一种连续化裂解工艺及设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油、化工、裂解领域，具体提供了一种连续化裂解工艺及设备。
【背景技术】
[0002]众所周知，裂解是指只通过热能将一种样品(主要指高分子化合物)转变成另外几种物质(主要指低分子化合物)的化学过程，裂解不仅为现代社会大量产生的废弃物(例如废轮胎、废橡胶等)的处理找到了良好的解决方法，而且对资源减少、能源紧张的改善提供了新的方案，可以提供大量的基础工业原料和能源来源，如炭黑、铁丝可燃油气等，是未来解决各种资源危机的手段之一。但是，目前所有的裂解过程都是将待裂解的物质放入裂解器内进行裂解，待裂解的物质与裂解器直接接触，由于裂解温度过高，很容易造成设备内部结焦，缩短使用寿命，增加生产能耗，而且一般在裂解前需要对物料进行破碎后再置于高温环境下进行裂解，这样对于破碎不均匀的物料而言由于受热效果降低裂解效果大大降低，同时物料直接进入高温环境也极易易发生结焦等情况，这样就使得原料利用率大大降低，且对于裂解装置的寿命有很大的影响。现有技术中为了解决上述问题，一般选择在进入裂解前对裂解原料进行更加均匀的破碎和预热，但是这样就会大大增加处理的成本和能耗，且为了安全需要在物料进入裂解装置时进行严格的密封，这样也造成了需要大量的密封装置，不但提高了设备的成本和占地面积，同时密封件一旦损坏极易出现生产事故。其次，在裂解过程中，由于待裂解物质在整个裂解器内的上下空间进行运动，所以需要裂解器的整个空间都需要维持较高的裂解温度，从而造成裂解能耗较高。另外，现有技术中针对不同性质的待裂解物料(如废橡胶、废塑料、其他高分子废弃材料等)，需要使用不同的裂解设备，设备的通用性较差。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本发明提出了一种连续化裂解工艺及设备，采用本发明可以大幅度增加待裂解物料的透气性，加大换热面积，加快裂解反应速度，并且有效避免裂解器内部结焦，从而提高了换热效率，降低了供热温度，大大延长了设备使用寿命，节约了裂解所需能耗。
[0004]本发明所述的一种连续化裂解工艺，包括进料、裂解、出料和分离过程，其特点在于:
[0005](I)进料将待裂解的物料放入料箱，然后对其进行预热，将预热后装有待裂解物料的料箱单向、连续、顺序送入裂解器进行裂解；
[0006](2)出料含有裂解产物的料箱从裂解器排出，单向、连续、顺序出料；
[0007](3)分离料箱与裂解产物分离，且料箱被送回进料过程。
[0008]本发明所述的待裂解的物料可以为整体的或者被切成碎块的废旧塑料、废旧轮胎等一切可以裂解的物质，可以与各种裂解工艺连用。
[0009]本发明所述的料箱为可滚动的带有排气结构的导热箱体，其内部空腔可以放置各种形状的待裂解的物料，料箱可以采用球形或者空心圆柱形等各种可以滚动的形状。本发明在进料过程和出料过程均采用单向、连续、顺序的进料和出料方式，可以保证每个料箱在预热过程和裂解过程停留时间一样，保证预热效果和裂解效果。在实际工作过程中，可以根据待裂解的物料的性质不同，设定不同的预热/裂解温度以及停留时间。本发明所述的待裂解的物质是在料箱内发生的预热以及裂解，待裂解物料不会与裂解器发生直接的接触，有效的避免了裂解器内部结焦，从而提高了换热效率，降低了供热温度。进一步的，随着裂解器的转动，料箱在裂解器内运动，待裂解的物料在该料箱内运动，待裂解的物料和料箱之间也存在相对运动，因此在一定程度上也避免了料箱内部结焦，同时相对运动可以使得温度分布更加均匀，物料受热均匀，裂解过程所需热量降低。
