CN113423803A - 从炉流出物去除焦炭和焦油 - Google Patents

从炉流出物去除焦炭和焦油 Download PDF

Info

Publication number
CN113423803A
CN113423803A CN202080014233.0A CN202080014233A CN113423803A CN 113423803 A CN113423803 A CN 113423803A CN 202080014233 A CN202080014233 A CN 202080014233A CN 113423803 A CN113423803 A CN 113423803A
Authority
CN
China
Prior art keywords
quench liquid
substrate
centrifugal separator
steam cracker
quench
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080014233.0A
Other languages
English (en)
Inventor
M·A·鲁尼
D·E·奥罗斯科
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ExxonMobil Chemical Patents Inc
Original Assignee
ExxonMobil Chemical Patents Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ExxonMobil Chemical Patents Inc filed Critical ExxonMobil Chemical Patents Inc
Publication of CN113423803A publication Critical patent/CN113423803A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/34—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils by direct contact with inert preheated fluids, e.g. with molten metals or salts
    • C10G9/36—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils by direct contact with inert preheated fluids, e.g. with molten metals or salts with heated gases or vapours
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G31/00—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by methods not otherwise provided for
    • C10G31/10—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by methods not otherwise provided for with the aid of centrifugal force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D19/00—Degasification of liquids
    • B01D19/0042—Degasification of liquids modifying the liquid flow
    • B01D19/0052—Degasification of liquids modifying the liquid flow in rotating vessels, vessels containing movable parts or in which centrifugal movement is caused
    • B01D19/0057—Degasification of liquids modifying the liquid flow in rotating vessels, vessels containing movable parts or in which centrifugal movement is caused the centrifugal movement being caused by a vortex, e.g. using a cyclone, or by a tangential inlet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D19/00—Degasification of liquids
    • B01D19/0063—Regulation, control including valves and floats
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/26—Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force
    • B01D21/267—Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force by using a cyclone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C11/00—Accessories, e.g. safety or control devices, not otherwise provided for, e.g. regulators, valves in inlet or overflow ducting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/02—Construction of inlets by which the vortex flow is generated, e.g. tangential admission, the fluid flow being forced to follow a downward path by spirally wound bulkheads, or with slightly downwardly-directed tangential admission
    • B04C5/04—Tangential inlets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/08—Vortex chamber constructions
    • B04C5/081—Shapes or dimensions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/20—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed with heating or cooling, e.g. quenching, means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G55/00—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one refining process and at least one cracking process
    • C10G55/02—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one refining process and at least one cracking process plural serial stages only
    • C10G55/04—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one refining process and at least one cracking process plural serial stages only including at least one thermal cracking step

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

在一些实例中，焦炭、焦油或其混合物可以从炉流出物中去除。炉流出物可包括焦炭、焦油或其混合物并可与第一骤冷液接触以产生骤冷的混合物，其中第一骤冷液可包括第一蒸汽裂解器石脑油、第一蒸汽裂解器瓦斯油、第一蒸汽裂解器骤冷油或其混合物。可以将骤冷的混合物引入离心分离器转鼓的第一入口。蒸气产物和离心分离器转鼓底物可从骤冷的混合物分离，其中离心分离器转鼓底物可包含焦炭、焦油或其混合物的至少一部分。离心分离器转鼓底物可以从离心分离器转鼓的第一出口回收。

