专利名称：烃热解排出物的加工方法
烃热解排出物的加工方法相关申请的交叉引用
本申请特意地在此作为参考引入以下申请的全部公开内 容引入代理人案巻号2005B060，标题为"烃热解排出物的加工方法"； 代理人案巻号2005B061，标题为"烃热解排出物的加工方法，，；代理 人案巻号2005B062,标题为"烃热解排出物的加工方法"；代理人案 巻号2005B064，标题为"烃热解排出物的加工方法"；和代理人案巻 号2005B065,标题为"烃热解排出物的加工方法"；它们与本申请同 时提交。发明领域
本发明涉及来自可以使用重质原料(例如比石脑油原料更 重质的原料)的烃热解装置的气态排出物的加工方法。发明背景
由各种烃原料制备轻质烯烃(乙烯、丙烯和丁烯)使用热 解或蒸汽裂化技术。热解包括将原料充分地加热到引起较大分子的热 分解。
在蒸汽裂化过程中，从离开裂化炉的工艺排出物料流中最 大程度地回收有用的热是合乎需要的。这种热的有效回收是蒸汽裂化 器能量效率的主要因素之一。
然而，蒸汽裂解过程还产生倾向于结合形成高分子量材料 (被称为焦油)的分子。焦油是高沸点粘性反应性物质，它在一定条 件下可使换热设备结垢，导致换热器失效。结垢倾向可以具有三个温 度状态特征。
在烃露点(第一滴液体冷凝的温度)之上，结垢倾向相对较低。气相结垢通常不严重，并且不存在可能引起结垢的液体。合适 设计的输送管线换热器因此能够在这一状态下在最小结垢的情况下回 收热。
在烃露点和蒸汽裂化焦油完全冷凝的温度之间，结垢倾向 是高的。在这种状态下，料流中最重质的组分冷凝。这些组分被认为 是发粘和/或粘性的，这引起它们附着于表面上。另外， 一旦这种材料 附着于表面上，它就会经历使其硬化和使其更难以除去的热降解。
在等于或低于蒸汽裂化焦油完全冷凝的温度下，结垢倾向 是相对较低的。在这种状态下，冷凝物质是足够流动性的，以在工艺 条件下容易地流动，并且结垢通常不是严重的问题。
用来冷却热解装置排出物和除去所得焦油的一种技术釆用 换热器接着采用水骤冷塔，在该水骤冷塔中除去可冷凝物。当裂化轻 质气体(主要是乙烷、丙烷和丁烷)时，已经证明这一技术是有效的， 因为加工轻质原料的裂化器(统称为气体裂化器)产生较少量的焦油。 结果，换热器可以有效地回收大多数有价值的热而不会结垢并且较少 量的焦油可以由水骤冷分离，即使有一些困难。
然而，这一技术对于与裂化石脑油或比石脑油更重质的原 料的蒸汽裂化器(统称为液体裂化器)一起使用是不令人满意的，因 为液体裂化器产生比气体裂化器多得多的焦油。换热器可以用来从液 体裂化中除去一些热，但是仅降至焦油开始冷凝的温度。在这一温度 之下，不能使用常规换热器，因为它们将由换热器表面上的焦油的聚 集和热降解而迅速地结垢。此外，当对来自这些原料的热解排出物进 行骤冷时，所产生的 一些重油和焦油具有与水大致相同的密度并且可 以形成稳定的油/水乳液。此外，通过液体裂化产生的较大量的重油和 焦油将导致水骤冷操作失效，这使得难以从冷凝水中产生蒸汽和难以 按环境上可接受的方式处理过量的骤冷水以及重油和焦油。
因此，在大多数工业液体裂化器中，来自裂化炉的排出 物的冷却通常使用换热器系统(通常输送管线换热器系统)、初级分 馏器和水骤冷塔或间接冷凝器来实现。对于典型的比石脑油更重质的原料，输送管线换热器将工艺料流冷却到大约593'C (1100T)，从而 有效地产生可以用于工艺其它地方的超高压蒸汽。初级分馏器通常用 来将焦油冷凝和使焦油与更轻质液体馏分(称为热解汽油)分离，并 用来回收大约93-大约316'C ( 200-600°F )之间的热。水骤冷塔或间接 冷凝器进一步将离开该初级分馏器的气流冷却到大约40X: ( 104T )以 使存在的大部分稀释蒸汽冷凝和使热解汽油与该气态烯属产物分离， 然后将它送到压缩机。
本发明设法提供处理热解装置排出物，尤其是来自比石脑 油更重质的含烃原料的蒸汽裂化的排出物的简化方法。重质原料裂化 通常比石脑油裂化更经济有利，但是过去它具有差的能量效率和较高 的投资要求的缺点。本发明使由重质原料蒸汽裂化产生的有用热能的 回收得到优化而不会使冷却设备结垢。本发明还可以排除对初级分馏 器塔及其辅助设备的需要。