[0010]本发明所述的预热热源来源于裂解器烟气可以是裂解器加热用的烟气，也可以是烟气余热，进一步节约了能耗。本发明所述的预热为曲折预热，保证了待裂解物料有足够的预热行程，预热更加充分，同时节省了预热所需的行程，降低了设备的长度和成本。
[0011]所述的进料过程通有保护气，由于保护气的存在，将物料输送过程中携带的可能引起危险的气体在进入裂解器前全部置换，确保了裂解过程的安全，同样出料过程通有保护气，以确保危险气体不会通过裂解固体产物出口进入裂解器。
[0012]裂解后的残渣则被留在料箱内部，随着料箱的运动被排出裂解器。之后，工作人员可以通过振荡分离或者吹洗的方式将该料箱与其内部的裂解残渣分离。除去内部残渣的料箱可以被继续装入新的待裂解物质使用。所述的料箱与裂解产物分离在出料后进行或者在进料前进行。
[0013]本发明所述的送回采用保温送回或者换热送回，也就是说可以根据进料的待裂解的物料的特点选择料箱的送回方式。如果待裂解的物料需要的裂解温度较高，料箱可以采用保温送回的方式送回进料过程，由于送回的料箱带有余温，在一定程度上可以对放入其中的待裂的解物料有一定的升温作用，节约了能耗，而且料箱不需经过骤冷骤热，延长了其使用寿命。如果待裂解的物料所需要的裂解温度较低，料箱采用换热送回的方式送回进料过程。换热可以采用水冷的方式，料箱与水进行热交换，水吸收热量后变成水蒸汽，可以用做进料过程和出料过程的保护气或其他用途，节约了能耗。
[0014]综上所述，本发明所述的连续化裂解工艺中，待裂解的物料在料箱中完成预热、裂解，有效避免裂解器内部以及料箱中结焦现象的产生，而且节约了能源，降低了能耗。
[0015]为了保证上述工艺的顺利完成，本发明还提出了一种连续化裂解设备，包括原料预热输送装置和裂解器，所述的原料预热输送装置包括预热仓和料箱，预热仓内设置有物料输送装置，物料输送装置一端与预热仓外的上料装置连接，另一端通过气体置换室I与裂解器入口连接；预热仓外的上料装置上设有料箱；裂解器末端的固体产物出口处设有气体置换室II ;所述的料箱为可滚动的带有排气结构的导热箱体。
[0016]本发明所述的原料预热输送装置，所针对的物料是承装在料箱中的物料，所述的料箱为可滚动的带有排气结构的导热箱体，其内部空腔可以放置各种形状的待裂解的物料，这样可以预热输送各种尺寸的物料，且物料在整个预热输送过程中均位于料箱内，这样可以保证其受热均匀，且便于根据工艺的要求调节料箱的输送速度和预热时间，实现连续、顺序进料，同时在预热过程中不会与物料输送装置发生直接接触，降低设备的损耗和故障发生概率。
[0017]进一步的，所述的导热箱体的排气结构直径小于该箱体内部盛装待裂解物料的最小直径，可以避免待裂解物料在箱体运转过程中落出。优选的，所述的排气结构直径小于该箱体内部裂解后物料粒径，可以保证裂解后油气顺利排出的同时避免裂解的残渣掉入裂解器。
[0018]所述的预热仓设置在裂解器上方且与裂解器的热风腔热风出口直接连接。采用这种结构后，热风出口的热风可直接进入预热仓中对待裂解的物料进行预热，避免了现有技术中热风回用造成的额外热量损失，大大降低了能耗；同时减少了对应的热风输送设备，整个预热仓可直接设置在裂解器上部，大大降低了整个裂解设备的占地面积，使其更加便于小型化后推向市场，且方便安装和检修。
[0019]预热仓内设置有物料输送装置，所述的物料输送装置一端与预热仓外的上料装置连接，另一端通过气体置换室I与裂解器入口连接，这样就可以实现上料后整个预热输送过程的自动化，降低了人员成本。
[0020]所述的气体置换室I设置有可分别开启的密封闸门，气体置换室I上设置有进气口和出气口，该结构解决了现有技术中一直难以解决的送料密封问题，这是