Description

从炉流出物去除焦炭和焦油
优先权
本申请要求2019年2月15日提交的美国临时申请第62/806,274号和2019年6月12日提交的欧洲专利申请第19179668.9号的优先权和权益，它们的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及用于生产烯烃的烃的热裂解，并且涉及这种热裂解的流出物提质的方法、装置和系统。
背景技术
当以热解模式操作时，蒸汽裂解炉在高温下裂解烃原料以生产烯烃和某些所需的副产物。裂解发生在炉管内，导致沿着管壁堆积沉积物，从而损害传热和流体动力。沉积物通常包含焦炭和/或焦炭前体如焦油。通常通过将炉从热解模式切换到除焦模式来定期去除累积的沉积物。在去除足够数量的累积沉积物后，炉可以返回到热解模式操作。在除焦模式期间，包含空气的除焦流体(通常为蒸汽和空气的组合)替代在热解模式期间使用的烃进料。由于炉流出物中未燃烧空气的存在可能导致与流出物的烃发生不受控制的反应，因此将炉从热解模式切换到除焦模式需要在开始除焦模式之前从炉中分离和清除烃。换句话说，这种形式的除焦模式是在生产所需烯烃和副产物方面在炉“离线”的情况下进行的，并且通常被称为“离线”除焦。尽管对沉积物去除有效，但在除焦模式操作期间离线除焦会导致炉的烯烃(和所需副产物)产量损失。
在另一种形式的除焦模式中，除焦在某些炉管(除焦管)中进行而同一炉中的其他管保持在热解模式操作(热解管)。这种形式的除焦，通常称为“在线”除焦，使用不含空气但包含水以及有时不含水的低压蒸汽的除焦流体去除沉积物如焦炭。由于在在线除焦期间未燃烧的空气不存在于炉流出物中，因此这种形式的除焦模式不需要从整个炉中分离或去除烃。此外，由于在线除焦期间只有一部分炉管被除焦，因此与使用包括空气的除焦流体的离线除焦模式相比，这种形式的除焦模式导致更少的生产损失、更少的能源使用和更少的排放。
在热解模式期间，炉流出物被导引至一个或多个处理和/或分离段以回收和去除所需产物和副产物，例如回收乙烯和丙烯。在线除焦期间，来自除焦管的除焦流出物与来自热解管的热解流出物合并。然而，这样做会导致将焦炭和其他除焦产品排放到一个或多个处理和分离段，例如，排放到水骤冷塔或分馏器中。焦炭会影响这些下游分馏单元的操作。例如，焦炭会损害分离，限制管道和/或设备，和/或腐蚀管道和/或设备。当在水骤冷塔系统中与焦油结合时，焦炭引起的这些问题会加剧。当水骤冷塔中存在焦炭和焦油时，存在若干可变且不可预测的与相分离和焦炭颗粒表面张力相关的问题。
因此，需要用于从蒸汽裂解炉流出物中去除焦炭和焦油的改进方法和装置。
发明内容
本发明的某些方面涉及从蒸汽裂解炉流出物(“炉流出物”)中去除沉积物，例如颗粒形式的那些。因此，本发明的某些方面涉及一种方法，该方法包括从炉流出物，例如从炉中导出的炉流出物中去除焦炭、焦油及其混合物，其中一组炉的炉管以热解模式操作并且第二组炉的炉管以在线除焦模式操作。
在这些和其他方面，将固体(例如，焦炭)和/或半固体(包括重粘性液体例如焦油)从炉流出物，例如从以热解模式操作所有炉管的炉去除，所有炉管处于在线除焦模式，或一些炉管处于热解模式及其余炉管的至少一部分处于在线除焦模式或一些其他模式(例如，从热解模式切换到除焦模式的模式，和反之亦然)。该方法可包括使炉流出物(其包括焦炭和/或焦油)与第一骤冷液接触以产生骤冷的混合物。第一骤冷液可包括第一蒸汽裂解器石脑油、第一蒸汽裂解器瓦斯油、第一蒸汽裂解器骤冷油及其混合物。可以将骤冷的混合物引入离心分离器转鼓的第一入口。蒸气产物和离心分离器转鼓底物可从骤冷混合物中分离，其中离心分离器转鼓底物可包含焦炭、焦油及其混合物的至少一部分。离心分离器转鼓底物可以从离心分离器转鼓的第一出口回收。
本发明部分基于用于在底物料流中导出大部分包含在炉流出物中的固体和半固体(简称为“固体”)的方法的开发。该方法是稳健的在于，与现有技术方法相比，即使当炉流出物中的固体量变化，例如当更少的炉管以在线除焦模式操作时当炉流出物中存在较少量的固体时，或者当以在线除焦模式操作的炉管数量增多时当炉流出物中存在更大量固体时，也可以有效地导出底物料流。该方法的一个优点在于，不需要对蒸汽裂解炉下游的设备进行复杂且昂贵的重新配置以响应于经历在线除焦的炉管数量的变化，而可以进行简单得多的操作：随着更多或更少数量的炉管以在线除焦模式操作而增加或减少引入分离器的骤冷和/或再循环材料的量。
本发明的某些方面利用第二骤冷液。在这些方面，第一骤冷液可包括第一蒸汽裂解器石脑油、第一蒸汽裂解器瓦斯油、第一蒸汽裂解器骤冷油或其混合物。可以将骤冷的混合物引入离心分离器转鼓的第一入口。第二骤冷液可以包括第二蒸汽裂解器石脑油、第二蒸汽裂解器瓦斯油、第二蒸汽裂解器骤冷油或其混合物，可以以第二骤冷液流量引入离心分离器转鼓的第二入口，其中离心分离器转鼓包含骤冷的混合物。蒸气产物和离心转鼓底物可以从组合的骤冷混合物和第二骤冷液中分离，其中离心转鼓底物可以包括焦炭、焦油或其混合物的至少一部分。离心转鼓底物可以从离心分离器转鼓的第一出口回收。再循环流体可通过离心分离器转鼓的再循环流体入口切向地引入到离心分离器转鼓的截头圆锥形内壁上，其中再循环流体可包括离心分离器转鼓底物的至少一部分。可测量第一出口和再循环流体入口之间的离心分离器转鼓底物流量，和当离心分离器转鼓底物流量是采用再循环的清洁底物材料的最大再循环速率的≤90％时可增加第二骤冷液的流量。
本发明的其他方面还可以涉及用于使包含热解产物和除焦产物两者的蒸汽裂解炉流出物提质的装置。这种装置可包括分离器、第一出口、第二出口、第一入口、第二入口、再循环流体入口、第一流量计和再循环流体流量计。分离器可具有内部容积和包括分离段和排放段，分离段具有朝向分离器第一端布置的圆柱形内壁和排放段具有朝向分离器第二端布置的截头圆锥形内壁，其中截头圆锥形内壁具有相对于截头圆锥形内壁的底部成约45°至约80°的角度。第一出口、第二出口、第一入口、第二入口和再循环流体入口可与内部容积流体连通，其中第一出口和第一入口朝向分离器的第一端布置，第二入口和第二出口朝向分离器的第二端布置，再循环流体入口布置在截头圆锥形内壁上。第一流量计可以与第二入口流体连通并且被设置为测量第一流量。再循环流体流量计可与再循环流体入口流体连通并设置为测量再循环流体流量。
上述方面和其他方面可涉及从炉流出物中去除焦炭、焦油或其混合物。炉流出物可与第一骤冷液接触以产生骤冷的混合物，其中第一骤冷液可包括第一蒸汽裂解器石脑油、第一蒸汽裂解器瓦斯油、第一蒸汽裂解器骤冷油或其混合物以及当炉流出物与第一骤冷液接触时炉流出物可以处于约180℃至400℃的温度并且第一骤冷液可以处于约30℃至200℃的温度。可以将骤冷混合物引入离心分离器转鼓的第一入口。第二骤冷液可以包括第二蒸汽裂解器石脑油、第二蒸汽裂解器瓦斯油、第二蒸汽裂解器骤冷油，或其混合物，可以以第二骤冷液流量引入离心分离器转鼓的第二入口，其中离心分离器转鼓包含骤冷的混合物。蒸气产物和离心转鼓底物可与骤冷混合物和第二骤冷液分离，其中离心转鼓底物可包含焦炭、焦油或其混合物的至少一部分。离心转鼓底物可以从离心分离器转鼓的第一出口回收。再循环流体可以通过离心分离器转鼓的再循环流体入口切向地引入到离心分离器转鼓的截头圆锥形内壁上，其中再循环流体包括离心分离器转鼓底物的至少一部分。可测量第一出口和再循环流体入口之间的离心分离器转鼓底物流量，和当离心分离器转鼓底物流量是采用再循环的清洁底物材料的最大再循环速率的≤90％时可增加第二骤冷液的流量。在其中包括将第二骤冷液和/或底物料流的再循环引入离心分离器的这些和其他方面中，引入这些料流中的一个或两个可以设置为使固体在分离器中以向下移动的方式运动但不明显改变向下移动的固体的温度。
附图说明
