以加热第二对流段中导管中的工艺流体；以及将第二冷却气体流传递到第二多个管道的第一个管道与第二个管道之间的至少一个开口中，以允许气体的均匀混合。第二气体流可为辐射烟道气。导管可在两个对流段之间延伸，并且冷却气体流可通过导管，并且第二冷却气体流可为冷却气体流的一部分。
本发明还可描述为通过以下方式提供一种用于控制工艺流体的加热的方法：将第一辐射烟道气的第一部分传递到来自第一多个管道的第一个管道中；将第一辐射烟道气的第二部分传递到来自第一多个管道的第二个管道中，来自第一多个管道的第二个管道与来自第一多个管道的第一个管道相邻；使第一辐射烟道气的第一部分和第二部分在第一对流段中混合，以加热第一对流段中导管中的工艺流体；将第二辐射烟道气的第一部分传递到来自第二多个管道的第一个管道中；将第二辐射烟道气的第二部分传递到来自第二多个管道的第二个管道中，来自第二多个管道的第二个管道与来自第二多个管道的第一个管道相邻；使第二辐射烟道气的第一部分和第二部分在第二对流段中混合，以加热第二对流段中导管中的工艺流体；将冷却气体的第一料流传递到第一多个管道的第一个管道与第二个管道之间的至少一个开口中；并且将冷却气体的第二料流传递到第二多个管道的第一个管道与第二个管道之间的至少一个开口中。第一辐射烟道气和第二辐射烟道气各自的温度可为约650℃至982℃(1200°F至1800°F)或约788℃至871℃(1450°F至1600°F)。冷却气体的温度可为约10℃至260℃(50°F至500°F)或约120℃至200℃(250°F至400°F)。第一辐射烟道气的第一部分和第二部分可分别以相对竖直方向传递到来自第一多个管道的第一个管道和来自第一多个管道的第二个管道中。第二辐射烟道气的第一部分和第二部分可分别以相对竖直方向传递到来自第二多个管道的第一个管道和来自第二多个管道的第二个管道中。冷却气体的第一料流可以以相对水平方向传递到来自第一多个管道的第一个管道与来自第一多个管道的第二个管道之间的至少一个开口中。冷却气体的第二料流可以以相对水平方向传递到来自第二多个管道的第一个管道与来自第二多个管道的第二个管道之间的至少一个开口中。
本发明还可描述为提供一种用于处理烃流的设备，所述设备包括：第一个管道，所述第一个管道被构造成用于接收第一辐射烟道气的第一部分；第二个管道，所述第二个管道被构造成用于接收第一辐射烟道气的第二部分；对流段，所述对流段位于第一个管道和第二个管道的上方，其中第一个管道和第二个管道被构造成用于将第一辐射烟道气的第一部分和第二部分释放到对流段中，使得第一辐射烟道气的第一部分和第二部分混合；以及分配导管，所述分配导管被构造成用于将冷却气体注入第一个管道与第二个管道之间的对流段的一部分中。
在一个或多个方面，本发明提供了一种用于处理烃流的方法，所述方法包括将第一气体流传递到第一多个管道中；将第二气体流传递到第二多个管道中；使第一气体流和第二气体流在对流段中混合；将第一烟道气体流传递到第一多个管道之间的第一多个开口中，以允许气体的均匀混合；并且将第二烟道气体流传递到第二多个管道之间的第二多个开口中，以允许气体的均匀混合。本发明的实施方案为本段中的第一实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中第一气体流包含新鲜气体、第一废气的再循环部分、或它们的组合。本发明的实施方案为本段中的第一实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中第一气体流和第二气体流的温度为约700℃至约900℃(约1290°F至约1650°F)，其中加权平均值为约800℃(约1470°F)。本发明的实施方案为本段中的第一实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中第一烟道气体流和第二烟道气体流的温度为约600℃至约800℃(约1110°F至约1470°F)，其中加权平均值为约700℃(约1290°F)。本发明的实施方案为本段中的第一实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中在每个隔区(bay)中存在三个开口，其中隔区为管支撑件之间的空间。本发明的实施方案为本段中的第一实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中在各管道之间可存在一个至四个开口。本发明的实施方案为本段中的第一实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中第一多个管道包括七个管道。本发明的实施方案为本段中的第一实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中第二多个管道包括七个管道。本发明的实施方案为本段中的第一实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中开口可位于各管道之间。本发明的实施方案为本段中的第一实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，还包括以下项中的至少一项：感测所述方法的至少一个参数并由所述感测生成信号或数据；生成并传输信号；或者生成并传输数据。
在一些方面，本发明提供了一种用于处理烃流的设备，所述设备包括：被构造成用于将第一气体流传递到第一多个管道中的管线；被构造成用于将第二气体流传递到第二多个管道中的管线；在对流段中混合第一气体流和第二气体流的混合器；被构造成用于将第一烟道气体流传递到第一多个管道之间的第一多个开口中以允许气体均匀混合的管线；以及被构造成用于将第二烟道气体流传递到第二多个管道之间的第二多个开口中以允许气体均匀混合的管线。本发明的实施方案为本段中的第二实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中第一气体流包含新鲜气体、第一废气的再循环部分、或它们的组合。本发明的实施方案为本段中的第二实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中第一气体流和第二气体流的温度为约700℃至约900℃(约1290°F至约1650°F)，其中加权平均值为约800℃(约1470°F)。本发明的实施方案为本段中的第二实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中第一烟道气体流和第二烟道气体流的温度为约600℃至约800℃(约1110°F至约1470°F)，其中加权平均值为约700℃(约1290°F)。本发明的实施方案为本段中的第二实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中在每个隔区中存在三个开口，其中隔区为管支撑件之间的空间。本发明的实施方案为本段中的第二实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中在各管道之间可存在一个至四个开口。本发明的实施方案为本段中的第二实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中第一多个管道包括7个管道。本发明的实施方案为本段中的第二实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中第二多个管道包括7个管道。本发明的实施方案为本段中的第二实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中开口可位于各管道之间。本发明的实施方案为本段中的第二实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述设备还包括以下项中的至少一者：被定位在感测至少一个参数的位置处的传感器；发射器；以及计算装置。
定义
如本文所用，术语“料流”、“进料”、“产物”、“部件”或“部分”可包括各种烃分子诸如直链、支化的或环状烷烃、烯烃、链二烯和炔烃，和任选地其他物质诸如气体例如氢气，或杂质诸如重金属，以及硫和氮化合物。以上每者还可包含芳族烃和非芳族烃。
烃分子可缩写为C1、C2、C3、Cn，其中“n”表示一个或多个烃分子中的碳原子数，或者缩写可用作例如非芳烃或化合物的形容词。相似地，芳族化合物可缩写为A6、A7、A8、An，其中“n”表示一个或多个芳族分子中的碳原子数。此外，上标“+”或“-”可用于缩写的一种或多种烃符号，例如C3+或C3-，包括缩写的一种或多种烃。作为示例，缩写“C3+”意指一个或多个具有三个或更多个碳原子的烃分子。
如本文所用，术语“区”可指包括一个或多个装备项和/或一个或多个子区的区域。装备项可包括但不限于一个或多个反应器或反应器容器、分离容器、蒸馏塔、加热器、交换器、管道、泵、压缩机和控制器。另外，装备项诸如反应器、干燥器或容器还可包括一个或多个区或子区。
附图说明
在附图中：
图1A示出根据本发明的用于加热进料流的设备的示意性前透视图；
图1B示出图1A中所示的设备的一部分的顶视图；并且，
图1C示出图1A中所示的设备的一部分的前透视图和侧面透视图。
具体实施方式
附图示出了如应用于催化重整工艺的用于烃处理的方法和设备的实施方案。附图仅出于举例说明的目的而呈现，并非旨在限制如下所阐述的权利要求的范围。另外，附图仅示出理解本文的各种实施方案所必需的装备和管线，并且未示出对于理解本文要求保护的方法和设备并不是必需的且对于烃处理领域的普通技术人员所公知的装备，诸如泵、压缩机、换热器和阀。
参见图1A，示出了根据本发明的各种方面的设备10。设备10包括第一多个管道12和第二多个管道14。在图1A所示的示例中，在第一多个管道中存在七个管道12，并且在第二多个管道中存在七个管道14。然而，每种多个管道中的管道12，14的数量可根据设备10的构造的尺寸而不同。例如，第一多个管道12可包括三个至十个管道12。相似地，第二组管道14可包括三个至十个管道12。
来自每种多个管道的管道12，14中的每者接收来自一个或多个加热器(未示出)的辐射段的气体流16，18，所述加热器可例如设置在管道12，14的下方。加热器在此并未详细示出或描述，但在美国专利号9206358中有更详细的解释。为了清楚起见，在图1A中，仅示出了分别接收第一气体流和第二气体流16，18的最前端管道12，14。在图1A所示的示例中，第一气体流16和第二气体流18包括来自加热器的辐射段的废气，即辐射烟道气。在管道12，14中的每者内，相应的气体流16，18上升并且进入设备的对流段20。在所描绘的实施方案中，对流段20具有两个部分20a，20b，在每种多个管道12，14的上方有一个区段20a，20b。
在第一对流段20a中，来自第一管道12中每者的第一气体流16可混合并且用于加热在第一管道12上方延伸穿过对流段20a的处理管(未示出)。相似地，来自第二管道14中每者的第二气体流18可混合并且用于加热在第二管道14上方延伸穿过对流段20b的处理管(未示出)。对流段20a，20b中的管更详细地描绘于美国专利号9206358中。如上所讨论，本公开旨在提供沿着管的长度(即，在每种多个管道内的各个管道12，14之间)更一致且可预测的温度分布。
因此，如图1A所示，冷却气体导管22在两个管道12，14之间延伸，其将冷却气体分配至对流段20a，20b中的每者。与第一气体流和第二气体流16，18中的气体相比，冷却气体具有较低的温度、较高的密度和较高的速度。分配导管24在对流段20a，20b与冷却气体导管22之间延伸，该分配导管将冷却气体从冷却气体导管22传输至对流段20a，20b。
现在转向图1B，分配导管24平行于管道12，14延伸。在图1B所示的实施方案中，对于每种多个管道12，14，存在十二个分配导管24。然而，预期可根据需要使用任何数量的分配导管24来分配冷却气体，这可取决于相邻管道之间的空间。
预期分配导管24可具有流量控制装置26，诸如阀或气流调节器。流量控制装置26使竖直向上流动的烟道气和水平流动的冷却气体(参见图1B中的虚线箭头)能够平衡。在一个优选的实施方案中，分配导管24的尺寸被设定成接收具有约5英尺/秒至约50英尺/秒的速度的循环烟道气。
现在转向图1C，仅示出第一多个管道12和第一对流段20a，以描绘出设备10包括用于从分配导管24(图1A，1B)注入冷却气体的开口28。已发现，当开口28位于对流段20a的底板或底部处的相邻管道12之间时，开口28的位置是特别有利的。同时，还预期开口28可例如位于导管12自身中的最接近对流段20a的顶部处。如上所述，已证明所描绘的位置特别有利地在设备10的整个水平位置上提供相对均匀且一致的分布。
如图1C所示，在每组的相邻管道12之间存在两个开口28。这仅仅是示例性的，并且开口28的数量可根据需要为任何数量，其可取决于相邻管道之间的空间，并且应当优选地与分配导管24的数量相同。已发现，两个开口28在设备10的一些构造中是特别有利的。
根据所描绘的构造，冷却气体被引入对流段20a的管道出口32之间的对流段20a的部分30中。该布置避免了辐射气体速度的显著传递到传递的不均匀分布。由此所确定的主要原因是被混合的气体之间的密度差以及低混合速度。发现在这些入口管道处通过的气体的数量和速度对于产生适当的混合是重要的。此外，分配器入口内的高速度用于在对流段的入口处将气体预混在一起。
更具体地，据信将竖直流动的低速度低密度气体(气体流16，18)与水平流动的高速度高密度气体(冷却气体)混合提供了以上所讨论的益处。然而，鉴于此类设备中通常提供较窄的水平混合长度，本发明的设备令人惊奇地导致了充分的混合。
第一气体流和第二气体流16，18和冷却气体的优选特征示于下表1中。
表1
Figure BDA0002755558130000091
本领域的普通技术人员将认识到，表1的这些特征中的至少一些将取决于对流段的物理布局。
例如，据信这些优选的范围特别适用于具有垂直于对流段中的管所测量的宽度(约1米至10.5米(3英尺至35英尺)之间的距离)(例如，图1A中的20a从左到右测量的距离)的对流段。因此，在各种实施方案中，冷却气体的入口速度与对流段的宽度的比率可为0.1s-1至17s-1之间，优选地0.8s-1至10s-1之间。另外，第一气体流和第二气体流16，18与对流段宽度的比率可为0.05s-1至0.9s-1之间，优选地0.1s-1至0.5s-1之间。
在前述实施方案中，描绘了两种多个管道12，14；然而，预期在设备10中仅存在一种多个管道。
如本文所述，提供了用于加热烃流以进行处理的设备和方法。在示例性实施方案中，已经描述了用于催化重整工艺的设备和方法，但用于处理烃的任何合适的设备和方法可利用本文所公开的加热方法。虽然以上所讨论的实施方案可被设计用于新的烃处理设备，应当理解，所公开的特征可在现有设备的改造期间得以实现。
上述管线、导管、单元、装置、容器、周围环境、区或类似物中的任一者可配备一个或多个监测部件，包括传感器、测量装置、数据捕获装置或数据传输装置。信号、工艺或状态测量以及来自监测部件的数据可用于监测工艺设备中、周围和与其有关的条件。由监测部件生成或记录的信号、测量和/或数据可通过一个或多个网络或连接收集、处理和/或传输，所述网络或连接可以是私有或公共的，通用的或专用的，直接的或间接的，有线的或无线的，加密的或未加密的，和/或它们的组合；本说明书并非旨在在这方面进行限制。由监测部件生成或记录的信号、测量和/或数据可被传输到一个或多个计算装置或系统。
计算装置或系统可包括至少一个处理器以及存储计算机可读指令的存储器，该计算机可读指令当由至少一个处理器执行时，使一个或多个计算装置执行可包括一个或多个步骤的工艺。例如，可配置一个或多个计算装置以从一个或多个监测部件接收与至少一件与该工艺相关联的设备相关的数据。一个或多个计算装置或系统可被配置为分析该数据。根据数据分析，一个或多个计算装置或系统可被配置为确定对本文所述的一个或多个工艺的一个或多个参数的一种或多种推荐调整。一个或多个计算装置或系统可被配置为传输加密或未加密的数据，其包括对本文所述的一个或多个工艺的一个或多个参数的一种或多种推荐调整。
具体地，可监测与管、对流段或任何其他区段相关联的一个或多个温度传感器，并且可调节冷却气体的流量以增加或减少注入对流段的冷却气体的量，从而在其中提供期望的温度。
虽然在前述具体实施方式中已呈现至少一个示例性实施方案，但应当理解存在大量的变型形式。还应当理解，一个示例性实施方案或多个示例性实施方案仅是示例，并且不旨在以任何方式限制要求保护的主题的范围、适用性或构造。相反，前述具体实施方式将为本领域的技术人员提供一种用于实现一个或多个示例性实施方案的便利路线图。应当理解，在不脱离如所附权利要求书中阐述的范围的情况下，可对示例性实施方案中描述的元件的功能和布置进行各种改变。
具体的实施方案
虽然结合具体的实施方案描述了以下内容，但应当理解，该描述旨在说明而不是限制前述描述和所附权利要求书的范围。
本发明的第一实施方案是一种用于处理烃流的方法，所述方法包括将第一气体流传递到第一多个管道中；将第二气体流传递到第二多个管道中；使所述第一气体流和所述第二气体流在对流段中混合；将第一烟道气体流传递到所述第一多个管道之间的第一多个开口中，以允许所述气体的均匀混合；并且将第二烟道气体流传递到所述第二多个管道之间的第二多个开口中，以允许所述气体的均匀混合。本发明的实施方案为本段中的第一实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述第一气体流包含新鲜气体、第一废气的再循环部分、或它们的组合。本发明的实施方案为本段中的第一实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述第一气体流和所述第二气体流的温度为约700℃至约900℃(约1290°F至约1650°F)，其中加权平均值为约800℃(约1470°F)。本发明的实施方案为本段中的第一实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述第一烟道气体流和所述第二烟道气体流的温度为约600℃至约800℃(约1110°F至约1470°F)，其中加权平均值为约700℃(约1290°F)。本发明的实施方案为本段中的第一实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中在每个隔区中存在三个开口，其中所述隔区为管支撑件之间的空间。本发明的实施方案为本段中的第一实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中在各管道之间可存在一个至四个开口。本发明的实施方案为本段中的第一实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述第一多个管道包括七个管道。本发明的实施方案为本段中的第一实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述第二多个管道包括七个管道。本发明的实施方案为本段中的第一实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中开口可位于各管道之间。本发明的实施方案为本段中的第一实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，还包括以下项中的至少一项：感测所述方法的至少一个参数并由所述感测生成信号或数据；生成并传输信号；或者生成并传输数据。
本发明的第二实施方案是一种用于处理烃流的设备，所述设备包括：被构造成用于将第一气体流传递到第一多个管道中的管线；被构造成用于将第二气体流传递到第二多个管道中的管线；在对流段中混合所述第一气体流和所述第二气体流的混合器；被构造成用于将第一烟道气体流传递到所述第一多个管道之间的第一多个开口中以允许所述气体均匀混合的管线；以及被构造成用于将第二烟道气体流传递到所述第二多个管道之间的第二多个开口中以允许所述气体均匀混合的管线。本发明的实施方案为本段中的第二实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中第一气体流包含新鲜气体、第一废气的再循环部分、或它们的组合。本发明的实施方案为本段中的第二实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述第一气体流和所述第二气体流的温度为约700℃至约900℃(约1290°F至约1650°F)，其中加权平均值为约800℃(约1470°F)。本发明的实施方案为本段中的第二实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述第一烟道气体流和所述第二烟道气体流的温度为约600℃至约800℃(约1110°F至约1470°F)，其中加权平均值为约700℃(约1290°F)。本发明的实施方案为本段中的第二实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中在每个隔区中存在三个开口，其中所述隔区为管支撑件之间的空间。本发明的实施方案为本段中的第二实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中在各管道之间可存在一个至四个开口。本发明的实施方案为本段中的第二实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述第一多个管道包括七个管道。本发明的实施方案为本段中的第二实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述第二多个管道包括七个管道。本发明的实施方案为本段中的第二实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中开口可位于各管道之间。本发明的实施方案为本段中的第二实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述设备还包括以下项中的至少一者：被定位在感测至少一个参数的位置处的传感器；发射器；以及计算装置。
本发明的第三实施方案是一种用于控制工艺流体的加热的方法，所述方法包括：将第一气体流的第一部分传递到来自第一多个管道的第一个管道中；将所述第一气体流的第二部分传递到来自所述第一多个管道的第二个管道中，所述第二个管道与所述第一个管道相邻；使所述第一气体流的所述第一部分和所述第二部分在对流段中混合，以加热所述对流段中导管中的工艺流体；以及将第一冷却气体流传递到所述第一个管道与所述第二个管道之间的至少一个开口中，以允许所述气体的均匀混合。本发明的实施方案为本段中的第三实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述第一气体流包括辐射烟道气。本发明的实施方案为本段中的第三实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述第一气体流的温度为约650℃至982℃(1200°F至1800°F)。本发明的实施方案为本段中的第三实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述第一气体流的温度为约788℃至871℃(1450°F至1600°F)。本发明的实施方案为本段中的第三实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述第一冷却气体流的温度为约10℃至260℃(50°F至500°F)。本发明的实施方案为本段中的第三实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述第一冷却气体流的温度为约120℃至200℃(250°F至400°F)。本发明的实施方案为本段中的第三实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述第一气体流的所述第一部分和所述第二部分分别以相对竖直方向传递到所述第一个管道和所述第二个管道中。本发明的实施方案为本段中的第三实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述第一冷却气体流以相对水平方向传递到所述至少一个开口中。本发明的实施方案为本段中的第三实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述至少一个开口位于所述第一个管道与所述第二个管道之间。本发明的实施方案为本段中的第三实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，所述方法还包括：将第二气体流的第一部分传递到来自第二多个管道的第一个管道中；将所述第二气体流的第二部分传递到来自所述第二多个管道的第二个管道中，所述第二个管道与所述第一个管道相邻；使所述第二气体流的所述第一部分和所述第二部分在第二对流段中混合，以加热所述第二对流段中导管中的工艺流体；以及将第二冷却气体流传递到所述第二多个管道的所述第一个管道与所述第二个管道之间的至少一个开口中，以允许所述气体的均匀混合。本发明的实施方案为本段中的第三实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述第二气体流包括辐射烟道气。本发明的实施方案为本段中的第三实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中导管在所述两个对流段之间延伸，并且其中所述冷却气体流通过所述导管，并且其中所述第二冷却气体流占所述冷却气体流的一部分。
本发明的第四实施方案是一种用于控制工艺流体的加热的方法，所述方法包括：将第一辐射烟道气的第一部分传递到来自第一多个管道的第一个管道中；将所述第一辐射烟道气的第二部分传递到来自所述第一多个管道的第二个管道中，来自所述第一多个管道的所述第二个管道与来自所述第一多个管道的所述第一个管道相邻；使所述第一辐射烟道气的所述第一部分和所述第二部分在第一对流段中混合，以加热所述第一对流段中导管中的工艺流体；将第二辐射烟道气的第一部分传递到来自第二多个管道的第一个管道中；将所述第二辐射烟道气的第二部分传递到来自所述第二多个管道的第二个管道中，来自所述第二多个管道的所述第二个管道与来自所述第二多个管道的所述第一个管道相邻；使所述第二辐射烟道气的所述第一部分和所述第二部分在第二对流段中混合，以加热所述第二对流段中导管中的工艺流体；将冷却气体的第一料流传递到所述第一多个管道的所述第一个管道与所述第二个管道之间的至少一个开口中；并且将所述冷却气体的第二料流传递到所述第二多个管道的所述第一个管道与所述第二个管道之间的至少一个开口中。本发明的实施方案为本段中的第四实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述第一辐射烟道气和所述第二辐射烟道气各自的温度为约650℃至982℃(1200°F至1800°F)。本发明的实施方案为本段中的第四实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述第一辐射烟道气和所述第二辐射烟道气各自的温度为约788℃至871℃(1450°F至1600°F)。本发明的实施方案为本段中的第四实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述冷却气体的温度为约10℃至260℃(50°F至500°F)。本发明的实施方案为本段中的第四实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述冷却气体的温度为约120℃至200℃(250°F至400°F)。本发明的实施方案为本段中的第四实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述第一辐射烟道气的所述第一部分和所述第二部分分别以相对竖直方向传递到来自所述第一多个管道的所述第一个管道和来自所述第一多个管道的所述第二个管道中；并且其中所述第二辐射烟道气的所述第一部分和所述第二部分分别以相对竖直方向传递到来自所述第二多个管道的所述第一个管道和来自所述第二多个管道的所述第二个管道中。本发明的实施方案为本段中的第四实施方案直至本段中的先前实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中所述冷却气体的所述第一料流以相对水平方向传递到来自所述第一多个管道的所述第一个管道与来自所述第一多个管道的所述第二个管道之间的所述至少一个开口中，并且其中所述冷却气体的所述第二料流以相对水平方向传递到来自所述第二多个管道的所述第一个管道与来自所述第二多个管道的所述第二个管道之间的所述至少一个开口中。
本发明的第五实施方案是一种用于处理烃流的设备，所述设备包括：第一个管道，所述第一个管道被构造成用于接收第一辐射烟道气的第一部分；第二个管道，所述第二个管道被构造成用于接收所述第一辐射烟道气的第二部分；对流段，所述对流段位于所述第一个管道和所述第二个管道的上方，其中所述第一个管道和所述第二个管道被构造成用于将所述第一辐射烟道气的所述第一部分和所述第二部分释放到所述对流段中，使得所述第一辐射烟道气的所述第一部分和所述第二部分混合；以及分配导管，所述分配导管被构造成用于将冷却气体注入所述第一个管道与所述第二个管道之间的所述对流段的一部分中。
尽管没有进一步的详细说明，但据信，本领域的技术人员通过使用前面的描述可最大程度利用本发明并且可容易地确定本发明的基本特征而不脱离本发明的实质和范围以作出本发明的各种变化和修改，并且使其适合各种使用和状况。因此，前述优选的具体的实施方案应理解为仅例示性的，而不以无论任何方式限制本公开的其余部分，并且旨在涵盖包括在所附权利要求书的范围内的各种修改和等效布置。
在前述内容中，所有温度均以摄氏度示出，并且所有份数和百分比均按重量计，除非另外指明。

Claims (10)

1.一种用于控制工艺流体的加热的方法，所述方法包括：
将第一气体流(16)的第一部分传递到来自第一多个管道(12)的第一个管道(12)中；
将所述第一气体流(16)的第二部分传递到来自所述第一多个管道(12)的第二个管道(12)中，所述第二个管道(12)与所述第一个管道(12)相邻；
使所述第一气体流(16)的所述第一部分和所述第二部分在对流段(20a)中混合，以加热所述对流段(20a)中导管中的工艺流体；以及，
将第一冷却气体流传递到所述第一个管道(12)与所述第二个管道(12)之间的至少一个开口(28)中，以允许所述气体的均匀混合。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一气体流(16)包括辐射烟道气。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一气体流(16)的温度为约650℃至982℃(1200°F至1800°F)，优选地约788℃至871℃(1450°F至1600°F)。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一冷却气体流的温度为约10℃至260℃(50°F至500°F)，优选地约120℃至200℃(250°F至400°F)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述第一气体流(16)的所述第一部分和所述第二部分分别以相对竖直方向传递到所述第一个管道(12)和所述第二个管道(12)中，并且其中所述第一冷却气体流以相对水平方向传递到所述至少一个开口(28)中。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，所述方法还包括：
将第二气体流(18)的第一部分传递到来自第二多个管道(14)的第一个管道(14)中；
将所述第二气体流(18)的第二部分传递到来自所述第二多个管道(14)的第二个管道(14)中，所述第二个管道(14)与所述第一个管道(14)相邻；
使所述第二气体流(18)的所述第一部分和所述第二部分在第二对流段(20b)中混合，以加热所述第二对流段(20b)中导管中的工艺流体；以及，
将第二冷却气体流传递到所述第二多个管道(14)的所述第一个管道(14)与所述第二个管道(14)之间的至少一个开口(28)中，以允许所述气体的均匀混合。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第二气体流(18)包括辐射烟道气。
8.根据权利要求6所述的方法，其中导管(22)在第一对流段与所述第二对流段(20a，20b)之间延伸，并且其中所述冷却气体流通过所述导管(22)，并且其中所述第二冷却气体流占所述冷却气体流的一部分。
9.根据权利要求6所述的方法，其中所述第二气体流(18)的温度为约650℃至982℃(1200°F至1800°F)，优选地约788℃至871℃(1450°F至1600°F)，并且其中所述第一冷却气体流的温度为约10℃至260℃(50°F至500°F)，优选地约120℃至200℃(250°F至400°F)。
10.一种用于处理烃流的设备，所述设备包括：
第一个管道(12)，所述第一个管道被构造成用于接收第一辐射烟道气(16)的第一部分；
第二个管道(12)，所述第二个管道被构造成用于接收所述第一辐射烟道气(16)的第二部分；
对流段(20a)，所述对流段位于所述第一个管道(12)和所述第二个管道(12)的上方，其中所述第一个管道(12)和所述第二个管道(12)被构造成用于将所述第一辐射烟道气(16)的所述第一部分和所述第二部分释放到所述对流段(20a)中，使得所述第一辐射烟道气的所述第一部分和所述第二部分混合；以及，
分配导管(24)，所述分配导管被构造成用于将冷却气体注入所述第一个管道(12)与所述第二个管道(12)之间的所述对流段(20a)的一部分中。
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