重质原料蒸汽裂化排出物可以通过使用产生高压蒸汽的主 输送管线换热器加以处理，从而将该炉子排出物最初冷却。换热器管 的表面必须在烃露点之上操作以避免快速结垢，通常对于重质瓦斯油 原料大约593。C (大约1100T )的平均主体出口温度。附加的冷却可以 通过直接地将骤冷液如焦油或馏出物注入来提供以将料流立即冷却而 不会结垢。或者，可以例如用馏出物将热解炉排出物直接地骤冷，这 也避免结垢。然而，前一种冷却方法具有以下缺陷仅一小部分热在 主输送管线换热器中得到回收；此外，在这两种方法中，当通过直接 骤冷除去的剩余热较无价值时，在较低的温度下将其回收。另外，在 下游初级分馏器中和在装置外锅炉中需要附加的投资，在所述初级分 馏器中，最终除去低水平的热，该装置外锅炉必须产生蒸汽裂化装置 需要的剩余的高压蒸汽。
因此，在没有快速结垢的情况下和没有直接骤冷的情况下 从蒸汽裂化炉排出物中回收有用的热将是合乎需要的。
美国专利4， 279， 733和4， 279， 734提出了使用骤冷器、间接 换热器和分馏器冷却排出物的裂化方法，所述排出物由蒸汽裂化产生。
美国专利4， 150， 716和4， 233， 137提出了包括预冷区、热 回收区和分离区的热回收设备；其中在预冷区中，让由蒸汽裂化产生 的排出物与喷射的骤冷油接触。
Lohr等人的 "Steam-cracker Economy Keyed to Quenching" ， Oil & Gas Journal,第76巻(第20期)，第63-68页 (1978 )提出了二阶段骤冷，其包括用输送管线换热器间接骤冷以产 生高压蒸汽以及用骤冷油直接骤冷以产生中压蒸汽。
美国专利5， 092，981和5， 324， 486提出了用于来自蒸汽裂 化的排出物的二阶段骤冷方法，其包括用来迅速冷却炉子排出物和 产生高温蒸汽的主输送管线换热器以及用来将炉子排出物冷却到尽可 能低到与有效的初级分馏器或骤冷塔性能一致的温度并产生中到低压 蒸汽的副输送管线换热器。
美国专利5， 107，921提出了具有不同管直径的多个管程的 输送管线换热器。美国专利4， 457， 364提出了紧密连接的输送管线换热 器装置。
美国专利3， 923， 921提出了石脑油蒸汽裂化方法，其包括 让排出物穿过输送管线换热器以冷却该排出物之后穿过骤冷塔。
W0 93/12200提出了如下将来自烃热解装置的气态排出物骤 冷的方法，让该排出物穿过输送管线换热器，然后用液态水将该排出物 骤冷使得当该排出物进入主分离容器时，将该排出物冷却到105'C-l30 r (221T-266T)的温度，使得重油和焦油冷凝。在该主分离容器中将 该冷凝的油和焦油与气态排出物分离并且让剩余的气态排出物流到骤冷 塔中，在那里将该排出物的温度降低到该排出物化学稳定的水平。
EP 205205提出了通过使用具有两个或更多个独立的热交 换部分的输送管线换热器冷却流体如裂化反应产物的方法。
JP 2001-40366提出了用水平换热器然后用垂直换热器冷 却在高温范围中的混合气体，所述垂直换热器的热交换平面按垂直方 向设置。之后通过在下游精炼步骤的蒸馏分离该垂直换热器中冷凝的 重质组分。
W0 00/56841; GB 1,390, 382; GB 1， 309， 309和美国专利 4, 444, 697 ; 4， 446， 003 ; 4, 121, 908 ; 4,150,716; 4, 233, 137 ; 3， 923， 921; 3， 907， 661和3， 959， 420提出了用于热裂化气态料流骤冷 的各种设备，其中让热气态料流通过其中注入了液体冷却剂(骤冷油) 的骤冷管道或骤冷管。发明概述
在一个方面中，本发明涉及用于来自烃热解工艺装置的气 态排出物的处理方法，该方法包括(a)让该来自比石脑油更重质的 原料的热解的气态排出物穿过至少一个主换热器，从而将该气态排出 物冷却到大于其露点的温度并由温度小于大约288X: ( 550下)的饱和 蒸汽产生温度至少大约399 。C ( 750T )和压力不大于大约6310kPa (900psig)的过热蒸汽；(b)让来自步骤(a)的气态排出物穿过至 少一个具有换热表面的副换热器，该换热表面维持在使得该气态排出 物的一部分冷凝以在所述表面上就地形成液体涂层的温度下，从而进油的至少一部分冷凝:温度；和(c)从所述气态排出物中除去所述: 凝的焦油。
在这一方面的一个实施方案中，来自所述热解的气态排出 物具有大约704-大约927。C (大约1300下-大约1700T )的温度，和在 该主换热器中将该蒸汽过度加热到大约399-大约704。C(大约750-大约 1300下)的温度和大约2170-大约6310kPa ( 300-900psig )的压力。
在另一个实施方案中，将所述蒸汽过度加热到大约482-大 约5 38 。C ( 900-1000 T )的温度和大约3206-大约5275kPa (450-750psig)的压力。
在又一个实施方案中，所述换热表面维持在小于使焦油冷 凝的温度下，例如，在小于大约316。C ( 600下)的温度，比方说，在 大约149。C ( 300°F )-260°C ( 500T )的温度，比方说在大约213。C ( 415 T )的温度下。
在又一个实施方案中，所述换热表面基本上垂直地布置并 且通过与向下流过所述至少一个副换热器的传热介质间接热交换而维 持在所述温度下。
在又一个实施方案中，所述换热表面通过与水间接热交换 而维持在所述温度下并且在至少一个副换热器中加热的水用作主换热器中的热交换介质。
在又一个实施方案中，步骤(c)包括让来自所述副换热器 的排出物流到焦油分离鼓。
在又一个实施方案中，所述方法包括步骤(d)，将步骤(c) 中除去焦油之后剩余的排出物进一步冷却以从中冷凝热解汽油馏分和 使该排出物的温度降低到小于大约100。C (212°F )。步骤(d)可以通 过用水直接骤冷来进行，或另一方面，通过间接热交换来进行。
在另一个实施方案中，通过将终沸点大于大约18(TC (356 T)，通常为大约260-大约538。C (大约500-大约1000T ),比方说， 大约343-大约51(TC (大约650-大约950T )的烃原料热解制备所述气 态排出物。
在另 一个方面中，本发明涉及来自烃热解工艺装置气态排 出物的处理方法，该方法包4舌(a)让该来自比石脑油更重质原料的 热解的气态排出物穿过至少一个主换热器，从而将该气态排出物冷却 到大于其露点的温度并由温度小于大约288。C ( 550T)的饱和蒸汽产 生温度至少大约399。C ( 750T )和压力不大于大约6310kPa ( 900psig ) 的过热蒸汽；(b)让来自步骤(a)的气态排出物穿过至少一个具有 换热表面的副换热器，该换热表面维持在使得该气态排出物的一部分 冷凝以在所述表面上就地形成液体涂层的温度下，从而进一步将该气 态排出物冷却到使由热解工艺形成的焦油的至少一部分冷凝的温度； 和(c)让来自步骤(b)的气态排出物穿过至少一个分离鼓，在那里， 冷凝的焦油与气态排出物分离；然后(d)将该气态排出物的温度降低 到小于大约100'C (212下)。
在本发明这一方面的一个实施方案中，所述换热表面通过与水间接热交换而维持在所述温度下并且在至少一个副换热器中加热 的水用作主换热器中的热交换介质。
在这一方面的另一个实施方案中，步骤(d)将所述气态排 出物的温度降低到大约20-大约50X: ( 68-122T)。
在本发明的又一个方面中，本发明涉及烃裂化设备，其包 括(a)用于将烃原料热解的反应器，该反应器具有出口，气态热解 排出物可以经由该出口离开该反应器；(b)在该反应器出口下游并与 其连接的至少一个主换热器，其用于冷却气态排出物，该主换热器包 括(i)接收温度为大约214-大约277'C ( 417-530T )和压力小于大 约6310kPa ( 900psig)的饱和蒸汽的热传递交换介质入口 ，以及(ii ) 提供具有至少大约399 。C ( 750T )的温度和不大于大约6310kPa (900psig)的压力的过热蒸汽的热传递交换介质出口； (c)至少一 个副换热器，该副换热器包括(i )接收在小于大约26(TC ( 500下) 的温度和小于大约6998kPa( 1000psig)的压力下的水的热传递交换介 质入口 ，以及(ii )提供温度为大约214-大约277。C ( 417-大约530T ) 和压力小于大约6310kPa ( 900psig)的饱和蒸汽的热传递交换介质出 口，该副换热器在该至少一个主换热器的下游并与其连接，其用于进 一步冷却该气态排出物，所述至少一个副换热器具有换热表面，该换 热表面在使用中维持在使得该气态排出物的一部分冷凝以在所述表面 上就地形成液体涂层的温度下，从而将该气态排出物的剩余部分冷却 到使由热解形成的焦油冷凝的温度；和(d)用于分离冷凝的焦油与气 态排出物的装置。
在本发明这一方面的一个实施方案中，所述至少一个副换 热器包括用于所述气态排出物的入口并且所述入口与所述换热表面是 隔热的以将所述入口维持在大于使所述气态排出物中的焦油冷凝的温 度下。通常，所述至少一个副换热器是壳管式换热器或套管式换热器。
在这一方面的另一个实施方案中，所述设备还包括具有脱焦介质入口和焦炭出口的脱焦系统，其中所述主和副换热器可以与所 述脱焦系统连接，使得所述脱焦介质穿过所述至少一个主换热器并且 然后穿过所述至少一个副换热器，然后流到所述出口。
在这一方面的又一个实施方案中，所述主和副换热器包括 换热管并且该副换热器的该或每个换热管所具有的内径等于或大于该 主输送管线换热器的该或每个换热管的内径。
在这一方面的又一个实施方案中，装置(d)是焦油分离鼓。 附图简述
图l是根据本发明一个实施例的处理来自比石脑油更重质 的原料的裂化的气态排出物的方法的示意性流程图。
图2是用于
图1所示方法的湿润输送管线换热器的一个管子 的剖视图。
图3是用于图1所示方法的壳管式湿润输送管线换热器的入 口过渡件的剖视图。
图4是用于图1所示方法的套管式湿润输送管线换热器的入口过渡件的剖视图。 实施方案的详细描述
本发明提供来自烃热解反应器的气态排出物料流的低成本 处理方法，从而从该料流中除去和回收热和将该排出物中的C5+烃与所 需的C厂C4烯烃分离，同时使结垢最小化。
通常，用于本发明方法的排出物是通过将终沸点大于大约 180。C的烃原料(如比石脑油更重质的原料)热解而产生的。此类原料 包括在大约93-大约649。C (大约200-大约1200下)，比方说，大约204-大约510。C (大约400-大约950下)的范围中沸腾的那些。典型的比石 脑油更重质的原料可以包括重质冷凝物、瓦斯油、煤油、加氢裂化油、 原油和/或原油馏分。热解反应器出口处的气态排出物的温度通常为大 约760。C-大约930。C ( 1400T-1706T )，并且本发明提供将该排出物 冷却到可以有效地将所需的C「C4烯烃压缩的温度的方 法，该温度通常 小于大约100'C (212下)，例如小于大约75。C (167T)，例如小于大约60'C U40下)，通常为大约20-大约50。C (68-大约122下)。
具体来说，本发明涉及来自重质原料裂化装置的气态排出 物的处理方法，该方法包括让该排出物穿过至少一个主换热器，该 主换热器能够从该排出物回收热以将其降至结垢开始的温度。如果需 要，可以通过蒸汽脱焦、蒸汽/空气脱焦或机械清洁将该换热器周期性 地清洁。常规的间接换热器如套管式换热器或壳管式换热器可以用于 该设施。该主换热器使用饱和蒸汽作为冷却介质将工艺料流冷却到大 约340。C-大约650。C ( 644-1202T )，例如大约371C ( 700下)的温度， 并且产生通常在大约4240kPa ( 600psig)下的过热蒸汽。
当离开所述主换热器时，冷却的气态排出物仍然在大于该 排出物的烃露点(第一滴液体冷凝的温度)的温度下。对于在某些裂 化条件下典型的重质原料，排出物料流的烃露点为大约343-大约649 。C ( 650-1200T )，比方说大约399-大约593。C ( 750-1100T )。在该 烃露点之上，结垢倾向相对较低，即蒸气相结垢通常不严重，并且不 存在可能引起结垢的液体。焦油在大约204-大约343。C ( 400-650下)， 比方说，大约232-大约316。C ( 450-600T)的温度下从此类重质原料 中冷凝。
在离开所述主换热器之后，则让所述排出物流到至少一个 副换热器，该副换热器经设计和操作使得它包括冷到足以将该排出物 的一部分冷凝和在换热表面处产生液态烃膜的换热表面。该液膜就地 产生并且优选等于或低于使焦油完全冷凝的温度，通常在大约204'C-大约343。C ( 400-650T)，例如在大约260'C ( 500T )下。这通过冷 却介质和换热器设计的合适选择而得以确保。因为热传递的主要阻力 在主体工艺料流和膜之间，所以该膜可以在比主体料流低得多的温度 下。当主体料流被冷却时，该膜有效地保持换热表面被流体材料湿润， 从而防止结垢。此种副换热器必须连续地冷却该工艺料流到产生焦油 的温度。如果在这之前停止冷却，则结垢很可能发生，原因在于该工 艺料流可能仍处于结垢状态。
现将参照附图更具体地描述本发明。
参照图1和2，在所示的按二个阶段从炉子排出物回收热以 提供过热蒸汽的方法中，将包含由Tapis原油获得的重质瓦斯油的烃原 料100和稀释蒸汽102供给蒸汽裂化反应器104，在那里将烃原料加热以 引起该原料热分解从而产生更低分子量的烃，如C广仏烯烃。在该蒸汽 裂化反应器104中的热解工艺还产生一些焦油。
离开所述蒸汽裂化炉104的气态热解排出物106最初穿过至 少一个主输送管线换热器108，该换热器108将该排出物从大约704'C-大约927。C ( 1300T-1700°F ),比方说大约760°C-大约871'C (1400 下-1600T)，例如大约816。C (大约1500T)的入口温度冷却到大约 316X:-大约704。C (大约600下-大约1300T ),比方说大约371'C-大约 649°C ( 700T-1200下)，例如大约593。C (IIOO下)的出口温度。该 主换热器108包括用于引入具有大约2172kPa-大约6310kPa (300-900psig)，比方说大约4240kPa ( 600psig)的压力和具有大约 216。C-大约279。C ( 420下-535下)，例如大约254。C ( 490T )的温度 的高压蒸汽的蒸汽入口IIO。高压过热蒸汽从蒸汽出口112取得并且具 有大约371。C-大约649。C( 700°F-1200下)，比方说大约"7。C-大约593 °C ( 800T-IIOO下)，例如大约51(TC ( 950T)的温度。通常，压力 与经由蒸汽入口 11 O提供的蒸汽没有显著地变化。在离开该主输送管线 换热器108之后，则将冷却的排出物料流114供给至少一个副换热器 116，在那里在该副换热器116的管侧上将该排出物冷却到大约12rC-大约343匸(250下-650下)，比方说大约149。C-大约316。C ( 300T-600 T)，例如大约232。C ( 450T )的温度，同时在该副换热器116的壳侧 上将锅炉给水118预热和气化。这样，副换热器116的换热表面足够冷 以在该管子的表面处就地产生液膜，该液膜由该气态排出物的冷凝产 生。
图2描述了排出物214 (对应于图1中的排出物料流114等) 和锅炉给水218的并流流动使工艺侧入口处的液膜219的温度最小化； 其它的流动布置也是可能的，包括逆流流动。因为热传递在锅炉给水 和管道金属之间是迅速的，所以在换热器216中的任一点处该管道金属仅比锅炉给水H8微热。热传递在工艺侧上的管道金属和液膜219之间 也是迅速的，因此在换热器H6中任一点处该薄温度仅比管道金属温度 微热。沿着换热器216的整个长度，膜温度低于使焦油完全冷凝，比方 说，大约260t: ( 500下)的温度。这样确保该膜是完全流动性的，并 且因此避免了结垢。
在副换热器116 (或H6)中将高压锅炉给水预热是热解装 置中产生的热的最有效的用途之一。脱气之后，通常可获得在大约104 'C-大约149X: ( 220°F-300°F )，比方说，大约116匸-大约138。C (240 T-280下)，例如大约132X: ( 270下)的温度下的锅炉给水。来自脱 气器的锅炉给水因此可以在副输送管线换热器116中进行预热并且之 后经由11 O被送到至少一个主输送管线换热器108。用来预热锅炉给水的所有热将增加高压蒸汽生产量。
当离开换热器116时，冷却的气态排出物120在焦油冷凝的 温度下并然后进入至少一个焦油分离鼓122，在那里该排出物分离成焦 油以及焦炭馏分124和气态馏分126。
副换热器116的硬件可以与通常用于气体裂化设施的副输 送管线换热器的硬件相似。可以使用管壳式换热器。可以在管侧上按 单程固定管板布置将工艺料流冷却。相对较大的管径将允许上游产生 的焦炭通过该换热器而不会堵塞。换热器116的设计可以经设置使温度 最小化和使液膜219的厚度最大化，例如，通过将毛边添加到换热器管 的外表面上来实现。可以在壳侧上按单程布置将锅炉给水预热。或者， 壳侧和管側设施可以转换。可以使用并流或逆流流动，只要沿着该换热器长度的膜温度保持足够低。
例如，适合的壳管式湿润输送管线换热器的入口过渡件在 图3中示出。将换热器管341固定在管板342中的孔3々0中。将管嵌条或 套圏345固定在与管板342相邻布置的辅助管板344中的孔346中，使得 套圏345伸入换热器管341，其中热绝缘材料343置于管板342和辅助管 板344之间以及换热器管341和套圏345之间。釆用这种布置，辅助管板 344和套圏345在非常接近工艺入口温度的温度下操作，而换热器管341在非常接近冷却介质的温度下操作。因此，很少结垢会在辅助管板344 和套圏345上发生，原因在于它们在热解排出物露点之上操作。类似地， 很少结垢会在换热器管341的表面上发生，原因在于它在小于使焦油完 全冷凝的温度下操作。这种布置提供表面温度方面的非常急速的转变， 以避免在烃露点和使焦油完全冷凝的温度之间的结垢温度状况。
或者，用于副输送管线换热器的硬件可以与紧密连接的主 输送管线换热器的硬件相似。可以使用套管式换热器。工艺料流可以 在内管中冷却。相对较大的内管直径将允许上游产生的焦炭通过该换 热器而不会堵塞。锅炉给水可以在外管和内管之间的环隙中预热。可 以使用并流或逆流流动，只要沿着该换热器长度的膜温度保持足够低。
例如，适合的套管式湿润输送管线换热器的入口过渡件在 图4中示出。换热器入口管线451与铁模452连接，后者与锅炉给水入口 室455连接。绝缘材料453填充换热器入口管线451、铁模452和锅炉给 水入口室455之间的环形空间。换热器管454与接收锅炉给水458的锅炉 给水入口室455连接，使得在入口管线451的末端和换热器管454的开始 端之间存在小间隙456以允许热膨胀。 一种类似的布置(尽管在工艺气 流管道中引入了三通件)在美国专利4,457， 364中进行了描述，该文献 的整个内容在此引入作为参考。整个换热器入口管线451在非常接近工 艺温度的温度下操作，而换热器管454在非常接近冷却介质的温度下操 作。因此，很少结垢会在换热器入口管线451的表面上发生，原因在于 它在热解排出物露点之上操作。类似地，很少结垢会在换热器管454上发生，原因在于它在小于使焦油完全冷凝的温度下操作。同样，这 种布置提供表面温度方面的非常急速的转变，以避免在烃露点和使焦 油完全冷凝的温度之间的结垢温度状况。
副换热器可以经取向以使得工艺流体基本上水平、基本上 垂直向上流动，或优选基本上垂直向下流动。基本上垂直向下流动系 统有助于确保就地液膜在换热器管的整个内表面上方保持相当均匀， 从而使结垢最小化。相反，以水平取向，由于重力作用液膜将倾向于 在换热器管底部较厚而在顶部较薄。以垂直向上流动布置，液膜可能倾向于与管壁分离，因为重力倾向于向下拉扯液膜。有利于基本上向 下流动取向的另 一个实际原因是离开主输送管线换热器的入口料流通 常位于炉子结构上部，而出口料流希望处于较低的高度。向下流动的 副换热器将自然地提供这种料流的高度转变。可以对副换热器进行设计以允许使用蒸汽或蒸汽和空气的 混合物与炉子脱焦系统一起为换热器脱焦。当使用蒸汽或蒸汽和空气 的混合物为炉子脱焦时，炉子排出物将首先通过主换热器并且然后通 过副换热器，然后经处理到脱焦排出物体系中。采用这种特征，副输 送管线换热器管的内径大于或等于主输送管线换热器管的内径是有利 的。这确保存在于主输送管线换热器排出物中的任何焦炭将容易地通 过副输送管线换热器管而不会引起任何限制。虽然已经结合某些优选的实施方案描述了本发明，以致可 以更完全地理解和领会本发明的各方面，但是不希望将本发明限制到 这些特定的实施方案。相反，希望涵盖可以包括在所附权利要求书限 定的本发明范围内的所有备选方案、修改和等同物。
权利要求
1.来自烃热解工艺装置的气态排出物的处理方法，该方法包括(a)让所述源自比石脑油更重质的原料的热解的气态排出物穿过至少一个主换热器，从而将所述气态排出物冷却到大于其露点的温度并由温度小于大约288℃(550)的饱和蒸汽产生温度至少大约399℃(750)和压力不大于大约6310kPa(900psig)的过热蒸汽；(b)让来自步骤(a)的所述气态排出物穿过至少一个具有换热表面的副换热器，该换热表面维持在使得所述气态排出物的一部分冷凝以在该表面上形成液体涂层的温度下，从而进一步将该气态排出物冷却到使由热解工艺形成的在该气态排出物中的焦油的至少一部分冷凝的温度；并且(c)从所述气态排出物中除去所述冷凝的焦油。
2. 权利要求1的方法，其中源自所述热解的气态排出物具有大约 704-大约927。C ( 1300-大约1700T )的温度，和在所述主换热器中将 所述蒸汽过度加热到大约399-大约704。C ( 750-1 300下)的温度和大约 2170-大约6310kPa ( 300-900psig )的压力。
3. 权利要求1的方法，其中将所述蒸汽过度加热到大约482-大约 538°C ( 900-1000°F )的温度和大约3206-大约5275kPa ( 450-750psig) 的压力。
4. 上述权利要求中任一项的方法，其中将所述换热表面维持在小 于使焦油冷凝的温度下。
5. 上述权利要求中任一项的方法，其中将所述换热表面维持在小 于大约316。C ( 600T)的温度下。
6. 上述权利要求中任一项的方法，其中将所述换热表面维持在大 约149。C ( 300T ) -260'C ( 500°F )之间的温度下。
7. 上述权利要求中任一项的方法，其中所述换热表面基本上垂直 地布置并且通过与向下流过所述至少一个副换热器的传热介质间接热 交换而维持在所述温度下。
8. 上述权利要求中任一项的方法，其中所述换热表面通过与水间 接热交换而维持在所述温度下，并且将在至少一个副换热器中加热的 水用作所述主换热器中的热交换介质。
9. 上述权利要求中任一项的方法，其中步骤(c)包括让来自所述 副输送管线换热器的排出物流到焦油分离鼓。
10. 上述权利要求中任一项的方法，包括(d):将步骤(c)中除 去焦油之后剩余的排出物进一步冷却，以从中冷凝热解汽油馏分和使 该排出物的温度降低到小于大约100'C (212下)。
11. 权利要求10的方法，其中通过用水直接骤冷进行步骤(d)。
12. 权利要求10的方法，其中通过间接热交换进行步骤(d)。
13. 上述权利要求中任一项的方法，其中通过将在大于大约180。C (356下)的温度下沸腾的烃原料热解制备所述气态排出物。
14. 上述权利要求中任一项的方法，其中通过将终沸点为大约260-大约538。C ( 500-1000T )的烃原料热解制备所述气态排出物。
15. 来自烃热解工艺装置的气态排出物的处理方法，该方法包括(a) 让该源自比石脑油更重质的原料的热解的气态排出物穿过至 少一个主换热器，从而将该气态排出物冷却到大于其露点的温度并由 温度小于大约288。C( 550下)的饱和蒸汽产生温度至少大约399。C( 750 下)和压力不大于大约6310kPa ( 900psig)的过热蒸汽；(b) 让来自步骤(a)的气态排出物穿过至少一个具有换热表面 的副换热器，该换热表面维持在使得该气态排出物的一部分冷凝以在 所述表面上形成液体涂层的温度下，从而进一步将该气态排出物冷却 到使由热解工艺形成的焦油冷凝的温度；(c) 让来自步骤(b)的气态排出物穿过至少一个分离鼓，在那 里，冷凝的焦油与气态排出物分离；并且然后(d) 将该气态排出物的温度降低到小于大约100。C (212T)。
16. 权利要求15的方法，其中源自所述热解的所述气态排出物具有 大约704-大约927。C ( 1300T-1700下)的温度，并且在所述主换热器 中将所述蒸汽过度加热到大约399-大约704。C ( 750-1300°F )的温度和大约2170-大约6310kPa (大约300-大约900psig )的压力。
17. 权利要求15或16中任一项的方法，其中将所述蒸汽过度加热到 大约482-大约538"C ( 900-1000下)的温度和大约3206-大约5275kPa(450-750psig)的压力。
18. 权利要求15至17中任一项的方法，其中将所述换热表面维持在 小于使焦油冷凝的温度下。
19. 权利要求15至18中任一项的方法，其中将所述换热表面维持在 小于大约316'C ( 600T)的温度下。
20. 权利要求15至19中任一项的方法，其中所述换热表面基本上垂 直地布置并且通过与向下流过所述至少一个副换热器的传热介质间接 热交换而维持在所述温度下。
21. 权利要求15至20中任一项的方法，其中所述换热表面通过与水 间接热交换而维持在所述温度下，并且将在至少一个副换热器中加热 的水用作该主换热器中的热交换介质。
22. 权利要求15至21中任一项的方法，其中(d)将该气态排出物 的温度降低到大约20。C-大约5(TC (68-大约122下)。
23. 权利要求15至22中任一项的方法，其中(d)还包括冷凝和分 离来自该排出物中的热解汽油馏分。
24. 权利要求15至23中任一项的方法，其中通过将在大于大约180 °C ( 356T)的温度下沸腾的烃原料热解制备所述气态排出物。
25. 烃裂化设备，包括(a) 用于将烃原料热解的反应器，该反应器具有出口，气态热解 排出物可以经由该出口离开该反应器；(b) 在该反应器出口下游并与其连接的至少一个主换热器，用于 冷却该气态排出物；所述主换热器包括U)接收温度为大约214-大约277。C ( 417-530下)，压力小于大约6310kPa ( 900psig)的饱和 蒸汽的热传递交换介质入口 ，以及(ii )提供具有至少大约399。C ( 750 T)的温度和不大于大约6310kPa ( 900psig)的压力的过热蒸汽的热 传递交换介质出口；(c) 至少一个副换热器，包括(i)接收在小于大约260匸(500 T )的温度和小于大约7000kPa ( 1000psig)的压力下的水的热传递交 换介质入口，和Ui)提供温度为大约232-大约288T (大约450-大约 550T )，压力小于大约6310kPa ( 900psig)的饱和蒸汽的热传递交换 介质出口；所述副换热器在该至少一个主换热器的下游并与其连接， 用于进一步冷却所述气态排出物，所述至少一个副换热器具有换热表 面，该换热表面在使用中维持在使得该气态排出物的一部分冷凝以在 所述表面上就地形成液体涂层的温度下，从而将该气态排出物的剩余 部分冷却到使由热解形成的焦油冷凝的温度；以及(d) 从该气态排出物中分离冷凝焦油的装置。
26. 权利要求25的设备，其中所述换热表面基本上垂直地布置并且 通过与向下流过所述至少一个副换热器的传热介质间接热交换而维持 在所述温度下。
27. 权利要求25或26中任一项的设备，其中所述至少一个副换热器包 括用于所述气态排出物的入口，并且所述入口与所述换热表面是隔热的， 以将所述入口维持在大于使所述气态排出物中的焦油冷凝的温度下。
28. 权利要求25至27中任一项的设备，其中所述至少一个副换热器选自壳管式换热器或套管式换热器。
29. 权利要求25至28中任一项的设备，并且还包括具有脱焦介质入 口和焦炭出口的脱焦系统，其中所述主和副换热器可以与所述脱焦系 统连接，使得所述脱焦介质穿过所述至少一个主换热器并然后穿过所 述至少一个副换热器，然后流到所述出口。
30. 权利要求29的设备，其中所述主和副换热器包括换热管，并且 该副换热器的该或每个换热管所具有的内径等于或大于该主输送管线 换热器的该或每个换热管的内径。
31. 权利要求25至29中任一项的设备，其中所述装置(d)是焦油 分离鼓。
全文摘要
公开了对来自加工比石脑油原料更重质的原料的烃热解装置的排出物进行处理以从中回收热和除去焦油的方法。该方法包括让气态排出物流到至少一个主换热器，从而冷却该气态排出物和产生过热蒸汽。之后，让该气态排出物穿过至少一个具有换热表面的副换热器，该换热表面维持在使得该气态排出物的一部分冷凝以在所述表面上形成液体涂层的温度下，从而进一步将该气态排出物的剩余部分冷却到使由热解工艺形成的焦油冷凝的温度。然后在至少一个分离鼓中从该气态排出物中除去冷凝焦油。还提供了实施这一方法的设备。
文档编号C10G9/00GK101218322SQ200680024774
公开日2008年7月9日 申请日期2006年6月27日 优先权日2005年7月8日
发明者R·D·斯特莱克 申请人:埃克森美孚化学专利公司