为了能够详细理解本发明的上述特征的方式，可以通过参考实施方案对以上简要概括的本发明进行更具体的描述，其中一些在附图中示出。然而，应当注意附图仅示出了本发明的典型实施方案，因此不应被视为对其范围的限制，因为本发明可以允许其他同样有效的实施方案。
图1是根据所描述的一个或多个实施方案的从蒸汽裂解器流出物中去除焦炭和焦油的方法的示意性流程图。
图2描绘了所例举离心转鼓分离器的等轴侧视图。
发明详述
应当理解，以下公开内容描述了用于实现本发明的不同特征、结构和/或功能的几个示例性实施方案。下面描述组件、设置和配置的示例性实施方案以简化本说明书；然而，这些示例性实施方案仅作为实施例提供并且不旨在限制本发明的范围。此外，本说明书可以在各个示例性实施方案中以及在本说明书提供的附图中重复引用数字和/或字母，例如，用于在每个附图中执行类似功能的特征。这种重复是为了简单和清楚的目的，其本身并不规定图中讨论的各种示例性实施方案和/或配置之间的关系。此外，在不脱离本公开内容的范围的情况下，以下呈现的示例性实施方案可以以任何方式组合进行组合，即来自一个示例性实施方案的任何元件可以用于任何其他示例性实施方案中。
定义
如本文所用，术语“蒸汽裂解器石脑油”或“SCN”是指在石脑油沸程中沸腾的蒸汽裂解器流出物中存在的分子。例如，化合物(包括烯烃)的混合物具有≥75.0wt.％含氢和碳的分子，及该混合物不少于10.0wt.％的常压沸点<175℃且该混合物不少于95.0wt.％的常压沸点≤260℃，其中沸程根据ASTM标准D86测量并且重量百分比基于混合物的重量。
如本文所用，术语“蒸汽裂解器瓦斯油”或“SCGO”是指来自烃热解过程的流出物馏分，其为液态含烃馏出物，其中超过5.0wt.％馏出物的常压沸点>260℃，沸程根据ASTM标准D86测量，和重量百分比基于馏出物的重量。
如本文所用，“wt.％表示重量百分比。除非另有说明或指示，否则本文表达的所有范围均应包括两个端点。
在一些实例中，可以通过使含有焦炭、焦油或其混合物的炉流出物与第一骤冷液接触以产生骤冷的混合物来从炉流出物中去除沉积物诸如焦炭和焦炭前体(统称为“焦炭”)、焦油或其混合物，其中第一骤冷液可包含蒸汽裂解器石脑油、蒸汽裂解器瓦斯油、第一蒸汽裂解器骤冷油或其混合物。第一骤冷液可以是非水性的，其中术语“非水性骤冷液”是指含有≤1wt.％的水，例如≤0.1wt.％，例如≤0.01wt.％，或≤0.001wt.％，或更少的骤冷液。可以将骤冷的混合物引入离心分离器转鼓中。使用非水性骤冷液作为第一(和/或第二)减少了如果使用水性骤冷液时几种相分离难度的影响，例如不可预测的相比重和焦炭颗粒表面张力的增加。可从骤冷的混合物中分离出主要处于气相的产物(“蒸气产物”)和离心转鼓底物，其中离心分离器转鼓底物包含焦炭、焦油或其混合物的至少一部分。在这种情况下使用的术语“主要处于气相”是指≥90wt.％的蒸气产物处于气相，≤10wt.％的处于液相和/或固相，例如≤5wt.％，或≤1wt.％，或≤0.1wt.％。离心分离器转鼓底物可以从离心分离器转鼓中回收。
考虑到包含除焦流出物和热解流出物的炉流出物的多相本质，就像至少一部分炉管正在进行在线除焦时的情况一样，令人惊讶和出乎意料地发现可以使用一个或多个离心分离器转鼓将焦炭和/或焦油从这种炉流出物中去除。在线除焦期间从炉流出物或其一部分中去除焦炭和/或焦油可以减少或防止下游设备，例如水骤冷系统和/或油分馏器内的结垢。
在一些实例中，可将包含蒸汽裂解器石脑油、蒸汽裂解器瓦斯油、蒸汽裂解器骤冷油或其混合物的第二骤冷液引入包含骤冷混合物的离心分离器转鼓中。由于预计这样做会进一步增加炉流出物的多相本质，令人惊讶和出乎意料的是将第二骤冷液引入离心分离器转鼓中可以减少焦油和/或焦炭在作为分离器转鼓顶部物料导出的料流中的夹带。通过添加第二骤冷液来控制液体/蒸气分离中的液体组成令人惊讶地允许控制夹带在出口中的焦炭和焦油底物。第一和/或第二骤冷液可以是非水性骤冷液。尽管使用了术语“骤冷液”，但本领域技术人员将理解骤冷液不必完全处于液相。例如，在本发明的范围内，除了液相材料之外，骤冷液还包含至少一些气相材料和/或至少一些固相材料。例如，在某些骤冷液中≥75wt.％的骤冷液处于液相中，例如≥90wt.％，例如≥95wt.％，或≥99wt.％。在其中骤冷液包含很少固体或不含固体的情况下，该骤冷液可称为骤冷流体。第二骤冷流体可具有与第一骤冷流体基本相同的组成，但这不是必需的。
在一些实例中，炉流出物可以在蒸汽裂解过程中产生。这种蒸汽裂解过程可以使用含有≥50wt.％烃的烃原料，基于烃进料的重量。在一些实例中，烃进料可含有≥50wt.％，例如≥75wt.％，例如≥90wt.％的具有2至6个碳原子数，例如2至4个碳原子的石脑油和/或烷烃(包括异烷烃、环烷烃等)。在其他实例中，烃进料可含有约20wt.％至80wt.％乙烷和约80wt.％至约20wt.％丙烷，基于烃进料的重量。在其他实例中，烃进料可含有约0wt.％至100wt.％乙烷和约0wt.％至约100wt.％丙烷，基于烃进料的重量。在一些实例中，烃进料可包含C2至C6分子的混合物。在一些实例中，烃进料可以是来自液体裂解过程的再循环料流和/或来自天然气田的新鲜进料料流。源自这些中一种或多种的进料，例如，通过额外处理和/或分离的进料，都在本发明的范围内。
本发明不限于在1巴(绝对)压力和25℃的温度下主要是气相的烃进料。例如，在某些方面烃进料包括瓦斯油、减压瓦斯油、原油、渣油或渣油混合物中的一种或多种；包括含有约≥0.1wt.％沥青质的那些。合适的原油包括例如高硫原始原油，例如富含多环芳烃的那些。当到蒸汽裂解炉的进料包含一种或多种此类重质进料时，通常炉流出物在初级分馏塔或骤冷塔上游经历一次或多次初始分离，例如以除去蒸汽裂解器焦油，即使在不使用在线除焦时。参见，例如，公开号为WO 2018/111573的PCT专利申请中公开的焦油分离罐。当使用在线除焦时，预计这种分离罐将除去除焦流出物中，以及因此地，炉流出物中存在的至少一部分焦炭和焦油。然而，当希望从蒸汽裂解过程中省略焦油分离罐时和/或当相对于焦油分离罐所能达到的量需要增加焦油的分离量时，本发明的方法、装置和系统可用作处理此类重质进料时的附加或替代分离。
在热解模式期间，烃进料可在热解之前与稀释剂组合以产生稀释剂-进料混合物。将稀释剂-进料混合物在炉的对流段加热，和将经加热的进料-稀释剂混合物引入在热解模式条件下操作的炉管(也称为辐射管或辐射盘管)。例如，稀释剂可以包括，例如，≥95wt.％的水，基于稀释剂的重量。在一些实例中，烃进料和稀释剂可以组合以提供≥1wt.％稀释剂的稀释剂量，基于稀释剂-进料混合物的重量，例如≥25wt.％。在热解模式中，稀释剂-进料混合物可以通过将进料与蒸汽结合来生产，例如在烃进料中每kg烃约0.2至约4kg蒸汽的比率下。在一些实例中，烃进料可包括≥95wt.％烃，并且蒸汽的量在约0.4kg蒸汽每kg烃进料至约0.6kg蒸汽每kg烃进料的范围内。在一些实例中，可以增加烃进料和稀释剂的量以增加工艺料流的量，但是蒸汽的相对量(蒸汽的kg数除以烃进料的kg数)基本上是恒定的，例如，最终值(蒸汽的kg数除以进料的kg数)在初始值的±5％内，例如在(蒸汽的kg数除以烃进料的kg数)的初始值的约±1％内。
在一些实例中，可以将烃进料导引至具有至少两个主要段：对流段和辐射段的蒸汽裂解炉。烃进料进入炉的对流段，在那里其被加热并至少部分蒸发，例如通过与来自辐射段的热烟气的间接接触和/或通过与稀释剂的直接接触，稀释剂可以添加到烃进料以产生进料-稀释剂混合物。
