CN1250678C - 多区域裂化炉 - Google Patents
多区域裂化炉 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1250678C CN1250678C CNB018067158A CN01806715A CN1250678C CN 1250678 C CN1250678 C CN 1250678C CN B018067158 A CNB018067158 A CN B018067158A CN 01806715 A CN01806715 A CN 01806715A CN 1250678 C CN1250678 C CN 1250678C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- independently
- separate
- chamber
- radiation
- blast furnace
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000005336 cracking Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 81
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 29
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 25
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 22
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 21
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 230000007017 scission Effects 0.000 claims description 14
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 claims description 12
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 6
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 4
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 4
- 239000011449 brick Substances 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 16
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 13
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 4
- 239000000341 volatile oil Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 3
- 238000010504 bond cleavage reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009954 braiding Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000009183 running Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000010454 slate Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J6/00—Heat treatments such as Calcining; Fusing ; Pyrolysis
- B01J6/008—Pyrolysis reactions
-
- 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
- C10G9/14—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils in pipes or coils with or without auxiliary means, e.g. digesters, soaking drums, expansion means
- C10G9/18—Apparatus
- C10G9/20—Tube furnaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
- B01J2219/00076—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements inside the reactor
- B01J2219/00083—Coils
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/0015—Controlling the temperature by thermal insulation means
- B01J2219/00155—Controlling the temperature by thermal insulation means using insulating materials or refractories
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00157—Controlling the temperature by means of a burner
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S585/00—Chemistry of hydrocarbon compounds
- Y10S585/919—Apparatus considerations
- Y10S585/921—Apparatus considerations using recited apparatus structure
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明提供一种改进型裂解炉(2)，该裂解炉设置有多个能够相互隔开并独立执行裂解操作的区域(12，14，18，20)。
Description
技术领域
本发明整体上涉及一种用于热裂解碳氢化合物原料的装置。具体而言，本发明涉及一种用于提高裂化炉的操作灵活性的装置。
背景技术
石油化学工业长期以来一直使用碳氢化合物原料来生产有价值的烯烃类材料，例如乙烯和丙烯。典型地说，商业运作一直都是采用通常为气态的碳氢化合物例如乙烷和丙烷作为原料来进行的。由于较轻的碳氢化合物已经被消耗掉，而且降低了获得较轻碳氢化合物的可能性，因此近年来，石油工业要求对较重的碳氢化合物例如挥发油和汽油进行裂化处理。
一种用碳氢化合物原料制造烯烃的常规方法就是热裂解方法。在该方法中，碳氢化合物在高温下产生裂解，从而生产出含有1至4个碳原子的烃类化合物，尤其是对应的烯族烃。一般情况下，需要裂解的碳氢化合物被输送到一个包括有对流区域和辐射加热区域的高炉内。碳氢化合物首先在对流区域内被预先加热到低于开始有效反应的温度；此后，碳氢化合物被运送到辐射区，在该区域内，碳氢化合物受到来自辐射燃烧器的强热作用。传统高炉和加工方法的实例如美国专利No.3,487,121(Hallee)和美国专利No.5,147,511(Woebcke)所示。
例如在现有技术中，使用裂解炉火焰加热器提供裂解反应所需的热量。原料流过裂解炉内的多个线圈，这些线圈以能够提高流过线圈的碳氢化合物的传热性能的方式设置。然后，最好直接或间接骤冷已经裂解的流出物，以使反应结束。在传统的线圈热解方法中，还采用稀释蒸气来协助减少在裂解线圈上形成的焦碳量。
近年来，石油工业需要建设具有更大生产能力而且需要较少反应器的更大规模的工厂。因此，在本领域内就需要开发出规模更大的高炉，而且这种高炉还要足够灵活地处理各种不同的原料，从而生产出各种不同的烯族烃产品。由于每种不同的原料和所需的产品构成需要采用不同的反应条件，主要是反应温度和反应停留时间，因此目前看来没有一种高炉工艺符合要求。已经证明：在现有技术中，在单个高炉中既能够满足提高生产能力要求又能够满足灵活性要求的尝试均告失败。
因此，如果能够开发出一种可以解决上述现有技术中存在的问题的高炉，那么本领域将会有显著的进步。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够提高将碳氢化合物高温热解成烯族烃的灵活性的改进型装置和方法。
因此，本发明提出一种用于使碳氢化合物原料产生裂解从而形成烯族烃的高炉，这种高炉包括：(a)至少一个火焰辐射腔，其中每个火焰辐射腔都被一个火焰辐射腔分隔机构划分成至少两个隔开且独立的辐射区；(b)至少一个设置在每个火焰辐射腔内的辐射燃烧器；(c)一个与所述火焰辐射腔直接连通的对流腔室；(d)至少一个用于各个隔开并独立的辐射区域内的工艺处理线圈，其中每个工艺处理线圈都延伸穿过对流腔室的至少一部分并在离开高炉前延伸到隔开并独立的辐射区域之一内；(e)一条用于排出烟气的烟道，其设置在对流高炉的顶部；和(f)一个用于独立控制设置在每个隔开并独立的辐射区域内的辐射燃烧器的机构。
具体地，本发明提出一种用于裂解至少两个隔开和独立的碳氢化合物原料从而形成烯族烃的高炉，所述高炉包括：(a)至少一个火焰辐射腔，其中所述辐射腔被至少一个火焰辐射腔分隔机构分隔成至少两个相互隔开并独立的辐射区域；(b)在所述火焰辐射腔的各个所述隔开并独立的辐射区域内设置有至少一个辐射燃烧器；(c)一个与所述火焰辐射腔直接连通的对流腔室；(d)用于每个所述隔开并独立的辐射区域的工艺处理线圈，所述工艺处理线圈是隔开并独立，用于对每个所述隔开和独立的原料裂解，其中每个所述隔开和独立的工艺处理线圈都延伸穿过所述对流腔室的至少一部分并延伸到所述隔开并独立辐射区域之一内，以在离开所述高炉前隔开和独立地裂解所述隔开和独立的原料为烯族烃；(e)一个用于排出烟气的烟道，其设置在所述高炉的所述对流腔室的顶部；(f)一个用于独立控制每个所述隔开并独立的辐射区域内的辐射燃烧器的机构。
其中，包括至少两个火焰辐射腔，用于裂解至少四个隔开和独立的碳氢化合物原料。
本发明也提出一种高温裂解炉，其具有一个辐射裂解腔室，其特征在于，所述辐射裂解腔室通过至少一个分隔壁被分隔成至少两个隔开并独立的辐射裂解区域，并且每个所述隔开并独立的辐射裂解区域具有隔开并独立的工艺处理线圈，用于使一种隔开和独立的原料穿过每个所述隔开并独立的辐射裂解区域，其中每个所述隔开并独立的辐射裂解区域具有用于对所述区域中的温度独立地控制的机构，以裂解所述隔开和独立的原料为烯族烃。
附图说明
图1为本发明的一个实施例的示意图；
图2为本发明的一个实施例的顶部剖视图。
具体实施方式
现参照图1的热解炉，对本发明的多区域裂解炉进行说明，其具有四个隔开并独立的裂解区域。但是，应该理解：本申请并非局限于该详细说明，由该详细说明给本领域技术人员带来的启示所产生的所有显而易见的修改都落入本申请和所附权利要求书的范围内。
参照图1和2，图中示出了本发明的多区域热解炉2。该热解炉2设置有一个对流区域4、一个第一火焰辐射腔6和一个第二火焰辐射腔8。第一火焰辐射腔6设置有一个分隔壁10，以将第一辐射腔6分隔成一个第一隔开并独立的辐射区域12和一个第二隔开并独立的辐射区域14。第二火焰辐射腔8设置有一个分隔壁16，目的是将第二辐射腔8分隔成一个第三隔开并独立的辐射区域18和一个第四隔开并独立的辐射区域20。
在图1和2所示的实施例中，分隔壁10和16将各个辐射腔分别分隔成面积大体相等的隔开并独立辐射区域。但是，本领域的技术人员应该知道：该分隔壁可以设置在腔室内，从而形成面积不等的隔开并独立辐射区域。此外，还可以在热解炉的辐射腔内采用一个以上的分隔壁或任意个分隔壁的组合。例如，在该第一辐射腔内，可采用两个分隔壁将第一辐射腔分隔成三个面积相等的独立辐射区域；在第二辐射腔内，可以采用三个分隔壁将第二辐射腔分隔成四个不等的独立辐射区域。
分隔壁仅由能够承受反应器中辐射区内高温的材料制成，而该温度可能超过2200°F。因此，分隔壁可由传统的耐火砖构成。分隔壁还可以由象Nextel这样的织物类材料制成，或也可以是一种由该织物类材料单独制成或与陶瓷纤维材料组合而成的隔帘。在这类实施例中，隔帘悬挂在一个杆状支架上。当然，也可以采用其它能够提供类似热性能的材料。
Nextel是3M公司的一个商品名称，其用于表示一个系列的陶瓷纤维织物产品。Nextel纤维由合成物前体制成，而不是由一般用于制造陶瓷的熔融状耐火氧化物制成。合成纤维以可控制的直径被加工成连续的长度，接着使其热解，从而将该合成材料转化成陶瓷。该连续的细丝状的陶瓷纤维被捻成纱线并纺成能够用于织造、编织、机织或捻成各种织物产品形式，这包括用于制成本发明的隔帘的纤维。本发明所用的优选材料就是由铝/硅/硼构成的Nextel 312。当然，还可以考虑采用Nextel 440。
对于实施本发明而言，重要的一点在于：将分隔壁构造成能够使独立辐射区域之一内的状态基本不对相邻独立辐射区域内的状态产生影响。这样，就可以如下所述通过调整沿区域的壁和/或底板设置的辐射燃烧器对每个相邻辐射区域内的状态进行隔开且独立地控制。
参照图1可以看出：热解炉2包括一个外壁22、设置在中央位置上的壁24、顶板26、底板28和一个腔室隔离底板30。传统的壁燃烧器32沿外壁22和中央设置壁24按阵列设置。其它传统的底板燃烧器34以矩阵的形式设置在底板28上。可以以传统的方式通过通向各个燃烧器(未示出)的集管、总管或独立管路向燃烧器32和34供给天然气或其它可燃气体或均匀喷射的燃料。在本文中，没有必要对辐射热燃烧器的具体类型和细节加以说明，因为这在本领域内已经是公知和通用的。任何类型的能够通过辐射提供几乎全部热量的辐射热燃烧器都可以采用。对于本发明而言，重要的一点在于：设置在每个独立辐射区域内的每个燃烧器或燃烧器组可被隔开地和独立地控制，例如通过调节供给辐射燃烧器中的燃料量。这样，就可以对各个隔开的和独立的辐射区域内的裂解温度进行隔开地和独立地控制。
这种热解炉还设置有一个用于将燃烧器内的烟气从管路38中排出的烟道36。
图1所示的热解炉2还设置有四个工艺处理线圈。第一工艺处理线圈40在设置于对流腔室4内的交换器42中被预先加热，接着继续在第一隔开且独立的辐射区12内加热。第二工艺处理线圈44在设置于对流腔室4内的交换器46中被预先加热，接着继续在第二独立辐射区14内加热。第三工艺处理线圈48在交换器50内预热，接着继续在第三独立辐射区18内加热。第四工艺处理线圈52在交换器54内预热，然后继续在第四独立辐射区20内加热。在图2中，例如四个辐射区12、14、18和20中的每个辐射区都分别设置有两个工艺处理线圈40A、40B、44A、44B、48A、48B、52A和52B。
每个工艺处理线圈都可以独立具有单独的长度和/或结构。总之，可在独立的辐射区域内沿垂直方向设置多个管，而且这些管通常具有螺旋型的结构。在这里，还可以考虑采用本领域技术人员公知的其它工艺处理线圈结构。这些线圈可具有所需的任意长度，而且通常具有一个向下延伸到独立辐射区域内的部分，一个U转向连接区域和一个向上延伸到独立辐射区域外部的部分。根据所需产品数量的不同，一个具体的独立辐射区域其结构可被设计成能够容纳所需数量的线圈的结构形式，以达到所需的容量。例如，一个独立的辐射区域可设置有1至大约20个或更多线圈组件。
接着，来自独立的辐射加热区域的每个线圈都将离开热解炉2。工艺处理线圈最好设置有一个骤冷装置，用于快速骤冷流出的气体产物。本领域技术人员公知的任何骤冷装置都可用于本发明的实践中。见授权给Woebcke等人的美国专利5427655。此外，本发明也可考虑在每个线圈上设置其自己的骤冷装置，或者将由工艺处理线圈流出的产物以任意结构组合，然后将其骤冷。
在采用本发明的示范性方法中，温度约为70°F到80°F的第一乙烷原料流被进送到线圈40内，该线圈40在设置于对流部分4内的交换器42中预热，在交换器42内，该线圈40被加热到约1100°F至约1200°F的温度范围。
在预热步骤中，根据原料沸腾范围的不同，使原料部分或全部汽化。在使用蒸气的过程中，在将原料导入辐射区域内之前，将蒸气添加到原料中。例如，蒸气可被添加到位于预热部分内的位置上，最好是在原料至少被蒸发70％的位置上。以上述方式添加的蒸气能够通过降低碳氢化合物的分压力而使原料完全汽化。这些蒸气的功能是在辐射区域内保持低的碳氢化合物的分压力，从而提高裂解效率并减少焦化。
此外，可根据将在工艺处理线圈内进行的所需裂解的不同，即原料类型和所需产品构成的不同，而在每个工艺处理线圈内添加不同量的蒸气。
接着，线圈40继续在第一隔开和独立的辐射区12内加热，在该区域内，线圈被由辐射燃烧器32和34提供的辐射热量预先加热，该辐射燃烧器32和34沿第一独立辐射区域12的壁和底板设置。一般情况下，乙烷原料将在约780°F到约1000°F的温度范围内在0.01至0.08秒的时间段内裂解。
工艺处理线圈44独立并同时被供给一个温度介于约为70°F到80°F的丙烷原料源，而且在对流区域4内在交换器50内被预先加热到从约1100°F到1200°F的温度范围。接着，工艺处理线圈44继续在第二隔开和独立的辐射区域内加热，在该辐射区域内，来自辐射燃烧器32和34的辐射热量对其进行加热，该辐射燃烧器32和34沿第二独立辐射区域14的壁和底板设置。一般情况下，丙烷原料将在从约780℃到1000℃的温度范围内在约0.01至约0.08秒的时间段内裂解。
尽管第一和第二辐射加热区12和14都设置在同一辐射腔6内，但由于设置了分隔壁10，并且控制位于辐射加热区域内的辐射燃烧器的燃料量，因此可以对每个区域内的温度分别进行控制。这样，就可以在相互隔开和独立的条件下，在同一辐射腔内使两种不同的原料产生裂解，从而提高了裂解操作的灵活性。当然，如果需要，工艺处理线圈40和44均可被供给相同的原料并在大体相同的条件下完成裂解。
一个温度约为70°F到80°F的第三挥发油原料流被进送到线圈48内，该线圈48在位于对流部分4内的交换器50中被预先加热，并被加热到从约1100°F到约1200°F的温度范围。接着，线圈48继续在第三隔开独立的辐射区域18内加热，在该区域内，其被来自辐射燃烧器32和34的辐射热量加热，该燃烧器32和34沿第三独立辐射区域18的壁和底板设置。一般情况下，挥发油原料将在约为780℃到1000℃的温度范围内在约0.01至约0.08秒的时间段内产生裂解。
工艺处理线圈52单独并同时被供给一温度介于约为70°F到80°F的真空瓦斯油(VGO)原料源，而且在对流区域4内的交换器54中被预先加热到从约1100°F到1200°F的温度范围。接着，工艺处理线圈52继续在第四隔开且独立的辐射区域20内加热，在该辐射区域内，来自辐射燃烧器32和34的辐射热量对其进行加热，该辐射燃烧器32和34沿第二独立辐射区域20的壁和底板设置。一般情况下，真空瓦斯油原料将在从约780℃到1000℃的温度范围内在约0.01至约0.08秒的时间段内裂解。
尽管第三和第四辐射加热区域18、20均设置在同一辐射腔8内，但由于设置了分隔壁16并且能够对辐射加热区域内辐射燃烧器的燃油量进行控制，因此就可以分别对各个区域内的温度进行控制。这样，两种不同的原料就可以分别在分隔且独立的条件下于同一辐射腔内产生裂解，从而提高在裂解操作过程中的灵活性。当然，如果需要，工艺处理线圈48和52均可被供给相同的原料，或者被供给与能够在工艺处理线圈40和/或44中产生裂解的原料相类似的原料并在基本相同的条件下产生裂解。
另外，不需要热解炉2满负荷运转时，可通过在线圈中使用蒸气而使一个或多个相互隔开且独立的辐射区域处于空载状态，而不会在使用过程中影响正在辐射区域内进行的裂解反应。这样就进一步提高了本发明的裂解装置的灵活性。
本领域的技术人员在本发明的启示下会对其作出许多变形和修改。例如，尽管本发明的方法是以乙烷、丙烷、挥发油和VGO为原料来举例说明的，但其它在辐射炉高温热解反应中可被用作原料的公知原料也可以用于实施本发明。所有这些显而易见的修改都落入所附权利要求书的范围内。
上面所引用的专利文件、专利申请文件和公开文件作为参考并入本说明书中。
Claims (12)
1.一种用于裂解至少两个隔开和独立的碳氢化合物原料从而形成烯族烃的高炉，所述高炉包括：
(a)至少一个火焰辐射腔，其中所述辐射腔被至少一个火焰辐射腔分隔机构分隔成至少两个相互隔开并独立的辐射区域；
(b)在所述火焰辐射腔的各个所述隔开并独立的辐射区域内设置有至少一个辐射燃烧器；
(c)一个与所述火焰辐射腔直接连通的对流腔室；
(d)用于每个所述隔开并独立的辐射区域的工艺处理线圈，所述工艺处理线圈是隔开并独立，用于对每个所述隔开和独立的原料裂解，其中每个所述隔开和独立的工艺处理线圈都延伸穿过所述对流腔室的至少一部分并延伸到所述隔开并独立辐射区域之一内，以在离开所述高炉前隔开和独立地裂解所述隔开和独立的原料为烯族烃；
(e)一个用于排出烟气的烟道，其设置在所述高炉的所述对流腔室的顶部；
(f)一个用于独立控制每个所述隔开并独立的辐射区域内的辐射燃烧器的机构。
2.根据权利要求1所述的高炉，其特征在于：包括至少两个火焰辐射腔，用于裂解至少四个隔开和独立的碳氢化合物原料。
3.根据权利要求1所述的高炉，其特征在于：所述火焰辐射腔被分隔成两个面积相等的隔开并独立的辐射区域。
4.根据权利要求1所述的高炉，其特征在于：所述火焰辐射腔被分隔成两个面积不等的隔开并独立的辐射区域。
5.根据权利要求1所述的高炉，其特征在于：所述火焰辐射腔分隔机构是一砖墙。
6.根据权利要求1所述的高炉，其特征在于：所述火焰辐射腔分隔机构是一个由Nextel材料制成的隔帘。
7.根据权利要求1所述的高炉，其特征在于：所述火焰辐射腔分隔机构是一种由Nextel材料制成的织物隔帘与陶瓷纤维的壁所构成的组合。
8.根据权利要求1所述的高炉，其特征在于：所述用于独立控制每个所述隔开并独立的辐射区域内的辐射燃烧器的机构包括：对每个所述隔开并独立的辐射区域的温度独立地控制的机构。
9.一种高温裂解炉，其具有一个辐射裂解腔室，其特征在于，所述辐射裂解腔室通过至少一个分隔壁被分隔成至少两个隔开并独立的辐射裂解区域，并且每个所述隔开并独立的辐射裂解区域具有隔开并独立的工艺处理线圈，用于使一种隔开和独立的原料穿过每个所述隔开并独立的辐射裂解区域，其中每个所述隔开并独立的辐射裂解区域具有用于对所述区域中的温度独立地控制的机构，以裂解所述隔开和独立的原料为烯族烃。
10.根据权利要求9所述的高温裂解炉，其特征在于：所述分隔壁是一砖墙。
11.根据权利要求9所述的高温裂解炉，其特征在于：所述分隔壁是一个由Nextel材料制成的隔帘。
12.根据权利要求9所述的高温裂解炉，其特征在于：所述分隔壁是一种由Nextel材料制成的织物隔帘与陶瓷纤维的壁所构成的组合。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US49335000A | 2000-01-28 | 2000-01-28 | |
| US09/493,350 | 2000-01-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1418247A CN1418247A (zh) | 2003-05-14 |
| CN1250678C true CN1250678C (zh) | 2006-04-12 |
Family
ID=23959876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB018067158A Expired - Lifetime CN1250678C (zh) | 2000-01-28 | 2001-01-22 | 多区域裂化炉 |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7718052B2 (zh) |
| EP (1) | EP1252254B1 (zh) |
| KR (1) | KR20030065301A (zh) |
| CN (1) | CN1250678C (zh) |
| AT (1) | ATE388214T1 (zh) |
| AU (1) | AU2001232962A1 (zh) |
| CA (1) | CA2398473C (zh) |
| DE (1) | DE60133087T2 (zh) |
| ES (1) | ES2306701T3 (zh) |
| MX (1) | MXPA02007325A (zh) |
| PT (1) | PT1252254E (zh) |
| WO (1) | WO2001055280A1 (zh) |
Families Citing this family (44)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| US7097758B2 (en) | 2002-07-03 | 2006-08-29 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Converting mist flow to annular flow in thermal cracking application |
| EP1561796A1 (en) | 2004-02-05 | 2005-08-10 | Technip France | Cracking furnace |
| WO2005095548A1 (en) | 2004-03-22 | 2005-10-13 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Process for steam cracking heavy hydrocarbon feedstocks |
| US7285697B2 (en) | 2004-07-16 | 2007-10-23 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Reduction of total sulfur in crude and condensate cracking |
| 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 |
| US7311746B2 (en) | 2004-05-21 | 2007-12-25 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Vapor/liquid separation apparatus for use in cracking hydrocarbon feedstock containing resid |
| 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 |
| 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 |
| US7193123B2 (en) | 2004-05-21 | 2007-03-20 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Process and apparatus for cracking hydrocarbon feedstock containing resid to improve vapor yield from vapor/liquid separation |
| 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 |
| US7402237B2 (en) | 2004-10-28 | 2008-07-22 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Steam cracking of hydrocarbon feedstocks containing salt and/or particulate matter |
| 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 |
| US7481871B2 (en) | 2004-12-10 | 2009-01-27 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Vapor/liquid separation apparatus |
| US7220887B2 (en) | 2004-05-21 | 2007-05-22 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Process and apparatus for cracking hydrocarbon feedstock containing resid |
| US7358413B2 (en) | 2004-07-14 | 2008-04-15 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Process for reducing fouling from flash/separation apparatus during cracking of hydrocarbon feedstocks |
| 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 |
| 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 |
| US7408093B2 (en) | 2004-07-14 | 2008-08-05 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Process for reducing fouling from flash/separation apparatus during cracking of hydrocarbon feedstocks |
| US8173854B2 (en) | 2005-06-30 | 2012-05-08 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Steam cracking of partially desalted hydrocarbon feedstocks |
| US7597797B2 (en) * | 2006-01-09 | 2009-10-06 | Alliance Process Partners, Llc | System and method for on-line spalling of a coker |
| US8083932B2 (en) | 2007-08-23 | 2011-12-27 | Shell Oil Company | Process for producing lower olefins from hydrocarbon feedstock utilizing partial vaporization and separately controlled sets of pyrolysis coils |
| AU2012384528B2 (en) * | 2012-07-02 | 2015-10-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Angular position sensor with magnetometer |
| ES2555532B2 (es) * | 2012-08-07 | 2016-10-04 | Foster Wheeler Usa Corporation | Método y sistema para mejorar la eficiencia espacial de un sistema de horno |
| CN103968411B (zh) * | 2013-02-06 | 2016-03-16 | 中国石油化工集团公司 | 一种门型工业炉的防烟气偏流装置 |
| CN103992812B (zh) * | 2014-05-28 | 2016-04-06 | 惠生工程（中国）有限公司 | 乙烯裂解炉 |
| CN104549052A (zh) * | 2014-10-20 | 2015-04-29 | 宜宾丝丽雅股份有限公司 | 一种新型油剂间水热供应系统 |
| CA2912061C (en) * | 2015-11-17 | 2022-11-29 | Nova Chemicals Corporation | Radiant for use in the radiant section of a fired heater |
| CN105754632B (zh) * | 2016-05-19 | 2018-01-19 | 神雾科技集团股份有限公司 | 一种蓄热式移动床热解和裂解管裂解反应器 |
| CN105885900B (zh) * | 2016-05-19 | 2018-09-07 | 神雾科技集团股份有限公司 | 一种油页岩热解和裂解系统 |
| CN105841159B (zh) * | 2016-05-19 | 2018-02-27 | 神雾科技集团股份有限公司 | 一种垃圾热解和催化裂解系统 |
| CN105778975B (zh) * | 2016-05-19 | 2018-01-19 | 神雾科技集团股份有限公司 | 一种废旧轮胎热解和催化裂解系统 |
| CN105885898B (zh) * | 2016-06-29 | 2018-08-21 | 神雾科技集团股份有限公司 | 一种自除尘型热解和催化裂解反应器 |
| US10870803B2 (en) | 2016-07-16 | 2020-12-22 | Ramin Karimzadeh | Method for upgrading a hydrocarbon feed |
| CN110997601B (zh) | 2017-08-15 | 2021-01-29 | Sabic环球技术有限责任公司 | 通过集成的蒸汽裂解和加氢裂解方法生产轻质烯烃 |
| US10962259B2 (en) * | 2018-08-31 | 2021-03-30 | Uop Llc | Segregated fired heater |
| US11559795B2 (en) | 2018-09-19 | 2023-01-24 | Sabic Global Technologies, B.V. | Bimetallic catalysts supported on zeolites for selective conversion of n-butane to ethane |
| DE112019004683B4 (de) | 2018-09-19 | 2023-01-05 | Sabic Global Technologies B.V. | Mit Cracken integrierte selektive Hydrogenolyse |
| CN111004637B (zh) * | 2018-10-08 | 2021-07-13 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种用于含碳原料热解制高品质燃气的装置 |
| EP4051764A4 (en) * | 2019-10-31 | 2023-11-08 | Eastman Chemical Company | METHOD AND SYSTEMS FOR PRODUCING HYDROCARBONS WITH RECYCLATE CONTENT BY AN ETHYLENE FRACTIONATOR |
| CN117178046A (zh) * | 2021-04-19 | 2023-12-05 | 埃克森美孚化学专利公司 | 蒸汽裂化烃进料的方法和系统 |
| WO2023107815A1 (en) | 2021-12-06 | 2023-06-15 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Processes and systems for steam cracking hydrocarbon feeds |
| TW202338071A (zh) * | 2022-03-22 | 2023-10-01 | 美商魯瑪斯科技有限責任公司 | 供烯烴生產用的電熱蒸汽裂解爐 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2323498A (en) * | 1941-06-16 | 1943-07-06 | Universal Oil Prod Co | Heating of fluids |
| US2745388A (en) * | 1952-06-26 | 1956-05-15 | Universal Oil Prod Co | Multiple cell circular heater |
| US3487121A (en) * | 1966-06-13 | 1969-12-30 | Stone & Webster Eng Corp | Hydrocarbon process |
| US4492624A (en) * | 1982-09-30 | 1985-01-08 | Stone & Webster Engineering Corp. | Duocracking process for the production of olefins from both heavy and light hydrocarbons |
| US4552644A (en) * | 1982-09-30 | 1985-11-12 | Stone & Webster Engineering Corporation | Duocracking process for the production of olefins from both heavy and light hydrocarbons |
| US5147511A (en) * | 1990-11-29 | 1992-09-15 | Stone & Webster Engineering Corp. | Apparatus for pyrolysis of hydrocarbons |
| CA2074200A1 (en) * | 1991-08-20 | 1993-02-21 | Robert G. Smith | High temperature ceramic composite |
| US5711661A (en) * | 1994-05-03 | 1998-01-27 | Quantum Group, Inc. | High intensity, low NOx matrix burner |
-
2001
- 2001-01-22 PT PT01905043T patent/PT1252254E/pt unknown
- 2001-01-22 KR KR1020027009762A patent/KR20030065301A/ko not_active Application Discontinuation
- 2001-01-22 AU AU2001232962A patent/AU2001232962A1/en not_active Abandoned
- 2001-01-22 DE DE60133087T patent/DE60133087T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-01-22 AT AT01905043T patent/ATE388214T1/de active
- 2001-01-22 MX MXPA02007325A patent/MXPA02007325A/es active IP Right Grant
- 2001-01-22 EP EP01905043A patent/EP1252254B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-01-22 CA CA002398473A patent/CA2398473C/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-01-22 ES ES01905043T patent/ES2306701T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2001-01-22 WO PCT/US2001/002443 patent/WO2001055280A1/en not_active Application Discontinuation
- 2001-01-22 CN CNB018067158A patent/CN1250678C/zh not_active Expired - Lifetime
-
2007
- 2007-10-09 US US11/973,606 patent/US7718052B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE388214T1 (de) | 2008-03-15 |
| EP1252254A1 (en) | 2002-10-30 |
| ES2306701T3 (es) | 2008-11-16 |
| KR20030065301A (ko) | 2003-08-06 |
| CN1418247A (zh) | 2003-05-14 |
| DE60133087D1 (de) | 2008-04-17 |
| US20080029434A1 (en) | 2008-02-07 |
| DE60133087T2 (de) | 2009-03-19 |
| US7718052B2 (en) | 2010-05-18 |
| PT1252254E (pt) | 2008-05-12 |
| CA2398473C (en) | 2007-01-09 |
| MXPA02007325A (es) | 2002-12-09 |
| WO2001055280A1 (en) | 2001-08-02 |
| CA2398473A1 (en) | 2001-08-02 |
| AU2001232962A1 (en) | 2001-08-07 |
| WO2001055280A9 (en) | 2002-10-24 |
| EP1252254A4 (en) | 2004-09-22 |
| EP1252254B1 (en) | 2008-03-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1250678C (zh) | 多区域裂化炉 | |
| US7019187B2 (en) | Olefin production utilizing whole crude oil and mild catalytic cracking | |
| EP0305799B1 (en) | Pyrolysis heater | |
| US20040039240A1 (en) | Olefin production utilizing whole crude oil | |
| TW200804583A (en) | Olefin production utilizing condensate feedstock | |
| CN1068587A (zh) | 热裂解炉和方法 | |
| CN1243643C (zh) | 用来热解烃的热解加热器和其操作方法 | |
| CA2513741A1 (en) | A process for cracking hydrocarbons using improved furnace reactor tubes | |
| CN1009833B (zh) | 可弹性进料的热解工艺 | |
| US3667429A (en) | Fired heater | |
| EP1397466B1 (en) | Pyrolysis heater with paired burner zoned firing system | |
| WO2005052445A1 (en) | Pyrolysis heater | |
| US20220119716A1 (en) | Hybrid ethylene cracking furnace | |
| KR102320510B1 (ko) | 가열 튜브 모듈 및 이를 포함하는 파이어 히터 | |
| CN1219024C (zh) | 新型多辐射区裂解炉及其用途 | |
| US2792437A (en) | Regenerative furnace and conversion of hydrocarbons therein to acetylene and ethylene | |
| US3285847A (en) | Fast thermal cracking of heavy carbonaceous materials | |
| JPH0410204Y2 (zh) | ||
| KR20200123883A (ko) | 파이어 히터 | |
| KR20210110467A (ko) | 파이어 히터 및 이를 포함하는 탄화수소 탈수소화 장치 | |
| JPS6360078B2 (zh) | ||
| CN116254131A (zh) | 一种轻烃裂解装置中烧焦工艺控制方法 | |
| CN117677687A (zh) | 使用辅助电加热的蒸汽裂化 | |
| IL26384A (en) | Method for operating feedback kilns and device for it | |
| NO127105B (zh) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20060412 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |