发明人：大卫·b·斯派塞、苏布拉马尼安·安纳马莱、威廉·a·阿斯兰
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年12月16日提交的、序列号为62/092,623美国临时申请和2015年1月15日提交的ep15151257.1的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。还要注意的相关申请是2014年8月28日提交的、序列号为62/042,920的美国临时申请。
本发明涉及热裂解烃以便生产烯烃，特别是诸如乙烯的低分子量烯烃。更特别地，本发明涉及用于去除在这样的热裂解过程期间形成的焦炭沉积物的方法和设备。
背景技术：
在存在蒸汽的情况下热裂解烃原料(“蒸汽裂解”)是用于生产轻质烯烃(如乙烯，丙烯和丁二烯)的商业上重要的技术。典型的烃原料包括例如以下的一种或多种：乙烷和丙烷、石脑油、重质瓦斯油、原油等。用于执行蒸汽裂解的蒸汽裂解炉通常包括对流部分、位于对流部分下游的辐射部分、以及位于辐射部分下游的骤冷级。典型地，在蒸汽裂解炉中包括至少一个燃烧器以便将热提供给对流部分和辐射部分。燃烧器典型地位于至少一个火箱(firebox)中，火箱邻近辐射部分，其中对流部分相对于由燃烧器产生的被加热气体(典型地为燃烧气体)的流动位于辐射部分的下游。管状盘管用于将烃原料、蒸汽及其混合物输送通过炉的对流部分和辐射部分。
在该过程开始时，烃原料被引入到对流部分的管状盘管(“对流盘管”)中的一个或多个中。对流盘管的外表面暴露于远离燃烧器引导的被加热气体。热从被加热气体间接传递到烃原料以便预加热烃原料。蒸汽与预加热的烃原料组合以产生烃+蒸汽混合物。附加的对流盘管用于将烃+蒸汽混合物预加热到例如等于或刚好低于发生显著热裂解的温度的温度。
预加热的烃+蒸汽混合物经由交叉(cross-over)管道从对流盘管引导到辐射盘管。辐射盘管邻近燃烧器定位，典型地在火箱内。预加热的烃+蒸汽混合物在辐射盘管中被间接加热，主要是通过从燃烧器到辐射盘管的外表面的热传递，例如，来自位于火箱中的一个或多个燃烧器中产生的火焰的辐射热传递、来自火箱外壳的内表面的辐射热传递、来自穿越辐射部分的燃烧气体的对流热传递等。
传递到辐射盘管中的预加热的烃+蒸汽混合物的热导致混合物的烃的至少一部分的热裂解以产生包括轻质烯烃、未反应蒸汽和未反应烃原料的辐射盘管流出物。传送线管道典型地用于将辐射盘管流出物从辐射部分输送到骤冷级。当烃原料包含重质瓦斯油时，辐射盘管流出物典型地具有约790℃(1450°f)的辐射盘管出口处的温度(盘管出口温度或“cot”)。对于包括乙烷和/或丙烷的烃原料，cot典型地约为900℃(1650°f)。
辐射盘管流出物被引导离开辐射盘管出口，用于在一个或多个骤冷级中骤冷以便中止热裂解反应。骤冷典型地紧邻辐射盘管被执行以减少非期望的热裂解副产物的形成。可以通过例如使用一个或多个热交换器(例如，骤冷交换器)远离辐射盘管流出物间接地传递热执行骤冷。骤冷交换器用水冷却辐射部分，并且产生骤冷了的辐射盘管流出物和高压蒸汽。骤冷交换器是有益的，原因是高压蒸汽可以在一个或多个蒸汽涡轮机中膨胀以产生轴功率。轴功率可以用于操作压缩机，所述压缩机典型地在位于骤冷级下游的轻质烯烃分离和回收级中是需要的。
当烃原料包含重质原油和/或重质瓦斯油时，辐射盘管流出物典型地包括大量的热解焦油，例如蒸汽裂解焦油(“sct”)。已观察到sct沉积物在骤冷交换器的内表面积垢，这减小来自辐射盘管流出物的间接热传递量，导致小于期望量的骤冷。
为了克服这个困难，例如通过将辐射盘管流出物与烃(典型地为油(“骤冷油”)，其具有低于辐射盘管流出物的温度)接触，热从辐射盘管流出物直接传递。可以通过将骤冷油直接注入辐射盘管流出物中，例如通过将骤冷油注入位于骤冷级中的传送线管道段中执行骤冷。
骤冷油注入导致辐射盘管流出物的快速冷却，其主要由骤冷级中的骤冷油气化引起。包括辐射盘管流出物和气化了的骤冷油的骤冷了的产物混合物远离骤冷级引导到一个或多个分离和回收级，例如用于从骤冷了的产物混合物分离和回收轻质烯烃。骤冷油可以从骤冷了的产物混合物分离以便在骤冷级进行再循环和再使用。
焦炭是蒸汽裂解的非期望副产物，其形成在蒸汽裂解炉的盘管内表面上，例如在辐射盘管的内表面上。焦炭的存在减小对辐射盘管中的预加热的烃/蒸汽混合物的热传递，这导致小于期望量的热裂解。焦炭的存在也可以导致例如由于渗碳引起的辐射盘管组成的非期望的变化，导致辐射盘管劣化。因此，期望在周期性“脱焦”模式期间从一个或多个炉盘管去除焦炭，在此期间炉盘管中的至少一些(例如，所有的炉辐射盘管)被指定用于脱焦。
脱焦模式期间的炉盘管脱焦典型地包括(i)用空气流代替烃原料流到达对流盘管，(ii)调节通到对流盘管的蒸汽流并将空气与蒸汽组合以产生预加热的空气-蒸汽混合物，(iii)将预加热的空气/蒸汽脱焦混合物通过交叉管道从对流盘管传到辐射盘管，(iv)用骤冷水流代替骤冷油流进入骤冷级，以及(v)在骤冷级中将离开辐射盘管的脱焦流出物与骤冷水接触以骤冷脱焦流出物。将骤冷了的脱焦流出物(包括脱焦流出物和气化骤冷水)远离骤冷级引导到例如一个或多个脱焦分离级(而不是引导到骤冷产物混合物分离和回收级)。
脱焦是净放热的。附加的热被加入到进行脱焦的那些炉管。脱焦反应热和炉热的组合可以导致炉部件过热，在脱焦期间导致骤冷和脱焦分离级的损坏。常规的是通过调节注入脱焦流出物中的骤冷水的量来减小脱焦期间过热的影响。更特别地，期望的是将位于脱焦流出物骤冷下游的传送线管道中和脱焦分离级内的管道中的温度调节至≤tmax的温度。当在这些地方使用碳钢管道时，tmax约为840°f(约450℃)。骤冷水流量响应于在骤冷级管路中和脱焦分离级管路中的一个或多个位置处测量到的温度而增加、保持或减小，以便获得位于脱焦流出物骤冷下游的传送线管道所需的温度。
当调节流入骤冷级的骤冷水时遇到困难，导致温度控制的损失和超过tmax的可能性。期望克服这些困难。
技术实现要素：
某些脱焦条件非期望地导致位于骤冷水注入下游的骤冷级管路中和/或脱焦分离级管路中的分层骤冷水流。已发现分层流动是由骤冷水和脱焦流出物的不完全混合引起的。还发现骤冷水分层导致在脱焦流出物骤冷下游的传送线管道周边(内部和外部)上的显著温度梯度。
本发明部分地基于以下发现：通过在脱焦期间采用两级骤冷可以减少或基本上克服由骤冷水分层引起的困难。第一骤冷级使用主要处于液相的第一水性骤冷介质。第二骤冷级使用主要处于气相的第二水性骤冷介质。当在第一骤冷级中执行脱焦流出物骤冷时，将第一水性骤冷介质引入到脱焦流出物中。热从脱焦流出物传递到第一水性骤冷介质中以气化基本上所有第一水性骤冷介质。这产生部分骤冷了的脱焦流出物，其包括冷却了的脱焦流出物和气化的第一水性骤冷介质。在位于第一骤冷级下游的第二骤冷级中，将第二水性骤冷介质引入到部分骤冷了的脱焦流出物中。热从部分骤冷了的脱焦流出物传递到第二水性骤冷介质以冷却部分骤冷了的脱焦流出物。这产生具有期望温度，例如≤tmax的温度的骤冷了的脱焦流出物。骤冷了的脱焦流出物包括脱焦流出物、第一水性骤冷介质和第二水性骤冷介质。
因此，本发明的某些方面涉及一种用于去除炉中的烃原料的蒸汽裂解期间形成的焦炭的工艺和系统，所述炉具有火箱、辐射盘管和至少一个油骤冷连接部，液体骤冷油通过所述至少一个油骤冷连接部注入辐射盘管流出物中以直接冷却辐射盘管流出物。该工艺和系统均包括：(a)终止烃原料流动到炉；(b)终止骤冷油流动到油骤冷连接部；(c)在足以至少部分地燃烧积聚在辐射盘管上的焦炭以形成脱焦流出物的条件下将包括蒸汽和空气的脱焦原料供应到炉；(d)提供第一和第二骤冷介质，第一水性骤冷介质主要为液相并且所述第二水性骤冷介质主要为气相；(e)将第一水性骤冷介质引入到脱焦流出物中以产生基本上全部为气相的部分骤冷了的脱焦流出物；以及(f)将第二水性骤冷介质引入到部分骤冷了的脱焦流出物中以产生基本上全部为气相的骤冷了的脱焦流出物。
在其它方面，本发明涉及一种用于骤冷来自烃热解炉的脱焦流出物的工艺和系统。该工艺包括(a)提供主要为气相的脱焦流出物，脱焦流出物包括空气、过热蒸汽和脱焦产物；(b)提供第一和第二骤冷介质，第一水性骤冷介质主要为液相，第二水性骤冷介质主要为气相；(c)将第一水性骤冷介质引入到脱焦流出物中；(d)部分地骤冷脱焦流出物，其中部分骤冷包括将热从脱焦流出物传递到第一水性骤冷介质，气化第一水性骤冷介质的基本上所有液相部分，并且将脱焦流出物的基本上所有气相部分保持在气相；以及(e)将第二水性骤冷介质引入到部分骤冷了的脱焦流出物中；以及(f)骤冷部分骤冷了的脱焦流出物，其中骤冷包括将热从部分骤冷了的脱焦流出物传递到第二水性骤冷介质中并且将(i)基本上所有气化的第一水性骤冷介质，(ii)第二水性骤冷介质的基本上所有气相部分和(iii)脱焦流出物的气相部分保持在气相。
在其它方面，本发明涉及一种用于烃热解的装置，该装置包括：(a)至少一个热解炉，(b)用于将烃原料提供给炉的入口，炉可操作以热解烃原料，(c)用于从热解炉移除热解流出物的出口，(d)冷却热解流出物并且配置成提供液体骤冷介质的第一骤冷级，以及(e)进一步冷却热解流出物的第二骤冷级，所述第二骤冷级位于所述第一骤冷级的下游并且配置成提供气态骤冷介质。
附图说明
在参考附图进行的描述中进一步解释本发明，附图通过非限制性实施例示出本发明的各种实施例，其中：图1示出了具有骤冷级的热解炉的示意性流动图，所述骤冷级适合用于脱焦期间的两级骤冷。
具体实施方式
在分层流动期间，管路的内表面区域的大部分(例如≥60％，如≥75％，或≥90％)包含没有或很少液体的气相组合物；并且管路的内表面区域的小部分(典型地≤40％，例如≤25％，如≤10％)包含有或很少蒸气的液相组合物。观察到气相组合物主要包括不完全骤冷的脱焦流出物，并且液相组合物主要包括骤冷水。在脱焦分离级的大致水平管路中，观察到液相在管路的横截面区域的底部分中流动，其中气相组合物在管路的横截面区域的上部分中在上方流动。
分层流动由骤冷水和脱焦流出物的不完全混合产生，其中不完全混合主要由两个因素引起：脱焦流出物中的骤冷水分配不当，以及骤冷水引入期间和之后脱焦流出物的低速度。脱焦流出物和骤冷水的不完全混合导致小于期望量的脱焦流出物骤冷。骤冷水雾化导致显著的骤冷水表面区域暴露于脱焦流出物，导致从脱焦流出物到雾化骤冷水的高效直接热(骤冷)传递和大的骤冷水气化率。一旦发生分层流动，较少的骤冷水表面区域暴露于脱焦流出物，这导致从脱焦流出物到分层骤冷水的低效热传递，和因此分层骤冷水的较小蒸发率。
观察到骤冷水分层导致脱焦流出物骤冷下游的传送线管道周边(内部和外部)上的显著温度梯度。在特定管道位置处暴露于气相组合物流动的内部周边的段具有比暴露于液相组合物的周边的剩余部分高得多的温度。例如由于温度梯度和温度梯度随时间变化而产生的热应力，这会导致管道故障和法兰泄漏。也观察到热梯度和热梯度变化使骤冷水流率控制恶化，这是由于位于暴露于分层骤冷水流的管道区域中的温度传感器(较低的报告温度)和位于暴露于不完全骤冷的脱焦流出物的气相流的管道区域中的温度传感器(高得多的报告温度)报告的差异。分层骤冷液体的表面响应于增加然后减小的骤冷水注入速率覆盖并且然后露出温度传感器时会发生的报告温度的循环可以导致骤冷水注入速率的更加快速的循环。这会导致骤冷水注入速率控制的损失，导致热疲劳的严重性的进一步增加和管道寿命的进一步减小。本发明通过在至少两级中骤冷脱焦流出物来克服这个困难，其中(i)第一级利用主要处于液相的第一水性骤冷介质，和(ii)第二骤冷级利用主要处于气相的第二水性骤冷介质。为了本说明书和附带的权利要求的目的，定义了以下术语。
定义
为了本说明书和附带的权利要求的目的，定义了流动术语。
“烃原料”表示包括烃并适合于通过热解(例如通过蒸汽裂解)产生c2+不饱和烃的任何原料。典型的烃原料包括≥10％(基于重量，基于烃原料的重量)，例如≥50％，如≥90％，或≥95％，或≥99％的烃。
“脱焦流出物”表示来自指定用于脱焦的热解炉的那些区域的未骤冷脱焦流出物，典型地是来自在脱焦模式下操作的蒸汽裂解炉辐射盘管的未骤冷脱焦流出物。
“第一水性骤冷介质”是指水性骤冷介质，例如水，其处于足以将介质以液相提供给骤冷级的温度和压力。当基本上所有第一水性骤冷介质以液相被提供时，其被称为“液体骤冷介质”。
“第二水性骤冷介质”是指水性骤冷介质，例如水，其处于足以将介质以气体状态提供给骤冷级的温度和压力。当基本上所有第二水性骤冷介质以气体状态被提供时，其被称为“气态骤冷介质”。
当在本文中使用时，组合物中短语“基本上没有”指定组分表示该组分以≤1体积％，例如，≤0.5体积％，≤0.1体积％，≤0.01体积％，≤0.005体积％的量，或以低于检测方法的检测极限的量存在于组合物中。
现在将参考为了举例说明的目的选择的具体实施例来描述各个方面。将领会本文公开的工艺和系统的精神和范围不限于所选择的实施方案。而且，应当注意，图未以任何特定比例或尺度示出，并且可以对所示的实施例进行许多变化。当量、浓度或其他值或参数作为优选上限值和优选下限值的列表给出时，应理解为具体公开由任何一对优选上限值和优选下限值形成的所有范围，无论范围是否单独公开。
烃热解炉脱焦
本发明的某些方面涉及脱焦烃热解炉。在特定方面，本发明涉及减轻或基本上防止热解流出物骤冷期间的诸如水的骤冷介质的分层。典型地，热解炉在热解模式下操作持续第一时段，在此期间烃原料可选地在蒸汽存在的情况下被热裂解(热解)。可以使用常规烃热解条件和原料，但本发明不限于此。焦炭在第一时段期间积聚在热解炉的一个或多个区域中，典型地作为热解的副产物。通过在脱焦模式下操作指定用于脱焦的热解炉的那些区域，可以在第二时段期间通过脱焦来去除积聚的焦炭。脱焦典型地包括使蒸汽和空气的混合物流动通过指定区域。混合物典型地例如通过解吸(化学和/或物理)、消融(包括例如磨损，腐蚀，碎裂，剥离，气化和蒸发中的一种或多种)和反应(例如包括燃烧，部分燃烧和氢转移中的一种或多种)等中的一种或多种去除焦炭。本发明不限于任何特定的焦炭去除机理。可以使用常规的热解炉脱焦条件和脱焦原料(例如，蒸汽和空气的混合物)，但是本发明不限于此。脱焦流出物被远离热解炉引导以进行骤冷。在骤冷开始时脱焦流出物主要为气相。在本发明的范围内，脱焦流出物进一步包括液体和/或固体组分，例如消融的焦炭颗粒、脱焦反应产物、解吸的焦炭和解吸的脱焦产物等。液相和固相焦炭的组分的量典型地很小，例如≤10％(基于重量，基于脱焦流出物的重量)，例如≤5％，或≤1％，或≤0.1％。典型地，任何液相和/或固相脱焦组分作为颗粒分散在脱焦流出物中。骤冷级和脱焦分离级中的工艺条件(例如，脱焦流出物的速度)典型地被保持以将任何液体和/或固体颗粒保持在分散状态，直到通常在一个或多个脱焦分离级中方便将它们从脱焦流出物去除。可以操作脱焦流出物骤冷使得(i)作为蒸气进入第一骤冷级的基本上所有脱焦流出物典型地保持在气相，(ii)作为液体引入的基本上所有第一水性骤冷介质典型地被气化，并且(iii)作为蒸气引入的基本上所有第二水性骤冷介质典型地保持在气相。本发明的某些方面涉及在至少第一和第二骤冷级中骤冷脱焦流出物，第一和第二骤冷级位于脱焦分离级的上游。现在将更详细地描述第一和第二骤冷级。
第一骤冷级使用主要处于液相的第一水性骤冷介质，在第一级骤冷开始时例如≥90％(基于体积)的第一水性骤冷介质处于液相，如≥95％，或≥99％，或≥99.9％。所有(或基本上所有)第一水性骤冷介质可以在第一级骤冷开始时处于液相。第一水性骤冷介质可以是水性组合物，例如水。第二骤冷级使用主要处于气相的第二水性骤冷介质；在第二级骤冷开始时例如≥90％(基于体积)的第二水性骤冷介质处于气相，如≥95％，或≥99％，或≥99.9％。所有(或基本上所有)第二水性骤冷介质可以在第二级骤冷开始时处于气相。第二水性骤冷介质典型地是气相水性组合物，例如蒸汽，如过热蒸汽。
通过将第一水性骤冷介质与脱焦流出物组合，例如通过将第一水性骤冷介质注入到脱焦流出物中开始第一级骤冷。热从脱焦流出物传递到第一水性骤冷介质，使第一水性骤冷介质气化并冷却脱焦流出物。典型地，当第一水性骤冷介质与脱焦流出物组合时第一骤冷使处于液相的第一水性骤冷介质的部分的≥90％(基于体积)的气化，例如≥95％，如≥99％，或≥99.9％。典型地，所有(或基本上所有)第一水性骤冷介质在第一级骤冷期间被气化。第一级骤冷产生引导到第二骤冷级的部分骤冷了的脱焦流出物，其包括冷却的脱焦流出物和气化的第一水性骤冷介质。典型地≥90％(基于体积)的部分骤冷了的脱焦流出物以气相离开第一骤冷级，例如≥95％，如≥99％，或≥99.9％。典型地，以气相进入第一骤冷级的所有或基本上所有脱焦流出物在第一级骤冷期间保持在气相。
第二级骤冷通过组合第二水性骤冷介质和部分骤冷了的脱焦流出物开始。热从部分骤冷了的脱焦流出物传递到第二水性骤冷介质以产生具有期望温度(例如，≤tmax的温度)的骤冷了的脱焦流出物。本发明与少量第一水性骤冷介质以液相离开第一骤冷级兼容。以液相离开第一骤冷级的所有或基本上所有第一水性骤冷介质典型地在第二骤冷级中被气化。tmax典型地取决于脱焦分离级中的部件(例如管路，如管道)的组合物和结构。当这样的部件包括碳钢管道时，tmax约为840°f(约450℃)。本发明不限于任何特定的tmax，并且tmax可以是例如≤600℃，如≤550℃，或≤500℃，或≤450℃，或≤400℃，或≤350℃。在某些方面，tmax在350℃至500℃的范围内。
骤冷了的脱焦流出物包括脱焦流出物、第一水性骤冷介质、和第二水性骤冷介质。典型地≥90％(基于体积)的骤冷了的脱焦流出物以气相离开第二骤冷级，例如≥95％，如≥99％，或≥99.9％，或基本上所有。典型地，作为气相进入第一脱焦级的≥90％(基于体积)，例如≥95.0％，如≥99％，或≥99.9％，或基本上所有或所有脱焦流出物作为气相离开第二脱焦级。典型地，作为液体引入第一骤冷级中的≥90％(基于体积)，例如≥95.0％，如≥99％，或≥99.9％，或基本上所有或所有第一水性骤冷介质作为气相离开第一骤冷级。典型地，作为气相引入第二骤冷级中的≥90％(基于体积)，例如≥95.0％，如≥99％，或≥99.9％，或基本上所有或所有第二水性骤冷介质以气相离开第二骤冷级。离开第二骤冷级的骤冷了的脱焦流出物典型地被引导到一个或多个脱焦分离级。例如，可以使用脱焦分离级将微粒从骤冷了的流出物分离。
本发明不限于任何特定类型的热解。在下面的描述中，结合蒸汽裂解来描述本发明的各个方面。本发明不限于这些方面，并且本说明书并不意味着排除在本发明的更广泛范围内的其他方面，例如包括在没有蒸汽的情况下热解烃的那些方面。
蒸汽裂解炉脱焦
现在参考图1，蒸汽裂解炉1包括辐射火箱103、对流部分104和烟道气排放口105。烟道气经由管路100和控制阀101提供给燃烧器102，所述燃烧器将辐射热提供给烃原料以通过原料的热裂解产生期望的热解产品。燃烧器生成热气体，所述热气体向上通过对流部分104并且然后经由管路105远离炉流动。
烃原料经由管路10和阀12引导到第一组对流盘管。引入到对流盘管13中的烃原料通过与热烟道气的间接接触被预加热。阀12用于调节引入到对流盘管13中的烃原料的量。对流盘管13典型地是布置在用于烃原料并行流动的第一盘管组中的多个对流盘管中的一个。典型地，多个原料管路10、11将烃原料输送到第一管组中的并行对流盘管中的每一个。图1中呈现了四个原料管路，但是本发明不限于任何特定数量的原料管路。例如，本发明与具有3，4，6，8，10，12，16或18个原料管路的对流部分兼容，用于将总烃原料的部分并行输送到位于第一盘管组中的等效数量的对流盘管。尽管未示出，但是多个原料管路11中的每一个可以带有阀(类似于阀12)。换句话说，多个管路11中的每一个和与对流盘管13并行操作的对流盘管(未示出)流体连通。为了简单起见，第一对流盘管组的描述将集中于盘管13。组中的其他对流盘管以类似的方式操作。
经由稀释蒸汽管路20通过阀22将稀释蒸汽提供给对流盘管23以便通过来自烟道气的间接热传递进行预加热。阀22用于调节引入到对流盘管23中的稀释蒸汽的量。对流盘管23典型地是布置在用于并行稀释蒸汽流动的第二盘管组中的多个对流盘管中的一个。典型地，多个稀释蒸汽管路20和21将稀释蒸汽输送到第二管组中的并行对流盘管中的每一个。图1中呈现了四个稀释蒸汽管路，但是本发明不限于任何特定数量的稀释蒸汽管路。例如，本发明与具有3，4，6，8，10，12，16或18个稀释蒸汽管路的对流部分兼容，用于将总稀释蒸汽的部分并行输送到位于第二对流盘管组中的等效数量的对流盘管。尽管未示出，但是多个稀释蒸汽管路21中的每一个可以带有阀(类似于阀22)。换句话说，多个管路21中的每一个和与对流盘管23并行操作的对流盘管(未示出)流体连通。为了简单起见，第二对流盘管组的描述将集中于盘管23。组中的其他对流盘管以类似的方式操作。
预加热了的稀释蒸汽和预加热了的烃原料在管路25中或附近组合。烃+蒸汽混合物经由(一个或多个)管路25再引入对流部分104中，用于在第三对流部分管组中的对流盘管30中预加热烃+蒸汽混合物。对流盘管30典型地是布置在用于烃+蒸汽混合物的并行流动的第三管组中的多个对流盘管中的一个。图1中呈现了一个这样的对流盘管，但是本发明不限于任何特定数量的这些对流盘管。例如，本发明与具有3，4，6，8，10，12，16或18个对流盘管的第三盘管组兼容，用于并行输送总烃+蒸汽混合物的量的部分。为了简单起见，第三对流盘管组的描述将集中于盘管30。该组中的其它对流盘管以类似的方式操作。烃+蒸汽混合物典型地在对流盘管30中被预加热到例如在约750°f至约1400°f(400℃至760℃)的范围内的温度。
交叉管道31用于将预加热了的烃+蒸汽混合物输送到辐射部分103中的辐射盘管40以便热裂解烃。辐射盘管40典型地是一起构成辐射部分103中的辐射盘管组的多个辐射盘管中的一个(其它未示出)。离开管路30的被加热了的混合物的温度大体上设计为在显著热裂解开始的点处或附近。诸如对流盘管13中的原料预加热的量、对流盘管23中的蒸汽预加热的量、对流盘管30中的烃+蒸汽混合物预加热的量、烃原料和稀释蒸汽的相对量、辐射盘管40中的预加热了的烃+蒸汽混合物的温度、压力和停留时间、以及第一时段的持续时间(盘管13、23、30和40中的热解模式的持续时间)的工艺条件典型地取决于烃原料的组合物，期望产物的产率，和可以耐受的炉中的焦炭积聚量(特别是在辐射盘管中)。现在将更详细地描述某些烃原料和用于蒸汽裂解那些烃原料的工艺条件。本发明不限于这些原料和工艺条件，并且本说明书并不意味着排除在本发明的更广泛范围内的其它原料和/或工艺条件。
烃原料
在某些方面，烃原料包括较高分子量的烃(“重原料”)，例如在蒸汽裂解期间产生相对大量sct的那些。重原料的示例包括下列中的一种或多种：蒸汽裂解瓦斯油和残渣、瓦斯油、加热油、喷气燃料、柴油、煤油、脱焦石脑油、蒸汽裂解石脑油、催化裂解石脑油、加氢裂解油、重整油、重组油、重熔油，费托(fiseher-tropsch)液体、费托气体、馏出物、原油、大气管式炉底物、包括底物的真空管式炉流、瓦斯油冷凝物、来自炼油厂的重质非原生烃流、真空瓦斯油、重质瓦斯油、被原油污染的石脑油、常压渣油、重残渣、c4/残渣掺和物、石脑油/残渣掺和物、瓦斯油/残渣掺和物、和原油。烃原料可以具有至少约600°f(315℃)，通常大于约750°f(399℃)，典型地大于约850°f(454℃)，例如大于约950°f(510℃)的标称终沸点。标称终沸点表示特定样品的99.5重量百分比已达到其沸点的温度。
可选地，例如，当烃原料包括某些重原料时，蒸汽裂解炉具有与其整合的至少一个气相/液体分离装置(有时称为闪蒸罐或闪蒸鼓)。当使用时，气相-液体分离器配置成用于对蒸汽裂解炉的辐射部分上游的烃原料改质(例如，通过对烃+蒸汽混合物和/或预加热的烃+蒸汽混合物改质)。当烃原料包括具有标称沸点≥1400°f(760℃)的≥1.0重量％的非挥发物，例如≥5.0重量％，如5.0重量％至50.0重量％的非挥发物时，会期望将气相-液体分离器与炉整合。当非挥发物包括沥青质，例如热解原料的烃包括≥约0.1重量％的沥青质(基于热解原料的烃组分的重量)，例如≥约5.0重量％时，特别期望将气相/液体分离器与热解炉整合。可以使用常规的气相/液体分离装置来实现，但是本发明不限于此。这样的常规气相/液体分离装置的示例包括在以下美国专利中公开的那些：7138047；7090765；7097758；7820035；7311746；7220887；7244871；7247765；7351872；7297833；7488459；7312371；6632351；7578929；以及7235705，其全部内容通过引用并入本文。典型地，气相在气相/液体分离装置中从烃原料分离。将分离出的气相远离气相/液体分离器引导到辐射盘管进行热解。从烃原料分离的液相可以被引导远离气相/液体分离装置，例如用于储存和/或进一步加工。
在其它方面，烃原料包括一种或多种较低分子量的烃(轻原料)，特别是期望c2不饱和物(乙烯和乙炔)的较高产率的那些方面。轻原料典型地包括具有少于五个碳原子的基本上饱和的烃分子，例如乙烷，丙烷及其混合物(例如乙烷-丙烷混合物或“e/p”混合物)。对于乙烷裂解，至少75％(乙烷的重量)的浓度是典型的。对于e/p混合物，至少75％(乙烷加丙烷的重量)的浓度是典型的，e/p混合物中的乙烷的量大于20.0重量％(基于e/p混合物的重量)，例如在约25.0重量％至约75.0重量％的范围内。e/p混合物中丙烷的量可以为例如≥20.0重量％(基于e/p混合物的重量)，例如在约25.0重量％至约75.0重量％的范围内。
蒸汽裂解工艺条件
预加热了的烃+蒸汽混合物经由交叉管道31输送到位于炉的辐射部分103中的辐射盘管40。典型的蒸汽裂解炉包括多个辐射盘管，例如辐射盘管40和与辐射盘管40并行布置的至少一个第二辐射盘管(未示出)。多个辐射盘管可以分组布置，组中的每个辐射盘管接收总预加热了的烃+蒸汽混合物的被进给到该组的一部分。
在某些方面，烃+蒸汽混合物包括在10.0重量％至90.0重量％(基于烃+蒸汽混合物的重量)的范围内的量的蒸汽，烃+蒸汽混合物的剩余部分包括烃原料(或基本上由其组成，或由其组成)。在某些方面，通过例如以0.1至1.0kg蒸汽每kg烃的比率或以0.2至0.6kg蒸汽每kg烃的比率将离开对流盘管13的预加热了的烃与离开对流盘管23的预加热了的蒸汽组合而产生烃+蒸汽混合物。
合适的蒸汽裂解条件包括例如将烃+蒸汽混合物暴露于≥400℃，例如在400℃至900℃的范围内的温度(在辐射出口处测量)，≥0.1巴的压力，裂解停留时间在约0.01秒至5.0秒的范围内。
在某些方面，烃原料包括重原料，基本上由重原料组成，或由重原料组成，并且烃+蒸汽混合物包括0.2至1.0kg蒸汽每kg烃。在这些方面，蒸汽裂解条件通常包括以下条件的一个或多个：(i)在760℃至880℃的范围内的温度；(ii)在1.0至5.0巴(绝对)的范围内的压力，或(iii)在0.10至2.0秒的范围内的裂解停留时间。辐射盘管40的流出物典型地具有在约760℃至880℃的范围内，例如约790℃(1450°f)的温度。
在其它方面，烃原料包括轻原料，基本上由轻原料组成，或由轻原料组成，并且烃+蒸汽混合物包括0.2至0.5kg蒸汽每kg烃。在这些方面，蒸汽裂解条件通常包括以下条件的一个或多个：(i)在760℃至1100℃的范围内的温度；(ii)在1.0至5.0巴(绝对)的范围内的压力，或(iii)在0.10至2.0秒的范围内的裂解停留时间。对于乙烷或丙烷原料，辐射盘管40的流出物典型地具有在约760℃至1100℃范围内，例如约900℃(1650°f)的温度。
在期望程度的热裂解在辐射部分103中已获得之后，炉流出物被快速冷却。为此，经由位于骤冷级60中的至少一个直接油骤冷配件将骤冷油注入辐射盘管流出物中。可以与级60并行使用附加的骤冷级，其中辐射盘管(或辐射盘管组)将总辐射盘管流出物的一部分提供给多个并行骤冷级中的每一个。为了简单起见，通过单个辐射盘管40对单个骤冷区域60进料来描述辐射盘管流出物骤冷，但是本发明不限于此。将骤冷油加入到炉流出物流中提供从辐射盘管流出物直接到注入的骤冷油的热交换。典型地，辐射盘管流出物主要通过注入的骤冷油的气化被冷却。
直接油骤冷连接的问题是当相对冷的骤冷油接触热辐射盘管流出物时导致快速堵塞的趋势。专用配件以不会导致快速堵塞的方式将骤冷油注入骤冷级60中。通过引用完整地并入本文的油骤冷配件设计的非限制性示例可以在以下美国专利中找到：8177200；3593968；6626424；3907661；4444697；3959420；5061408；以及3758081。例如，骤冷配件可以包括一个或多个喷嘴。在另一示例中，骤冷油以在骤冷配件的圆柱形壁上形成连续液膜的方式被加入。另外的其他示例通过骤冷配件中的单个端口加入骤冷油。又一示例通过骤冷配件中的开槽周向槽加入油，从而沿着配件的壁产生液膜。另一非限制性示例通过多孔护套将油加入到炉流出物流中。
骤冷油优选地包括至少一种馏出油，例如至少一种含芳族化合物的馏出油或者由其组成或者基本上由其组成。一种优选的芳族油的终沸点≥400℃(750°f)。这样的芳族骤冷油可以例如通过与骤冷了的辐射盘管流出物流90分离被获得。可以使用常规的骤冷油，但是本发明不限于此。骤冷油经由管路70和阀72引导到骤冷区域60的(一个或多个)骤冷配件。当使用多个骤冷配件时，或者例如当在骤冷配件中使用多个骤冷喷嘴时，多个骤冷油管路71可以被提供用于将骤冷油的适当部分输送到每个配件和/或喷嘴。
辐射盘管流出物经由管路53引导到骤冷级60。足够的骤冷油70在骤冷区域60中与辐射盘管流出物直接组合以确保骤冷了的辐射盘管流出物90的温度适合于对下游分离设备进料。例如，主分馏器(未示出)可以接收温度在约288℃(550°f)至315℃(600°f)的范围内的骤冷了的辐射盘管流出物。当骤冷油被引入到骤冷级中时，骤冷油典型地为液相。骤冷油:烃原料的质量比典型地在约2至约5，例如约3至约5，例如约3.25至3.75的范围内。
与正被裂解的烃原料无关，碳质沉积物(“焦炭”)积聚在蒸汽裂解的一个或多个区域中，例如在辐射盘管中。焦炭随着时间积聚，尽管它是烃热解的不良副产物，但是其形成和积聚在很大程度上是不可避免的。除了辐射盘管的内表面之外，焦炭可以积聚在输送烃原料和/或烃+蒸汽混合物的对流盘管中、在交叉管道中、和在骤冷区域中，例如在骤冷区域中的直接油-骤冷连接部、配件和喷嘴中的一个或多个。
当焦炭积聚在辐射管的内表面上时，积聚的焦炭减小管的有效横截面区域，由此需要更高的压力以保持恒定的产量。由于焦炭是有效的隔热体，因此其在管壁上的形成典型地伴随着炉管温度的增加以保持裂解效率。然而高工作温度导致辐射盘管寿命减小，期望产物的产率减小(主要是由于在较高压力下发生的选择性较小的裂解)，以及焦炭积聚速率的增加。这些影响导致对辐射盘管可以暴露的温度的实际限制，并且因此减小操作者通过增加辐射盘管温度来克服焦炭积聚的非期望影响的灵活性。实际上，在热解模式开始时，当辐射盘管内表面几乎没有积聚焦炭时，辐射盘管呈现运行开始温度(“tsor”)。当焦炭积聚时，辐射盘管温度增加(响应于增加的火箱燃烧器的热输出)到预定的运行结束温度(“teor”)。可以直接或间接观察焦炭积聚，例如，由辐射盘管上的较大压降或辐射盘管流出物的较低温度来指示(在火箱燃烧器的基本上恒定的热输出下)。辐射盘管温度增加(例如，通过增加火箱燃烧器的热输出)，直到辐射盘管温度处于或接近teor，此时辐射盘管和对辐射盘管进料的可选的烃+蒸汽管路(或容器)被指定用于脱焦。然后将指定的盘管(和管路/容器)从热解模式切换到脱焦模式。
典型地通过使蒸汽-空气混合物流动通过指定用于脱焦的盘管并且同时继续操作燃烧器(尽管以减小的热输出)来进行脱焦。典型地，炉中的所有盘管在脱焦时段期间被脱焦(例如，在相同的时段期间全部被脱焦)。在充分脱焦之后，将脱焦了的炉盘管从脱焦模式切换到热解模式。当非期望量的焦炭再次积聚在炉的盘管中时可以重复脱焦。
脱焦典型地包括：(i)用空气流代替烃原料流到达对流盘管，(ii)继续通向对流盘管的蒸汽流并且将空气与蒸汽组合以产生预加热了的空气-蒸汽混合物(蒸汽流率可以大于、基本等于或小于在热解模式期间使用的蒸汽流率)，(iii)使预加热了的空气/蒸汽脱焦混合物通过交叉管道从对流盘管到达辐射盘管，并且将脱焦流出物引导离开辐射盘管。脱焦模式还包括(iv)用通到第一骤冷级的骤冷水流代替骤冷油流。热从脱焦流出物传递到骤冷水，气化骤冷水并产生部分骤冷了的脱焦流出物。脱焦模式还包括(v)在位于第一骤冷级下游的第二骤冷级中使部分骤冷了的脱焦流出物与骤冷蒸汽接触以产生骤冷了的脱焦流出物。骤冷了的脱焦混合物主要为气相，但是典型地包括可以是固体和/或液体的脱焦颗粒产物和分散的颗粒。典型地包括脱焦流出物、气化的骤冷水和骤冷蒸汽的骤冷了的脱焦流出物从第二骤冷级引导到一个或多个脱焦分离级(而不是引导到骤冷了的产物混合物分离和回收级)。可以使用附加的骤冷级，例如位于第二骤冷级下游和脱焦分离级上游的第三骤冷级。用于第二骤冷级下游的骤冷了的脱焦流出物的附加骤冷的骤冷级在使用时典型地使用蒸汽作为骤冷介质，以便将骤冷了的脱焦流出物保持在气相并减小分层的可能性。骤冷了的脱焦流出物典型地被引导远离骤冷，例如用于在脱焦旋风分离器中焦炭分离或在炉的火箱中燃烧。
再次参考图1，可以执行脱焦模式，其中对流盘管30、交叉管道31和辐射盘管40在脱焦时段期间全部经历脱焦。在该脱焦模式期间，空气替代原料管路10中的烃原料。用于脱焦的空气量可以用阀12调节。蒸汽流保持在管路20中。用于脱焦的蒸汽量可以使用阀22调节。预加热了的空气和预加热了的蒸汽在管路25中或附近组合以产生脱焦混合物。在对流盘管30、交叉管道31和辐射盘管40中执行脱焦以产生脱焦流出物，其经由传送线管53运离到第一骤冷级60。脱焦主要通过积聚焦炭的受控燃烧去除对流盘管30、交叉管道31和辐射盘管40中的焦炭沉积物的至少一部分。脱焦模式继续持续脱焦时段，直到经历脱焦的管路中的积聚焦炭量等于或小于预定的期望量。可以直接或间接地监测脱焦期间剩余的积聚焦炭的量，例如，由与脱焦模式开始时相比辐射盘管上的更小压降或脱焦流出物的更大温度来指示。在去除足够的焦炭之后，将经脱焦的管路从脱焦模式切换到热解模式。
在脱焦模式期间，来自辐射盘管40的脱焦流出物在第一骤冷级60中被部分骤冷。典型地，在第一骤冷级中使用液体水作为骤冷介质。在脱焦模式期间经由阀72中止管路70中的骤冷油到第一骤冷级60的流动。骤冷水作为液体水例如经由管路80和阀82引入到第一骤冷级60中。某些方面利用至少一个骤冷配件，例如多个骤冷配件，用于将骤冷水引入到脱焦流出物中。可以提供多个水管路81，例如每个骤冷配件一个水管路。第一骤冷级典型地包含用于将骤冷水分散到脱焦流出物中的措施，例如，可以使用脱焦流出物经过的一个或多个喷嘴来分散水滴以产生雾气。热从脱焦流出物传递到分散的液体骤冷水。部分骤冷了的脱焦流出物然后传导到第二骤冷级62。典型地，在脱焦模式期间用于分散骤冷水的第一骤冷级的喷嘴是用于在热解模式期间注入骤冷油的相同喷嘴。流动控制装置(例如阀装置)用于调节引入到第一骤冷级中的骤冷水的量，由阀82示意性地示出。切换装置可以用于将炉或炉部件(例如辐射盘管)从热解模式切换到脱焦模式，反之亦然。典型的切换装置包括流动控制装置(例如，一个或多个阀)，并且可选地包括一个或多个控制器，用于例如经由计算机控制在自动控制下操作阀。
用于脱焦流出物骤冷所需的水的量远远少于辐射盘管流出物骤冷所需的骤冷油的量。例如，在某些方面，在脱焦流出物骤冷期间使用3mg/hr(1.0mg＝1.0×106克)的水，相比之下在辐射盘管流出物骤冷期间使用40mg/hr的骤冷油。第一骤冷级骤冷装置(例如第一级骤冷容器或管路，骤冷配件，骤冷喷嘴等)典型地设计成以在辐射盘管流出物骤冷期间遇到的骤冷油流率工作。当应当足以完全骤冷辐射盘管流出物的骤冷水流引入到第一骤冷级中时会发生骤冷水分配不当。在脱焦期间分配不当导致在第一骤冷级下游的传送线管道61中的分层流动。在分层流动期间，管道61的内表面区域的大部分(例如≥60％，如≥75％，或≥90％)包含很少或者没有液体的气相组合物；并且管路的内表面区域的小部分(典型地≤40％，例如≤25％，如≤10％)包含很少或者没有气相的液相组合物。观察到气相组合物主要包括不完全骤冷的脱焦流出物，并且液相组合物主要包括骤冷水。这导致管周围的不均匀和变化的温度梯度，其可能随着时间导致管的热疲劳失效和法兰泄漏。
本发明通过将小于完全骤冷流出物所需量的一定量的骤冷水引入到第一骤冷级中来克服这个困难。引入到第一骤冷级中的骤冷水的量例如通过阀装置82被调节，使得基本上所有或所有骤冷水由于从脱焦流出物传递的热而汽化。令人惊奇的是，已发现即使引入较少量的骤冷水也会使第一骤冷级中的骤冷水分配不当恶化，第一骤冷级下游的分层量减小。尽管不希望受任何理论或模型的约束，但是相信这是由于在两个竞争效应之间实现理想的平衡：(i)骤冷水分配不当，其随着骤冷水速率的减小而增加，(ii)骤冷水气化速率，即使分配不当增大骤冷水气化速率也可以增加，只要脱焦流出物处于足够的温度以使足够的热传递至骤冷水。然后可以在第二骤冷级中例如使用气相第二水性骤冷介质(如蒸汽)完全骤冷离开第一骤冷级的部分骤冷了的脱焦流出物以产生骤冷脱焦流出物(完全骤冷)，并且在第一骤冷级、第二骤冷级以及脱焦流出物所通过的第二级下游的管路/级中几乎没有分层。
在第一骤冷级中使用液体骤冷介质(例如骤冷水)之后接着在第二骤冷级中用气态骤冷介质(例如蒸汽)进一步骤冷减少或防止分层流动，提供改善的脱焦流出物温度控制。也可以通过将骤冷了的脱焦流出物的温度保持在≤tmax的温度来减小第二骤冷级下游的管道的机械疲劳。
典型地，经由一个或多个管路80和81将足够量的骤冷水引入到第一骤冷级中以在管路61中产生温度在约425.0至约550.0℃(约800.0至约1000.0°f)，特别地约480.0至510.0℃(约900.0至约950.0°f)的范围内的部分骤冷了的脱焦流出物。本领域普通技术人员将容易地能够在任何特定方面确定骤冷水供应到第一骤冷级的速率，例如通过考虑引入到蒸汽裂解炉中的脱焦空气和脱焦蒸汽的流率和焓、炉中和第一骤冷级中的工艺条件(例如，温度和压力)、第一骤冷级中的脱焦流出物和骤冷水的焓等。骤冷水的量可以由示意性地示出为阀82的阀装置控制。
部分骤冷了的脱焦流出物远离第一骤冷级60经由传送线管61引导到第二骤冷级62。第二水性骤冷介质(例如气态骤冷介质，典型地为蒸汽)在第二骤冷级中与部分骤冷了的脱焦流出物组合。可以经由一个或多个管路91在第二骤冷级62中的多个位置处将蒸汽引入到第二骤冷级中。附加地或替代地，气态骤冷介质(例如骤冷蒸汽)可以经由管路110、阀111和管路112提供给部分骤冷了的流出物。可选地，气态骤冷介质可以在形成部分骤冷了的流出物之后在该过程的下游的两个或更多点处被提供。足够的气态骤冷介质提供温度为约370.0至约480.0℃(约700.0至约900.0°f)，特别是约400.0至约455.0℃(约750.0至850.0°f)的骤冷了的流出物。部分骤冷了的流出物的温度典型地比骤冷了的流出物的温度大≥10℃，例如大≥25℃，如大≥50℃，或大≥80℃，或大≥90℃。在气态骤冷介质是骤冷蒸汽的情况下，蒸汽可以在约105.0至约150.0℃(约225.0至约300.0°f)的温度下被提供。再次，本领域普通技术人员将容易地能够在任何特定方面确定第二水性骤冷介质流率，例如通过考虑引入到蒸汽裂解炉中的脱焦空气和脱焦蒸汽的流率和焓、炉中和第一骤冷级中的工艺条件(例如，温度和压力)、第一骤冷级中的脱焦流出物和骤冷水的量和焓、部分骤冷了的脱焦流出物的温度和流率、第二骤冷级中的工艺条件(例如，温度和压力)、第二骤冷级中部分骤冷了的脱焦流出物和骤冷蒸汽的量和焓等。引入到第二骤冷级中的骤冷蒸汽的量可以由阀装置(未示出)控制。骤冷蒸汽典型地是过热蒸汽，但是至少部分地使蒸汽减热是有利的。利用减热蒸汽(比过热蒸汽冷)作为骤冷蒸汽减少在第二骤冷级中产生骤冷了的脱焦流出物所需的骤冷蒸汽的量。因此，进入第二骤冷级的骤冷蒸汽速度减小，这导致在第二骤冷级中和附近的管道和相关设备的较少腐蚀。如果需要，可以在第二骤冷级的下游执行附加的骤冷。例如，可以经由管路110、阀111和管路112将第三骤冷介质(典型地为气相，例如蒸汽)引入到骤冷了的脱焦流出物中。当第三骤冷介质包括气相骤冷介质(如蒸汽)，基本上由其组成或由其组成时，减少或基本上防止传送线管90中的骤冷水分层。
有利地，由于两级骤冷系统显著地减少或消除分层流动，因此减小测得温度的变化。结果是脱焦流出物温度的更严格控制。更严格控制允许目标骤冷的脱焦流出物温度被优化并且设置成更接近下游管道的冶金温度上限tmax。例如，骤冷了的脱焦流出物温度可以控制在tmax的≤50℃，例如≤40℃，如≤30℃的温度。这通过例如以减少的骤冷蒸汽需求可以实现的避免过程流出物的过度骤冷来提供成本节约优化。
另外，提供具有减小分层的骤冷了的脱焦流出物(特别地包括仅处于气相的组分)在例如脱焦流出物被引导到炉火箱时(连接未示出)尤其适合。在这样的应用中，进入火箱的任何液体水将立即气化，体积相应地快速增加，这可能会损坏火箱隔热系统。
示例
示例1(比较例)
在该比较例中，使用如图1中所示的系统，但是没有第二骤冷级62、骤冷蒸汽注入管路91、以及第三骤冷级部件110、111和113。最初，炉在热解模式下操作。重原料经由多个原料管路10和11以15kg/s(120klb/hr)的速率引导到对流部分104。蒸汽经由多个蒸汽管路20和21引入到炉中以在多个管路25中产生烃+蒸汽混合物，烃+蒸汽混合物包括0.2至0.5kg蒸汽每kg烃。烃+蒸汽混合物在辐射部分103中在多个辐射盘管40中热裂解，其中辐射盘管流出物经由传送线管道53引导到骤冷级60。辐射盘管中的蒸汽裂解条件包括：(i)在760℃至880℃的范围内的温度；(ii)在1.0至5.0巴(绝对)的范围内的压力，和(iii)在0.10至2.0秒的范围内的裂解停留时间。辐射盘管40的流出物具有约790℃(1450°f)的温度。骤冷油以53kg/s(420klb/hr)的速率经由多个管路70和71提供给骤冷级60以冷却辐射盘管流出物。热解模式继续进行，直到需要约teor的辐射盘管温度来保持790℃的期望辐射盘管流出物温度。然后将炉切换到脱焦模式。
在脱焦期间，用脱焦空气流代替原料管路10中的重原料流。脱焦蒸汽流经由多个管线20和21引入到对流部分中。脱焦蒸汽从与在热解模式下使用的蒸气相同的源获得。经由入口管路10和11流到对流部分的空气的总速率约为2.83kg/sec(22.5klb/hr)。经由多个管线20和21流到对流部分的蒸汽的总流率约为5.7kg/s(45klb/hr)。脱焦空气和脱焦蒸汽在对流部分104中被预加热，从炉被去除，并且然后组合以产生脱焦混合物。脱焦混合物经由多个管路25输送回到对流部分。脱焦混合物流动通过多个管路30和多个管路40以至少部分地对那些管路脱焦。多个燃烧器102的热输出在脱焦模式期间减少。观察到进入传送线管道53的脱焦流出物在脱焦模式开始时具有约为871℃(约1600°f)的温度。骤冷水流经由多个管线80和81代替骤冷油流通到骤冷级60。骤冷水以82℃(180°f)的温度和11巴(150psig)的压力引入到级60中。在传送线管道90下游的脱焦分离级管道(未示出)具有约449℃(840°f)的tmax。为了避免在脱焦条件变化和温度控制系统波动期间超过tmax，确定用于经由多个管线80和81注入骤冷级60中的骤冷水量以产生温度约为316℃(约600°f)的骤冷了的脱焦流出物。级60中骤冷开始时的工艺条件包括2巴的压力和871℃的温度。
保持骤冷了的脱焦流出物的316℃的温度所需的骤冷水量从以下等式近似：
其中
使用这些值，求解等式1得到
示例2(比较例)
重复示例1，除了在脱焦模式期间用骤冷蒸汽流代替骤冷水通到级60。引入到级60中的骤冷蒸汽是在370°f(188℃)的温度和约2巴的压力下的过热蒸汽(焓
示例3
重复实施例1，除了(i)将更少量的骤冷水引入到第一骤冷级60中以产生部分骤冷了的脱焦流出物，以及(ii)将过热蒸汽
观察到当
示例4
重复示例3，除了在第二骤冷级62中将骤冷蒸汽引入到部分骤冷了的脱焦流出物中之前将骤冷蒸汽减热。观察到当在1.84巴的压力下操作级62时，过热的骤冷蒸汽可以减热至约121℃的温度而在第二级骤冷期间没有冷凝液体水。此外，观察到使用指定的减热蒸汽作为级62的骤冷蒸汽可以将骤冷蒸汽质量流率减小至2.62kg/sec(20.8klb/hr)，同时保持800°f(427℃)的骤冷了的脱焦流出物温度。减小骤冷蒸汽质量流率导致更好的运行经济性，并且进一步减小级62中的管道腐蚀的可能性。
本发明的任何方面(包括示例3和4)的脱焦工艺可以在过程控制下被执行。过程控制可以包括指定
尽管已具体描述了本发明的示例性实施例，但是应当理解在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员将显而易见并且可以容易地进行各种其它修改。因此，后附的权利要求的范围并不旨在限于本文中所述的示例和描述，而是将权利要求解释为包含存在于本发明中的所有可专利的新颖特征，包括将被本发明所属领域的技术人员视为其等同物的所有特征。
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