任选地，特别是当使用重质进料例如含渣油的进料时，蒸汽裂解炉可以与至少一个气/液分离装置(通常称为闪蒸槽或闪蒸罐)集成，用于使蒸汽裂解器进料或进料-稀释剂混合物提质。当基于烃进料重量该烃进料包含≥约0.1wt.％的沥青质时，例如≥约5.0wt.％，这种气/液分离器装置可以是合适的。可以利用常规的气/液分离装置来做到这一点，但本发明不限于此。这种常规气/液分离装置的实例包括专利号为7,138,047；7,090,765；7,097,758；7,820,035；7,311,746；7,220,887；7,244,871；7,247,765；7,351,872；7,297,833；7,488,459；7,312,371和7,235,705的美国专利中公开的那些。合适的气/液分离装置也公开于专利号为6,632,351和7,578,929的美国专利中。通常，当使用气/液分离装置时，离开装置的气相的组成可以与进入装置的气相的组成基本相同，同样地，离开闪蒸罐的液相的组成可以与进入装置的液相的组成基本相同。气/液分离装置中的分离可以是进入该罐的两个相的物理分离。
在热解模式期间，进料-稀释剂混合物可以从对流段导引至辐射段，其中至少一部分进料暴露在>400℃的温度下以通过热解将混合物中烃分子的至少一部分转化。任选地，进料-稀释剂混合物可以通过交叉管道(crossover piping)被导引至辐射段。辐射段中合适的热解条件包括，例如，将进料-稀释剂混合物暴露于>400℃的温度(在辐射出口处测量)，例如在400℃至900℃的范围内，和>0.1巴(绝对)的压力，持续在约0.01秒至5.0秒范围内的停留时间。例如，蒸汽裂解条件可以包括以下中的一种或多种：(i)温度≥760℃(例如，在760℃至880℃的范围内)；(ii)压力>0.5巴(绝对(例如，约1至约5巴(绝对))，或(iii)约0.1至约2秒的停留时间。
在线除焦期间，除焦在某些炉管(其中不存在烃进料的除焦管)中进行，而同一炉中的其他管保持在热解模式操作(热解管)。这种形式的除焦使用除焦流体去除诸如焦炭的沉积物，除焦流体不含空气，但反而包含水和有时无水的低压蒸汽。在没有炉管进行除焦的间隔期间，校准作为再循环返回到分离器转鼓的底物的质量流量和/或速度可能是合乎需要的。在该间隔期间，底物(包括再循环到分离器转鼓的那部分底物)可以被认为是“清洁的”，这是因为转鼓底物中的固体量远小于当至少有一些炉管以在线除焦模式操作时存在的量。由于在清洁的底物中几乎没有固体存在，因此不会遇到在导出和/或再循环载有固体的底物时所遇到的困难。随着分离器转鼓底物中固体量的增加，这些困难包括(i)可再循环的分离器转鼓底物的量减少和(ii)再循环到分离器的底物的速度降低。因此，本发明的某些方面包括在分离器转鼓底物清洁时(即，当没有炉管于在线除焦模式下操作时)的间隔期间建立最大分离器再循环质量流量和/或最大分离器再循环速度。在这些和其他方面，可响应于再循环到分离器转鼓的底物的质量流量和/或速度的降低或增加而调节(或以其他方式调制)第二骤冷液的流量，特别是当至少一些炉管以在线除焦模式操作时。例如，当引入到分离器转鼓中的再循环底物的质量流量和/或速度是当底物材料清洁时再循环的预定最大质量流量和/或再循环的最大速度的≤95％时，例如≤90％或≤75％，可以增加第二骤冷液的质量流量。换句话说，可以调节第二骤冷液的流量(质量基础)以将进入离心分离器转鼓的再循环的质量流量和/或流速保持在从采用清洁底物材料的最大再循环质量流量和/或速度的70％至95％的预定范围内，例如从90％至99％，例如从90％至95％。在这些和其他方面，可以调节(或以其他方式调制)第二骤冷液流量以保持在离心分离器转鼓底物中≤0.9wt.％的固体含量，例如≤0.8wt.％，例如≤0.7wt.％，或≤0.5wt.％，或在0.1wt.％到0.9wt.％的范围内。
辐射段产生的流出物或炉流出物可被导出，和一般可含有例如瓦斯油、石脑油、尾气、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、苯、粗C4烃、分子氢、焦炭(尽管在线除焦期间焦碳量增加)、乙炔、酸性气体如H2S和/或CO2、硫醇、汽油沸程烃的混合物(可提质以生产车用汽油)、焦油产品以及进料-稀释剂混合物中未转化的组分，例如未转化的蒸汽。炉流出物可以被骤冷，例如通过将炉流出物与骤冷液结合以产生温度低于炉流出物温度的工艺流，该工艺流可以包括液相和气相。在引入第一骤冷液之前，炉流出物中的液相材料的含量为0wt.％至60wt.％，例如从0wt.％至40wt.％，或0wt.％至30wt.％。在引入第一骤冷液之后，炉流出物包含的液相材料的量为0.001wt.％至60wt.％，例如0.001wt.％至40wt.％，或0.001wt.％至30wt.％。
图1描绘了用于从蒸汽裂解炉流出物中去除焦炭、焦油或其混合物的例证性系统100的示意图，如在热解模式期间可能发生的及在更大程度上是当至少一部分蒸汽裂解炉管以在线除焦模式操作时。经由管线101的含有焦炭、焦油或其混合物的炉流出物与经由管线103的第一骤冷液可以混合、共混、结合或以其他方式接触以产生经由管线105的骤冷混合物。第一骤冷液可包含蒸汽裂解器石脑油、蒸汽裂解器瓦斯油、蒸汽裂解器骤冷油或其混合物。在一些实例中，代替使用蒸汽裂解器石脑油、蒸汽裂解器瓦斯油、蒸汽裂解器骤冷油或其混合物或除了使用蒸汽裂解器石脑油、蒸汽裂解器瓦斯油、蒸汽裂解器骤冷油或其混合物之外，可使用一种或多种效用流体产品。合适的效用流体产品可包括专利号为9,090,836；9,637,694和9,777,227的美国专利；和公开号为WO 2018/111574的国际专利申请中公开的那些。
骤冷的混合物可包括约10wt.％至约95wt.％骤冷液，以炉流出物和骤冷液的总重量计。在一些实例中，管线101中的蒸汽裂解器流出物可处于≥300℃、≥400℃、≥500℃、≥600℃、或≥700℃、或≥800℃，或更高的温度。在某些方面，当最初与骤冷液接触时，管线101中蒸汽裂解器流出物的温度可以在约425℃至850℃的范围内，例如约450℃至约800℃。在一些实例中，管线103中的骤冷液可以处于≤200℃、≤175℃、≤150℃、≤100℃、或≤50℃、或≤30℃或更低的温度。在某些方面，当最初与炉流出物接触时，管线103中骤冷液的温度可以在约100℃至200℃的范围内，例如约135℃至约200℃。在一些实例中，第一骤冷液在接触炉流出物之前可以是液体、气体或液体和气体的混合物。在一些实例中，至少一部分第一骤冷液可在接触炉流出物时蒸发。在一些实例中，一部分汽化骤冷液可包含蒸汽裂解器石脑油。
可以通过管线105将骤冷的混合物引入离心转鼓分离器200中。蒸气产物可以通过管线203从离心转鼓分离器200中分离。蒸气产物可含有减少量的焦炭、焦油及其混合物并可被引入一个或多个分馏器、分离罐、结合的骤冷塔和初级分馏器、压缩机、污染物脱除单元例如CO2和/或H2S脱除单元、乙炔转化器等。在一些实例中，可以根据公开号为US2014/0357923的美国专利申请中公开的方法和系统来分离可以与蒸气产物分离的产物。包含至少一部分焦炭、焦油及其混合物的主要液相混合物产物(“离心分离器转鼓底物”)可以通过管线205从离心转鼓分离器200中分离。可以使用至少一个泵220将管线205中离心分离器转鼓底物的一部分再循环到离心转鼓分离器200。分流管线207和209可用于促进离心转鼓底物中固体的运输(例如，通过冲洗)。分流管线207和209可重新汇合以正好在垂直定向的管线211(向上定向的流动，例如，在上支管中)到再循环流体入口230之前形成管线211。可以使用流量计225，例如楔形流量计测量管线211中离心分离器转鼓底物的流量。来自管线211的离心分离器转鼓底物的一部分可以通过再循环流体入口230再循环到离心转鼓分离器200。在一些实例中，再循环流体入口230可以是沿着离心转鼓分离器200的倾斜壁240的切向入口。已经观察到这样做可以减少转鼓中固体对分离器转鼓的侵蚀。此外，令人惊讶且出乎意料地发现沿离心转鼓分离器200的倾斜壁240引入至少一部分再循环的离心分离器转鼓底物可增强液体/蒸气分离。
第二骤冷液可以通过管线210引入离心转鼓分离器200中。流量计215可以测量第二骤冷液进入离心转鼓分离器200的流量。此外，当离心分离器转鼓底物流量是最大流量的≤70％、≤75％、≤80％、≤85％或≤90％时，可以增加第二骤冷液的流量。随着额外的焦炭或焦油颗粒积聚在管线205、207、209和211中，尤其是当额外的焦炭和焦油颗粒被引入离心转鼓分离器200时，例如在炉的在线除焦期间，离心转鼓底物的流量会降低。额外的骤冷液可用于保持≤2wt.％，≤1wt.％，≤0.9wt.％，≤0.8wt.％，≤0.7wt.％，或≤0.6wt.％或在约0.2wt.％至约2wt.％的范围内，或约0.4wt.％至约0.9wt.％的离心分离器转鼓底物中固体含量；重量百分比基于离心分离器转鼓底物的重量。
某些方面包括控制系统，例如自动化控制系统例如在计算机和/或自动化过程控制设备控制下的系统。控制系统可用于在炉流出物中这些固体的量变化期间保持分离器转鼓底物中的固体(例如焦炭颗粒和焦油)的预定稀释度。这种变化可能发生在例如，一个或多个炉管进入在线除焦模式时，这会导致进行除焦的炉管中的焦炭剥落。例如，流体中固体的量(例如，颗粒负载和密度)可以通过经由入口230返回到分离器转鼓的再循环的质量流量和/或速度来监测。质量流量和/或速度可以通过位于向上定向的返回管线211之前分离器转鼓的底部附近布置的楔形流量计225测量。管线211的向上定向段的长度通常与分离器转鼓的高度相当(如沿管线210进入分离器转鼓200的入口和入口105之间的概念垂直线所测量的。在某些方面，管线211的向上定向段的长度在分离器转鼓高度的约0.5倍至分离器转鼓高度的约2倍的范围内，例如约0.75倍至1.25倍。随着分离器转鼓底物中固体含量的增加，固体(通常以颗粒形式)将在管线211中积聚，从而导致额外的摩擦压降和静压头。这些又可以依次增加泵排放压头的量，并限制泵220的泵流量。当由流量计225测量的流量下降到低于预定阈值时，通过向图1所示的流量计和控制阀215的组合发出信号，控制系统使第二骤冷液经由管线210额外注入分离器转鼓220中(例如，在靠近分离器转鼓200的引导部的位置处)。类似地，在管线211的流动中的浓缩焦油将增加密度、粘度和静压头，从而导致泵排放压头增加，流速降低。在某些方面可以通过启动或增加第二骤冷液向分离器转鼓中的注入来减缓这种状况。这可以自动进行，例如，通过自动控制系统，从而导致焦油在从转鼓底物中的自动稀释。泵220的叶轮腐蚀也会导致流动减少，自动控制系统可以通过增加第二骤冷液的注入来解决该问题。这样做可以减少颗粒负载，其依次降低侵蚀速率。因此，再循环液体通过入口230到分离器转鼓200的降低再循环流动可自动增加第二骤冷液的流动，其依次自动克服固体分离难度。
本发明的某些方面包括将第二骤冷液注入离心分离器转鼓的引导区域。已经发现这样做有利于通过系统保持一些一致的净化。例如，第二骤冷液可以在引导部中与分离的焦油、焦炭颗粒等结合，以产生底物料流。在这些和其他方面，至少一部分底物料流可作为经由底物回路的再循环返回到分离器转鼓。通常，如图1所示引入第二骤冷液和/或底物料流的再循环部分使固体在离心分离器转鼓中以向下移动的方式运动但不明显改变向下移动的固体的温度。例如，离心分离器转鼓中向下移动的固体可在入口230正上方的位置处表现出温度T1，并且在用于去除底物料流205的分离器转鼓出口处表现出温度T2。温度差T1-T2通常是≤200℃，例如≤100℃，例如≤50℃，或≤25℃，或≤10℃，或≤5℃。在某些方面，T1-T2在从-10℃(即，可以发生轻微升温)到50℃的范围内，例如1℃到25℃，或5℃到25℃。
通常，底物回路包括用于指示的再循环和用于将底部料流的至少另一部分导出用于储存和/或进一步处理所配置的管道。已观察到图1所示的底物回路的性配置减少(或者甚至最小化侵蚀同时也促进单个泵和泵过滤器的清洁和维护。尽管其他底物回路配置也在本发明的范围内，但图1的底物回路有利地将油、焦油和焦炭颗粒输送通过一个或多个泵，该泵被设计为保持一致的底物流量用于焦炭颗粒的稀释和悬浮，即使在大量剥落的情况(例如，意外的除焦干扰)。底物回路通常以0.1m/s至10m/s，例如0.25m/s至5m/s，例如0.5m/s至3m/s的速度实现再循环通过其入口进入分离器转筒的流动。已经观察到对于大范围的在线除焦配置，0.5m/s至3m/s范围内的速度通常实现了(i)减少颗粒沉降和(ii)减少分离器转鼓中侵蚀的有利平衡。
在一些实例中，第二骤冷液在被引入离心转鼓分离器200之前可以是液体、气体或液体和气体的混合物。在一些实例中，≥90wt.％，≥95wt.％，≥98wt.％，或≥99wt.％的第二骤冷液可以是液体，基于第二骤冷液的重量。在一些实例中，第二骤冷液可以是或包括，但不限于蒸汽裂解器石脑油、蒸汽裂解器瓦斯油、蒸汽裂解器骤冷油或其混合物。
在一些实例中，第一骤冷液、第二骤冷液和离心分离器转鼓底物各自可以是非水性的，例如，各自可以包含≤1wt.％，≤0.5wt.％，≤0.25wt.％，或≤0.1wt.％水，分别基于第一骤冷液、第二骤冷液或底物流的重量。
在一些实例中，焦炭、焦油及其混合物可以使用焦油和焦炭排放系统250从离心分离器转鼓底物去除。离心分离器转鼓底物的一部分可以从管线211重新导向到焦油和焦炭排放系统250。在一些实例中，焦油和焦炭排放系统250可包含分馏塔，该分馏塔在底部具有闪蒸区分离器和焦油过滤器以手动分离焦油和焦炭并去除焦炭。在一些实例中，焦油和焦炭排放系统250可以包括一组用于沉降和处置的罐。在一些实例中，焦油和焦炭排放系统250可以包括过滤器系统。此外，液位控制器260可以指示去除过量离心分离器转鼓底物的需要。当泵220的排放速率下降时，表明重固体负载，额外的新鲜骤冷液可以通过控制阀和流量计215泵入靠近离心转鼓分离器200的引导部的位置。结果，液位增加，和然后管线211上的排放控制阀可以从系统中去除流体以用新鲜的骤冷液替换严重结垢的再循环物。
图2例举性地公开了离心转鼓分离器300的等距视图。离心转鼓分离器300可包括第一端或“顶部”302、第二端或“底部”304、第一或“分离”段305和第二或“排放”段315。分离段305可具有第一端或“顶部”307、第二端或“底部”309、与内部容积303流体连通的一个或多个入口(一个显示为311)和一个或多个出口(一个显示为313)。一个或多个入口311可设置在顶端307和底端309之间、顶端307周围或其组合。一个或多个出口313可设置在顶端307周围、顶端307和底端309之间、或其组合。如本文所用，术语“顶”和“底”、“前”和“后”、“左”和“右”以及其他类似术语仅用于从图2所示的方向看时关于分离器300方便指代相对于彼此的空间取向或空间关系。。
排放段315可具有第一端或“顶部”317和第二端或“底部”319。顶部317可以连接到分离段305的底部309。排放段315还可以包括与内部容积303流体连通的一个或多个出口(一个显示为321)和一个或多个入口(一个显示为323)。一个或多个出口321可设置在顶部317和底部319之间、底部319周围或其组合。一个或多个入口323可设置在顶部317和底部319之间、底部319周围或其组合。在一些实例中，一个或多个入口323中的至少一个可以设置在一个或多个入口311和排放段315的底部319之间。
在一些实例中，分离器300可以包括一个或多个再循环流体入口343并且可以是或包括穿过排放段315的壁设置的一个或多个开口或端口。在一些实例中，再循环流体入口343可以与排放段315的壁相切。
一个或多个流体入口311、323、一个或多个再循环入口343和一个或多个出口313、321的横截面形状可以是任何合适的几何形状。例如，如果分离器300包括多个流体入口311、323，则入口311、323中的任意两个入口和与其相关联的开口的横截面形状可以彼此相同或不同。例举性的横截面形状可以包括但不限于圆形、卵形、椭圆形、三角形、矩形、具有三个或更多个边的任何其他多边形、具有弯曲边的任何其他形状或具有弯曲和直边的任何组合的任何其他几何形状。
任意数量的入口，例如入口311、323和/或再循环流体入口343，可以与内部容积303流体连通。例如，分离器300可包括1至100个或更多个流体入口311、323或再循环流体入口343，它们穿过排放段315的壁、分离段305的壁设置或它们的组合。
分离器300，例如分离段305、排放段315、入口311、323、出口313、321和/或再循环流体入口343可以由具有合适的刚性、强度和/或其他所需特性的任何材料或材料组合制成。例举性的材料可包括但不限于金属、金属合金、聚合物或塑料、玻璃、玻璃纤维或它们的任何组合。优选地，分离器300可由一种或多种金属或金属合金例如钢、不锈钢、碳钢、镍合金等制成。
分离段和排放段305、315的横截面形状可以是任何合适的几何形状。分离段305和排放段315的截面形状可以相同或不同。例举性的横截面形状可以包括但不限于圆形、卵形、椭圆形、三角形、矩形、具有三个或更多个边的任何其他多边形、具有弯曲边的任何其他形状或具有弯曲和直边任何组合的任何其他几何形状。
分离段305和/或排放段315可以具有恒定或可变的横截面。例如，分离段305的横截面可以是从顶部307到底部309具有恒定直径的圆形以提供圆柱形分离段305，以及排放段315的横截面可以是从顶部317到底部319具有可变直径的圆形以提供锥形或截头圆锥形排放段327。在另一个实例中，分离段305的横截面可以是从顶部307到底部309具有可变直径的圆形以提供锥形或截头圆锥形分离段327，以及排放段315的横截面可以是从顶部317到底部319具有可变直径的圆形以提供彼此相对的两个圆锥形段或截头圆锥段。在又一个实例中，分离段305和排出段315的横截面都可以是圆形的及分离段305和排出段315具有相同的直径或不同的直径。
在一些实例中，锥形或截头圆锥形分离段327的内壁或表面的角度或斜度可以是约45°至约80°，相对于锥形或截头圆锥形分离段307的底部。例如，锥形或截头圆锥形分离段327的角度或斜度可以是约45°，约55°，约60°，约65°，约68°，约70°，约72°或约75°，相对于圆锥形或截头圆锥形分离段327的底部。在一些实例中，圆锥形或截头圆锥形分离段327可具有约45°，约55°，约60°，约65°和约68°至约72°或约80°的角度，相对于圆锥形或截头圆锥形分离段327的底部。
在一些实例中，分离段305、排放段315或两者的内表面可以涂覆有一层或多层光滑或低摩擦涂层。示例性涂层材料可以是或包括，例如聚四氟乙烯。可商购的涂层材料包括可从
Figure BDA0003209803380000171
Company获得的
Figure BDA0003209803380000172
排放出口321可以具有任何期望的横截面形状。排放出口321可以具有任何期望的横截面积。例如，在至少一个实例中，排放出口321的横截面积与分离段305的横截面积之比可为约1:1，约1:1.5，约1:2，约1:2.5，约1:3，约1:3.5，约1:4，约1:4.5，约1:5，约1:5.5，约1:6，约1:6.5，约1:7,约1:7.5，约1:8，约1:8.5，约1:9，约1:9.5或约1:10。
在一些实例中，排放调节装置，例如阀门，可以设置在入口323之上、之中或以其他方式与该入口连通以调制或控制将骤冷液引入分离器300的速率。例证性的排放调节装置可包括但不限于旋转式气闸阀、台式进料器、圆盘进料器、滑阀等。
在一些实例中，流量计可以与入口323流体连通。流量计可以测量将骤冷液引入分离器300的速率。在一些实例中，再循环流体入口343可以与出口321流体连通。在一些实例中，流量计可与再循环流体入口343和出口321流体连通。流量计可以测量离心转鼓底物流过再循环回路的速率。
分离器300，例如分离段305、排放段315、入口311、323、343和出口313、321的尺寸以及入口311、323和343以及出口313、331的数量可以至少部分地基于炉流出物的特定组分，通过管线311引入炉流出物的速率。在一些实例中，炉流出物可在引入分离器300之前骤冷。在一些实例中，可构造分离器300以提供能够经由管线311接收约1kg/hr至约500,000kg/hr或更多炉流出物的内部容积303。在另一个实例中，可构造分离器300以提供能够经由管线311接收从下限约10kg/hr，约1,000kg/hr或约10,000kg/hr至上限约30,000kg/hr，约40,000kg/hr，约50,000kg/hr，约60,000kg/hr，约70,000kg/hr，150,000kg/hr，300,000kg/hr或约500,000kg/hr炉流出物的内部容积。有利地，分离器300的内部容积通常远小于常规分离器转鼓的内部容积，常规分离器转鼓被配置为接收来自基本上相同容量但完全以热解模式或除焦模式(即，无在线除焦)操作的蒸汽裂解炉的除焦流出物。例如，分离器300的内部容积通常≤0.9倍常规分离器的内部容积，例如≤0.75倍，或≤0.5倍，或≤0.25倍，或≤0.1倍常规分离器的内部容积。在这些和其他实例中，单级分离器300的最大内径通常≤0.9倍常规分离器的最大内径，例如≤0.75倍，或≤0.5倍，或≤0.25倍，或≤0.1。
分离器300可在约135℃，约150℃或约165℃至约180℃，约190℃或约200℃的温度下操作。分离器300可在高于大气压约0.1kPa，约0.5kPa或约1kPa至约1,000kPa，约2,000kPa或约3,000kPa的压力下操作。在一些实例中，分离器300可以在高于大气压约50Pa，约150Pa或约300Pa至约700Pa，约1,000Pa或约2,500Pa的压力下操作。
经由管线311引入分离器300内的炉流出物的停留时间可取决于一种或多种因素。例如，炉流出物的特定停留时间可取决于炉流出物中颗粒的大小、分离器300内的温度、炉流出物以及第一和第二骤冷液的组成、分离器300内的压力，蒸气产物和离心分离器转鼓底物通过分离器300的流量。炉流出物在分离器300内的停留时间可为约1秒，约5秒或约10秒至约20秒，约30秒，约60秒或约120秒。例如，炉流出物在分离器300内的停留时间可为约1秒至约60秒或约1秒至约20秒。
已经使用一组数值上限和一组数值下限描述了某些实施例和特征。应当理解，除非另有说明，否则涵盖包括任何两个值的组合的范围，例如任何较低值与任何较高值的组合、任何两个较低值的组合和/或任何两个较高值的组合。某些下限、上限和范围出现在以下一项或多项权利要求中。所有数值都是“大约”或“大约”指示值，并考虑了本领域普通技术人员预期的实验误差和变化。
上面已经定义了各种术语。如果权利要求中使用的术语未在上面定义，则应给出相关领域内人员给出的该术语的最广泛定义，如反映在至少一份印刷出版物或已授权专利中的定义。此外，本申请中引用的所有专利、测试程序和其他文件均通过引用完全并入，只要此类公开与本申请不矛盾，并且适用于允许此类并入的所有司法管辖区。
虽然前述内容是针对本发明的实施例，但在不脱离其基本范围的情况下可以设计本发明的其他和进一步的实施例，并且其范围由所附权利要求书确定。

Claims (25)

1.一种炉流出物提质方法，包括：
使炉流出物与第一骤冷液接触以产生骤冷的混合物，其中(i)至少一部分炉流出物在蒸汽裂解炉中产生，(ii)炉流出物包含焦炭和/或焦油，和(iii)第一骤冷液包含第一蒸汽裂解器石脑油、第一蒸汽裂解器瓦斯油和第一蒸汽裂解器骤冷油中的一种或多种；
将骤冷的混合物引入离心分离器的第一入口；
从骤冷的混合物中分离蒸气产物和离心分离器底物，其中离心分离器底物包含至少一部分焦炭和/或至少一部分焦油；以及
从离心分离器的第一出口回收离心分离器底物。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在第二骤冷液流量下将第二骤冷液引入离心分离器的第二出口，其中第二骤冷液包括第二蒸汽裂解器石脑油、第二蒸汽裂解器瓦斯油和第二蒸汽裂解器骤冷油中的一种或多种。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，还包括通过离心分离器的再循环流体入口将离心分离器底物的再循环部分切向地引入到离心分离器的截头圆锥形内壁上。
4.根据权利要求3所述的方法，其中截头圆锥形内壁相对于截头圆锥形内壁的底部成约45°至约80°的角度。
5.根据权利要求3或4所述的方法，还包括在第一出口和再循环入口之间的位置处测量离心分离器底物的质量流量。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括当离心分离器底物的质量流量和/或速度是采用清洁底物材料的最大再循环达到的≤90％时增加第二骤冷液的流量(质量基准)。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，还包括控制第二骤冷液的质量流量以保持离心分离器底物中≤0.9wt.％的预定固体含量。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，还包括从离心分离器的第二出口回收蒸气产物。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中(i)炉流出物包括除焦流出物和(ii)当炉流出物与第一骤冷液接触时炉流出物的温度为约180℃至400℃。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中当炉流出物与第一骤冷液接触时第一骤冷液的温度为约30℃至200℃。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中第一骤冷液和第二骤冷液各自包含≤1wt.％的水，分别基于第一骤冷液或第二骤冷液的重量。
12.一种从炉流出物中去除焦炭、焦油或其混合物的方法，包括：
使包含焦炭和/或焦油的炉流出物与第一骤冷液接触以产生部分骤冷的混合物，其中第一骤冷液包含第一蒸汽裂解器石脑油、第一蒸汽裂解器瓦斯油和第一蒸汽裂解器骤冷油中的一种或多种；
将部分骤冷的混合物引入离心分离器的第一入口；
将离心分离器中部分骤冷的混合物与第二骤冷液结合以产生骤冷的混合物，将第二骤冷液以第二骤冷液质量流量引入离心分离器的第二入口，其中第二骤冷液包含第二蒸汽裂解器石脑油、第二蒸汽裂解器瓦斯油和第二蒸汽裂解器骤冷油中的一种或多种；
从骤冷的混合物中分离蒸气产物和离心分离器底物，其中离心分离器底物包含至少一部分焦炭和/或至少一部分焦油；
从离心分离器的第一出口回收离心分离器底物；
通过离心分离器的再循环入口将至少一部分离心分离器底物切向地再循环到离心分离器的截头圆锥形内壁上；
在第一出口和再循环入口之间的位置测量离心分离器底物质量流量；和
当离心分离器底物质量流量是采用清洁底物材料的最大再循环速率的≤90％时增加第二骤冷液的流量。
13.根据权利要求12所述的方法，其中截头圆锥形内壁相对于截头圆锥形内壁的底部成约45°至80°的角度。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其中离心分离器是离心分离器转鼓，和其中该方法还包括从离心分离器的第二出口回收蒸气产物。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中(i)该炉经历在线除焦，(ii)炉流出物包括除焦流出物，以及(iii)当炉流出物与第一骤冷液接触时炉流出物的温度为约180℃至400℃。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其中当炉流出物与第一骤冷液接触时炉流出物的温度为约30℃至200℃。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的方法，其中调节第二骤冷液的流量以保持离心分离器底物中≤0.9wt.％的固体含量。
18.根据权利要求17所述的方法，其中调节第二骤冷液的流量以保持离心分离器底物中0.4wt.％至0.9wt.％的固体含量。
19.根据权利要求12至18中任一项所述的方法，其中第一和第二骤冷液以及离心分离器底物各自包含≤1wt.％的水，分别基于第一骤冷液、第二骤冷液或底物料流的重量。
20.一种装置，包括：
分离器，分离器具有内部容积和包括分离段和排放段，分离段具有朝向分离器第一端布置的圆柱形内壁和排放段具有朝向分离器第二端布置的截头圆锥形内壁，其中截头圆锥形内壁相对于截头圆锥形内壁的底部成约45°至约80°的角度；
第一出口、第二出口、第一入口、第二入口、和与内部容积流体连通的再循环流体入口，其中第一出口和第一入口朝向分离器的第一端布置，第二入口和第二出口朝向分离器的第二端布置，和再循环流体入口布置在截头圆锥形内壁上，
与第二入口流体连通并被配置以测量第一流量的第一流量计，和
与再循环流体入口流体连通并被配置以测量再循环流体流量的再循环流体流量计。
21.根据权利要求20所述的装置，其中(i)再循环流体入口与第二出口流体连通，和(ii)第一入口被配置以接收来自以在线除焦模式操作的蒸汽裂解器的骤冷蒸汽裂解器流出物。
22.根据权利要求20或权利要求21所述的装置，还包括与第二出口流体连通的焦油和焦炭排放系统。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的装置，还包括与第二入口流体连通的第一阀，其中第一阀被配置以当再循环流体流量是采用再循环的清洁底物材料再循环的最大再循环速率的≤90％时增加第一流量。
24.根据权利要求20至23中任一项所述的装置，还包括与第二出口和再循环流体入口流体连通的至少一台泵。
25.一种用于提质炉流出物的方法，炉流出物来自以在线除焦模式操作的蒸汽裂解器，该方法包括：
使炉流出物与第一骤冷液接触以产生骤冷的混合物，其中第一骤冷液包括第一蒸汽裂解器石脑油、第一蒸汽裂解器瓦斯油、第一蒸汽裂解器骤冷油或其混合物，并且当炉流出物与第一骤冷液接触时炉流出物的温度是约180℃至400℃和第一骤冷液的温度是约30℃至200℃，其中炉流出物包含焦炭、焦油或其混合物；
将骤冷的混合物引入离心分离器转鼓的第一入口；
将包含第二蒸汽裂解器石脑油、第二蒸汽裂解器瓦斯油、第二蒸汽裂解器骤冷油或其混合物的第二骤冷液以第二骤冷液流量引入离心分离器转鼓的第二入口，其中离心分离器分离器转鼓包含骤冷的混合物；
将蒸气产物和离心转鼓底物与骤冷的混合物和第二骤冷液分离，其中离心转鼓底物包含至少一部分的焦炭、焦油或其混合物；
从离心分离器转鼓的第一出口回收离心转鼓底物；
通过离心分离器转鼓的再循环流体入口将再循环流体切向地引入到离心分离器转鼓的截头圆锥形内壁上，其中再循环流体包括离心分离器转鼓底物的至少一部分；
测量第一出口和再循环流体入口之间的离心分离器转鼓底物流量；和
当离心分离器转鼓底物流量是采用再循环的清洁底物材料再循环的最大再循环速率的≤90％时增加第二骤冷液的流量。
CN202080014233.0A 2019-02-15 2020-02-13 从炉流出物去除焦炭和焦油 Pending CN113423803A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962806274P 2019-02-15 2019-02-15
US62/806,274 2019-02-15
EP19179668 2019-06-12
EP19179668.9 2019-06-12
PCT/US2020/018092 WO2020168062A1 (en) 2019-02-15 2020-02-13 Coke and tar removal from a furnace effluent

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113423803A true CN113423803A (zh) 2021-09-21

Family

ID=69743992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080014233.0A Pending CN113423803A (zh) 2019-02-15 2020-02-13 从炉流出物去除焦炭和焦油

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11932816B2 (zh)
CN (1) CN113423803A (zh)
SG (1) SG11202107963RA (zh)
WO (1) WO2020168062A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4144441A1 (en) 2021-09-07 2023-03-08 OMV Downstream GmbH Apparatus and process for separating components of a multiphase hydrocarbon stream

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2776931A (en) * 1953-07-21 1957-01-08 Exxon Research Engineering Co Process and apparatus for quenching coker products
CN102770462A (zh) * 2010-02-24 2012-11-07 尤尼威蒂恩技术有限责任公司 用于从微粒分离出挥发物的设备和方法
CN204344199U (zh) * 2014-11-16 2015-05-20 重庆交通大学 可减缓机油乳化现象的离心吸附式发动机油气分离器
US20180238620A1 (en) * 2017-02-22 2018-08-23 Larry Baxter Air-Sparged Hydrocyclone For Cryogenic Gas Vapor Separation

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1683767A (en) * 1924-03-24 1928-09-11 Universal Oil Prod Co Process of treating oils
US3365387A (en) 1966-04-29 1968-01-23 Exxon Research Engineering Co Off-stream decoking of a minor portion of on-stream thermal cracking tubes
US3928186A (en) * 1973-07-24 1975-12-23 Boise Cascade Corp Combined pulp cleaning system including high and low pressure drop hydrocyclone cleaners
US4151083A (en) * 1974-09-10 1979-04-24 Dove Norman F Apparatus and method for separating heavy impurities from feed stock
US5681450A (en) * 1995-06-07 1997-10-28 Chitnis; Girish K. Reduced chaos cyclone separation
US6632351B1 (en) 2000-03-08 2003-10-14 Shell Oil Company Thermal cracking of crude oil and crude oil fractions containing pitch in an ethylene furnace
US6919017B2 (en) 2002-04-11 2005-07-19 Conocophillips Company Separation process and apparatus for removal of particulate material from flash zone gas oil
US7097758B2 (en) 2002-07-03 2006-08-29 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Converting mist flow to annular flow in thermal cracking application
US7138047B2 (en) 2002-07-03 2006-11-21 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for steam cracking heavy hydrocarbon feedstocks
US7090765B2 (en) 2002-07-03 2006-08-15 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for cracking hydrocarbon feed with water substitution
CN100564484C (zh) 2004-03-22 2009-12-02 埃克森美孚化学专利公司 蒸汽裂解重质烃原料的方法
US7244871B2 (en) 2004-05-21 2007-07-17 Exxonmobil Chemical Patents, Inc. Process and apparatus for removing coke formed during steam cracking of hydrocarbon feedstocks containing resids
US7247765B2 (en) 2004-05-21 2007-07-24 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Cracking hydrocarbon feedstock containing resid utilizing partial condensation of vapor phase from vapor/liquid separation to mitigate fouling in a flash/separation vessel
US7235705B2 (en) 2004-05-21 2007-06-26 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for reducing vapor condensation in flash/separation apparatus overhead during steam cracking of hydrocarbon feedstocks
US7488459B2 (en) 2004-05-21 2009-02-10 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Apparatus and process for controlling temperature of heated feed directed to a flash drum whose overhead provides feed for cracking
US7311746B2 (en) 2004-05-21 2007-12-25 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Vapor/liquid separation apparatus for use in cracking hydrocarbon feedstock containing resid
US7312371B2 (en) 2004-05-21 2007-12-25 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Steam cracking of hydrocarbon feedstocks containing non-volatile components and/or coke precursors
US7220887B2 (en) 2004-05-21 2007-05-22 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process and apparatus for cracking hydrocarbon feedstock containing resid
US7351872B2 (en) 2004-05-21 2008-04-01 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process and draft control system for use in cracking a heavy hydrocarbon feedstock in a pyrolysis furnace
US7297833B2 (en) 2004-05-21 2007-11-20 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Steam cracking of light hydrocarbon feedstocks containing non-volatile components and/or coke precursors
US20150152338A1 (en) * 2007-02-06 2015-06-04 Baker Hughes Incorporated Method for reducing quench oil fouling in cracking processes
US8864977B2 (en) 2008-07-11 2014-10-21 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for the on-stream decoking of a furnace for cracking a hydrocarbon feed
US8251227B2 (en) * 2010-04-16 2012-08-28 Kellogg Brown & Root Llc Methods and apparatus for separating particulates from a particulate-fluid mixture
JP2014503353A (ja) * 2010-12-30 2014-02-13 アイヴァンホー エナジー インコーポレイテッド 原料油の処理における分離のための方法、システム及び装置
US9090836B2 (en) 2011-08-31 2015-07-28 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Upgrading hydrocarbon pyrolysis products
US9505988B2 (en) * 2011-10-19 2016-11-29 Nalco Company Circulation aid for primary fractional quench loops
WO2013112965A1 (en) * 2012-01-27 2013-08-01 Saudi Arabian Oil Company Integrated hydrotreating and steam pyrolysis process for direct processing of a crude oil
WO2014193492A1 (en) 2013-05-28 2014-12-04 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Vapor-liquid separation by distillation
CN106414673B (zh) 2014-04-30 2018-08-03 埃克森美孚化学专利公司 提质烃热解产物
US9637694B2 (en) 2014-10-29 2017-05-02 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Upgrading hydrocarbon pyrolysis products
DE102016007548A1 (de) * 2015-11-06 2017-05-11 Hans-Joachim Boltersdorf Zyklonsystem
US10767122B2 (en) * 2015-11-30 2020-09-08 Sabic Global Technologies B.V. Method for producing high-quality feedstock for a steam cracking process
WO2018065922A1 (en) * 2016-10-07 2018-04-12 Sabic Global Technologies B.V. Process and a system for generating hydrocarbon vapor
WO2018111572A1 (en) * 2016-12-16 2018-06-21 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Pyrolysis tar conversion
CN110099984B (zh) 2016-12-16 2021-07-02 埃克森美孚化学专利公司 热解焦油转化
WO2018111574A1 (en) 2016-12-16 2018-06-21 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Pyrolysis tar pretreatment

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2776931A (en) * 1953-07-21 1957-01-08 Exxon Research Engineering Co Process and apparatus for quenching coker products
CN102770462A (zh) * 2010-02-24 2012-11-07 尤尼威蒂恩技术有限责任公司 用于从微粒分离出挥发物的设备和方法
CN204344199U (zh) * 2014-11-16 2015-05-20 重庆交通大学 可减缓机油乳化现象的离心吸附式发动机油气分离器
US20180238620A1 (en) * 2017-02-22 2018-08-23 Larry Baxter Air-Sparged Hydrocyclone For Cryogenic Gas Vapor Separation

Also Published As

Publication number Publication date
SG11202107963RA (en) 2021-08-30
US20220064544A1 (en) 2022-03-03
WO2020168062A1 (en) 2020-08-20
US11932816B2 (en) 2024-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1934307B1 (en) Method for processing hydrocarbon pyrolysis effluent
CA2422534C (en) Products produced from rapid thermal processing of heavy hydrocarbon feedstocks
CA2567128C (en) Steam cracking of hydrocarbon feedstocks containing salt and/or particulate matter
US8025773B2 (en) System for extending the range of hydrocarbon feeds in gas crackers
US8173854B2 (en) Steam cracking of partially desalted hydrocarbon feedstocks
US8025774B2 (en) Controlling tar by quenching cracked effluent from a liquid fed gas cracker
US8062503B2 (en) Products produced from rapid thermal processing of heavy hydrocarbon feedstocks
US20230151283A1 (en) Hydrocarbon pyrolysis of feeds containing nitrogen
WO2009025640A1 (en) Process and apparatus for steam cracking hydrocarbon feedstocks
US7402237B2 (en) Steam cracking of hydrocarbon feedstocks containing salt and/or particulate matter
CN113423803A (zh) 从炉流出物去除焦炭和焦油
CN114026204A (zh) 与蒸汽裂化器整合的脱盐器配置
US20230203386A1 (en) Hydrocarbon Pyrolysis of Advantaged Feeds

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination