專利名稱：用于對(duì)分離罐中的原油渣油進(jìn)行氣液分離并使罐底部沉積物再循環(huán)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過(guò)使從渣油分離罐提煉的渣油再循環(huán)來(lái)在蒸汽裂化爐中裂化烴原料的工藝。
背景技術(shù)：
蒸汽裂化——也稱為熱解——已長(zhǎng)期用來(lái)將各種烴原料裂化成烯烴，優(yōu)選為輕質(zhì)烯烴，例如乙烯、丙烯和丁烯。傳統(tǒng)的蒸汽裂化利用熱解爐，該熱解爐具有兩個(gè)主要的區(qū)段 對(duì)流加熱區(qū)和輻射(或者“熱解”)區(qū)。典型地，烴原料以液體形態(tài)(除輕質(zhì)原料外，輕質(zhì)原料以蒸氣形態(tài)進(jìn)入)進(jìn)入爐的對(duì)流加熱區(qū)，其中，通過(guò)使烴原料與來(lái)自輻射區(qū)的熱煙氣間接接觸和與蒸汽直接接觸，烴原料被加熱和氣化。然后，將氣化的原料和蒸汽混合物引入輻射區(qū)，在輻射區(qū)進(jìn)行裂化。包含烯烴的生成產(chǎn)物離開(kāi)熱解爐以便進(jìn)一步下游處理，包括淬冷。對(duì)裂化包含大成分的揮發(fā)性烴(例如輕柴油和石腦油)的高質(zhì)量原料，傳統(tǒng)的蒸汽裂化系統(tǒng)已然有效。但是，蒸汽裂化經(jīng)濟(jì)學(xué)有時(shí)偏愛(ài)于裂化低成本的、含有渣油的原料， 經(jīng)非限制性實(shí)例，所述渣油例如為常壓渣油(即，常壓管式爐底部沉積物)和原油。原油和常壓渣油經(jīng)常包含高分子量、非揮發(fā)性的組分，其沸點(diǎn)例如諸如超過(guò)590°C (IlOO0F)0然而，術(shù)語(yǔ)“渣油”通常包括在蒸餾或者分離過(guò)程中最重質(zhì)的流或者成分，即，來(lái)自氣液分離器或者蒸餾塔的沉積物流，其具體性質(zhì)將取決于罐內(nèi)的分離溫度，因此不僅僅局限于一個(gè)特定的蒸餾(cut-off)溫度。隨著時(shí)間的推移，含有渣油的原料的非揮發(fā)性組分的部分在傳統(tǒng)熱解爐的對(duì)流區(qū)中以焦炭的形態(tài)留下來(lái)。在已將較輕質(zhì)組分完全氣化的地點(diǎn)下游處的對(duì)流加熱區(qū)中僅能承受非常少量的非揮發(fā)性組分。另外，裂化較重質(zhì)的原料——例如煤油和輕柴油——會(huì)產(chǎn)生較大量的焦油，這會(huì)導(dǎo)致在爐輻射區(qū)中的快速結(jié)焦，和在傳輸線交換器內(nèi)的結(jié)垢(尤其在較輕質(zhì)的液體的裂化操作中)。為了解決結(jié)焦問(wèn)題，美國(guó)專利第3，617，493號(hào)(通過(guò)引用引入在此引入)披露了針對(duì)原油原料使用外部氣化罐，還披露了使用第一閃蒸(flash)以將石腦油以蒸氣形態(tài)除去和使用第二閃蒸以在230°C至590°C (450下至1100T )之間的沸點(diǎn)將蒸氣除去。蒸氣在熱解爐中裂化成烯烴，而來(lái)自兩個(gè)閃蒸槽的分離的液體被除去、利用蒸汽汽提并用作燃料。美國(guó)專利第3，718，709號(hào)(通過(guò)引用在此引入)披露了一種使焦炭沉積最小化的工藝。該工藝描述了在熱解爐的內(nèi)部或者外部預(yù)熱重質(zhì)原料以便用過(guò)熱蒸汽將約50 %的重質(zhì)原料氣化，和除去殘留的、分離的液體。將主要含有輕質(zhì)揮發(fā)性烴的氣化烴裂化。
在用閃蒸罐使包含渣油的重質(zhì)液態(tài)烴成分與較輕質(zhì)成分分離的過(guò)程中(所述較輕質(zhì)成分可以在熱解爐中進(jìn)行處理)，重要的是實(shí)現(xiàn)分離，使幾乎所有的非揮發(fā)性組分將處于液相。不然的話，蒸氣中那些形成焦炭的、重質(zhì)的非揮發(fā)性組分會(huì)被帶入爐內(nèi)，導(dǎo)致結(jié)焦問(wèn)題。增加在閃蒸罐中的餾分(cut)或者烴的氣化成分同樣是非常期望實(shí)現(xiàn)的，原因是含有渣油的液態(tài)烴成分通常價(jià)值較低，經(jīng)常小于重質(zhì)燃料油。氣化一些較重質(zhì)成分會(huì)產(chǎn) 生更多的有價(jià)值的蒸汽裂化爐原料。這能夠通過(guò)增加閃蒸罐(有時(shí)也稱為渣油分離罐)的溫度以使氣化的餾分增加來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，生成的氣化的較重質(zhì)成分趨于在頂部蒸氣相中部分地冷凝，導(dǎo)致閃蒸/分離罐頂部出口下游的線路和容器積垢。已有各種專利嘗試去解決傳統(tǒng)蒸汽裂化過(guò)程中出現(xiàn)的一個(gè)或者多個(gè)上述缺陷、問(wèn)題或者限制。例如，美國(guó)專利第7，138，047號(hào)(通過(guò)引用在此引入)描述了一種有利地受控的工藝來(lái)優(yōu)化含在重質(zhì)烴原料中的揮發(fā)性烴的裂化和減少并且避免結(jié)焦問(wèn)題。該專利提供了一種方法，通過(guò)維持進(jìn)入閃蒸時(shí)流的相對(duì)恒定溫度，維持離開(kāi)閃蒸時(shí)蒸氣與液體的相對(duì)恒定比率。具體而言，通過(guò)在閃蒸之前自動(dòng)地調(diào)節(jié)與重質(zhì)烴原料混合的蒸汽和流體流的量來(lái)維持閃蒸流的恒定溫度。所述流體可以是水。美國(guó)專利第7，220，887號(hào)(通過(guò)引用在此引入)描述了一種裂化含有渣油的烴原料的工藝，其包括加熱原料；將加熱的原料與流體和/或初級(jí)稀釋蒸汽流混合形成混合物；對(duì)混合物進(jìn)行閃蒸以形成氣相和作為底部沉積物收集的液相并除去液相；分離并裂化氣相；并且冷卻產(chǎn)品流出物，其中，在一定條件下維持底部沉積物以進(jìn)行至少部分的減粘裂化?？梢詫?duì)減粘裂化后的底部沉積物進(jìn)行汽提以便回收減粘裂化后的分子，同時(shí)避免帶走底部沉積物液體。該美國(guó)專利還提供了一種用于執(zhí)行上述工藝的裝置。美國(guó)專利第7，247，765號(hào)(通過(guò)引用在此引入)描述了一種裂化含有渣油的烴原料的工藝，其包括加熱原料；將加熱的原料與流體和/或初級(jí)稀釋蒸汽流混合以形成混合物；可選地進(jìn)一步加熱混合物；在閃蒸/分離罐內(nèi)閃蒸混合物以形成氣相和液相；通過(guò)與罐內(nèi)的冷凝器接觸來(lái)部分地冷凝氣相，從而冷凝蒸氣中至少一些焦炭前體并同時(shí)提供添加至液相的冷凝物；將具有減少的焦炭前體含量的氣相作為頂部物并且將液相作為底部沉積物除去；加熱氣相；在熱解爐的輻射區(qū)中裂化氣相以產(chǎn)生包括烯烴的流出物；對(duì)流出物淬冷并從其回收裂化的產(chǎn)品。該美國(guó)專利還提供了一種用于執(zhí)行上述工藝的裝置。美國(guó)專利第7，419，584號(hào)(通過(guò)引用在此引入)描述了一種裂化含有渣油的烴原料的工藝，其包括加熱原料；將加熱的原料與流體和/或初級(jí)稀釋蒸汽流混合以形成混合物；可選地進(jìn)一步加熱混合物；在閃蒸/分離罐內(nèi)閃蒸混合物以形成氣相和液相；通過(guò)與罐內(nèi)的冷凝器接觸來(lái)部分地冷凝氣相，從而冷凝蒸氣內(nèi)至少一些焦炭前體并同時(shí)提供添加至液相的冷凝物；將具有減少的焦炭前體含量的氣相作為頂部物并且將液相作為底部沉積物除去；加熱氣相；在熱解爐的輻射區(qū)中裂化氣相以產(chǎn)生包括烯烴的流出物；對(duì)流出物淬冷并從其回收裂化的產(chǎn)品。該美國(guó)專利還提供了一種用于執(zhí)行上述工藝的裝置。美國(guó)專利第7，193，123號(hào)(通過(guò)引用在此引入)披露了一種裂化含有渣油的烴原料的工藝，其包括加熱原料；將加熱的原料與流體和/或初級(jí)稀釋蒸汽流混合以形成混合物；閃蒸混合物以形成氣相和作為底部沉積物收集的液相并且除去液相；分離并裂化氣相；和冷卻產(chǎn)品流出物。該工藝包括以下條件中的至少兩個(gè)(1)在一定條件下維持底部沉積物以進(jìn)行至少部分的減粘裂化；(2)在閃蒸過(guò)程中通過(guò)加入加熱的氣態(tài)稀釋物以稀釋蒸氣并使其過(guò)熱，降低或者消除部分蒸氣冷凝；(3)通過(guò)與冷凝器接觸而在所述閃蒸 /分離罐內(nèi)部分地冷凝蒸氣；(4)用空氣和蒸汽對(duì)閃蒸/分離罐的內(nèi)部表面和相聯(lián)的管路進(jìn)行除焦；(5)采用具有環(huán)形的、倒“L”形擋板的閃蒸/分離罐；和(6)通過(guò)利用減溫器 (desuperheater)和/或節(jié)能器(economizer)調(diào)節(jié)用于加熱的爐管束中的溫度。該美國(guó)專利還提供了一種用于執(zhí)行上述工藝的裝置。然而，期望的是提供一種工藝，用來(lái)加強(qiáng)對(duì)分離罐中處于液相的材料轉(zhuǎn)化成適于作為用于氣相的非積垢組分的材料，從而提高裂化操作的總效率。

發(fā)明內(nèi)容
在第一實(shí)施例中，本申請(qǐng)涉及一種用于在蒸汽裂化爐系統(tǒng)中裂化烴原料的工藝， 其包括從與爐的對(duì)流加熱區(qū)流體連通的渣油分離罐提取出富含渣油的流；和使富含渣油的流再循環(huán)通過(guò)對(duì)流加熱區(qū)。所述工藝還可以包括通過(guò)將富含渣油的流與用于爐的烴原料結(jié)合形成混合物流來(lái)使富含渣油的流再循環(huán)。所述工藝還可以包括通過(guò)將富含渣油的流與流出對(duì)流加熱區(qū)的預(yù)熱的烴原料結(jié)合形成混合物流來(lái)使富含渣油的流再循環(huán)。所述工藝還可以包括在將富含渣油的流與預(yù)熱的烴原料流結(jié)合之前，在對(duì)流加熱區(qū)中與烴原料分離地預(yù)熱富含渣油的流。所述工藝還可以包括在爐的外部用稀釋流體和/或稀釋蒸汽噴灑混合物流，并且將噴灑后的混合物流返回到對(duì)流加熱區(qū)。所述工藝還可以包括將渣油減粘裂化以形成烴蒸氣。所述工藝還可以包括從渣油分離罐提取烴蒸氣，并將其裂化。所述工藝還可以包括以相對(duì)于水平方向向上的角度使富含渣油的流流出對(duì)流區(qū)并流入渣油分離罐。有利地，由于所述減粘裂化，所述工藝使烴蒸氣水平相對(duì)于沒(méi)有再循環(huán)步驟的類似工藝提高至少約8%。所述工藝還可以包括在將預(yù)熱后的烴原料流和所述富含渣油的流結(jié)合之前，用稀釋蒸汽和/或稀釋流體分離地噴灑所述預(yù)熱后的烴原料流和所述富含渣油的流。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種用于使渣油再循環(huán)的裝置，其包括蒸汽裂化爐，該蒸汽裂化爐在所述爐的對(duì)流加熱區(qū)內(nèi)設(shè)有第一管束，該第一管束具有上部區(qū)和下部區(qū)；渣油分離罐，該渣油分離罐設(shè)置在爐的外部，位于所述第一管束的出口的下游并與所述第一管束的所述出口流體連通；和渣油再循環(huán)管，該渣油再循環(huán)管與所述渣油分離罐流體連通，并且連接在所述渣油分離罐的上游，使得來(lái)自所述渣油分離罐的所述再循環(huán)的渣油與烴原料結(jié)合。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述渣油再循環(huán)管與烴原料進(jìn)口管連接以便將所述再循環(huán)的渣油與所述烴原料結(jié)合。備選地，所述渣油再循環(huán)管與所述第一管束的下部區(qū)的出口連接，以便所述將再循環(huán)的渣油與預(yù)熱后的烴原料結(jié)合 本發(fā)明的裝置還包括在所述對(duì)流加熱區(qū)內(nèi)的第二管束，該第二管束具有上部區(qū)和下部區(qū)，其中，所述渣油再循環(huán)管與所述第二管束的入口連接，而所述第二管束的上部區(qū)的排出口位于所述渣油分離罐的上游并與所述第一管束的上部區(qū)的出口連接。另外，所述裝置能夠具有至少一個(gè)噴灑器組件，所述至少一個(gè)噴灑器組件布置在所述爐的外部，并且連接在所述第一管束和所述第二管束中每一個(gè)的所述上部區(qū)和下部區(qū)之間。在一個(gè)有利的實(shí)施例中，利用以相對(duì)于水平方向每行進(jìn)50英尺(15米)升高至少約1英尺(0.3米)的方式設(shè)置的管路將管束的出口與渣油分離罐連接。在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種用來(lái)裂化烴原料的系統(tǒng)，其包括蒸汽裂化爐，該蒸汽裂化爐設(shè)有烴原料入口管、上部對(duì)流加熱區(qū)和下部對(duì)流加熱區(qū)、以及輻射區(qū)，其中，所述上部對(duì)流加熱區(qū)包括至少第一管束，該第一管束具有上部區(qū)和下部區(qū)，所述上部區(qū)與所述入口管流體連通；渣油分離罐，該渣油分離罐設(shè)置在爐的外部，并與所述管束的出口流體連通；和渣油再循環(huán)管，該渣油再循環(huán)管與所述渣油分離罐的底部流體連通，并且連接在所述渣油分離罐的上游。在所述系統(tǒng)的一個(gè)方面，渣油再循環(huán)管與烴原料入口管連接。備選地，渣油再循環(huán)管與第一管束的上部區(qū)的出口連接。所述系統(tǒng)的爐進(jìn)一步包括在所述上部對(duì)流加熱區(qū)內(nèi)的第二管束，該第二管束具有上部區(qū)和下部區(qū)，其中，所述渣油再循環(huán)管與所述第二管束的上部區(qū)的入口連接，而所述第二管束的下部區(qū)的排出口位于所述渣油分離罐的上游并與所述第一管束的下部區(qū)的出口連接。在另一實(shí)施例中，所述系統(tǒng)可以具有至少一個(gè)噴灑器組件，其位于爐的外部，并且連接在第一管束和第二管束中每一個(gè)的上部區(qū)和下部區(qū)之間。有利地，利用以相對(duì)于水平方向每行進(jìn)50英尺(15米)升高至少約1英尺(0.3 米)的方式設(shè)置的管路將第一管束的出口與渣油分離罐連接。便利地，所述系統(tǒng)還包括蒸氣流管，該蒸汽流管從渣油分離罐出來(lái)，并與在下部對(duì)流加熱區(qū)內(nèi)的第三管束連接。


圖1示出了設(shè)有熱解爐的根據(jù)本發(fā)明的工藝和裝置的示意性流程圖。
具體實(shí)施例方式下文涉及本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是，只要沒(méi)有偏離本發(fā)明，備選的實(shí)施例也是可行的。現(xiàn)描述一種裂化蒸汽裂化爐和渣油分離罐中的烴原料的工藝，所述蒸汽裂化爐具有對(duì)流加熱區(qū)，渣油分離罐例如在對(duì)流加熱區(qū)的至少一部分的下游，例如但是非限制性地在上部對(duì)流區(qū)的下游且在下部對(duì)流區(qū)的上游與爐對(duì)流區(qū)流體連通，所述工藝包括從渣油分離罐(經(jīng)常被認(rèn)為是氣/液分離器)提取富含渣油的流；和使提取的富含渣油的流的至少一成分再循環(huán)通過(guò)爐的對(duì)流加熱區(qū)的至少一部分。在將低價(jià)值、重質(zhì)烴液體渣油轉(zhuǎn)換成高價(jià)值、較輕質(zhì)的烴蒸氣以便熱解和轉(zhuǎn)換成期望的烯烴方面，所述工藝有顯著提高。通過(guò)使分離罐的底部沉積物(即富含渣油的流)的一部分再循環(huán)回蒸汽裂化爐的對(duì)流加熱區(qū)，低價(jià)值的渣油被進(jìn)一步減粘裂化成較短的烴鏈并形成較高價(jià)值的烴，這些烴能夠用稀釋水/蒸汽更加容易地氣化從而產(chǎn)生通向爐的熱解區(qū)的更多的凈原料。
在之前披露的蒸汽裂化工藝中，例如像美國(guó)專利第3，617，493號(hào)、第7，097，758 號(hào)、第7，138，047號(hào)、第7，193，123號(hào)和第7，220，887號(hào)示出的那些(這些專利的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用在此引入)，描述了裝有用于除去渣油的分離罐的蒸汽裂化爐的各個(gè)特征。典型地，含有渣油的原料以約93°C (200 T )的溫度在對(duì)流加熱區(qū)的 頂部進(jìn)入爐，并且被預(yù)加熱到約149°C (300 T )至約260°C (500 T )之間。在那時(shí)，通過(guò)雙噴灑器組件將稀釋水/蒸汽與預(yù)熱的原料混合，并且將混合物進(jìn)一步預(yù)熱至約454°C到約466°C (850 870 0F )， 這將水和大概75%或更多的原料氣化。蒸氣/重質(zhì)烴液體從上部對(duì)流加熱區(qū)流出進(jìn)入分離罐，富含渣油的液體掉落在罐的底部。蒸氣/氣化的烴從罐的頂部出來(lái)進(jìn)入下部對(duì)流加熱區(qū)，然后到達(dá)輻射/熱解區(qū)，在此蒸氣裂化產(chǎn)生高價(jià)值的乙烯和二烯。分離罐的底部沉積物被冷卻并作為低價(jià)值的燃料送至提煉廠。如果更多的底部沉積物渣油被氣化，那么蒸汽裂化操作將會(huì)更加盈利。在過(guò)去，已知通過(guò)增加罐內(nèi)蒸汽量或者降低罐壓力使分離罐內(nèi)的烴分壓降低來(lái)提高渣油的氣化。然而，已證明這些選擇會(huì)導(dǎo)致控制閥操作問(wèn)題或者會(huì)降低設(shè)備的容量。似乎最簡(jiǎn)單的解決方案是增加分離罐的溫度；然而，提升溫度會(huì)加速氣相的裂化反應(yīng)，轉(zhuǎn)而增加在罐頂部管路中的積垢。本發(fā)明的發(fā)明者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使分離罐底部沉積物(S卩，富含渣油的流)再循環(huán)回到爐的對(duì)流加熱區(qū)中會(huì)相對(duì)廉價(jià)地增強(qiáng)工藝，使在分離罐中氣化的凈原料增加。將罐底部沉積物冷卻至約288°C (550下)，使其通過(guò)與進(jìn)入的烴原料結(jié)合而再循環(huán)?？梢岳缤ㄟ^(guò)將富含渣油的流供送入烴入口管或者在進(jìn)入的原料被預(yù)熱之后(例如剛好在加入稀釋水和/ 或蒸汽之前)在對(duì)流加熱區(qū)的上游進(jìn)行上述結(jié)合。有利地，水/蒸汽的加入和分離罐的減粘裂化反應(yīng)產(chǎn)生額外的輕質(zhì)物。在一個(gè)實(shí)施例中，使來(lái)自分離罐的富含渣油的底部沉積物流再循環(huán)進(jìn)入烴原料入口管以形成烴原料/渣油混合物流。在一個(gè)備選的實(shí)施例中，例如在上部對(duì)流加熱區(qū)的上部管束的下游并且在設(shè)置在爐的上部對(duì)流加熱區(qū)內(nèi)的上下管束之間的噴灑器的上游，使來(lái)自分離罐的富含渣油的底部沉積物流再循環(huán)進(jìn)入從上部對(duì)流加熱區(qū)的上部管束出來(lái)的預(yù)熱后的烴原料。對(duì)渣油底部沉積物的這種再循環(huán)使得渣油被減粘裂化以形成額外的烴蒸氣，該蒸氣被送至閃蒸分離器/渣油分離罐并最終回到爐的下部對(duì)流加熱區(qū)內(nèi)以便在進(jìn)入爐的輻射區(qū)之前進(jìn)行額外加熱。本發(fā)明的發(fā)明者已發(fā)現(xiàn)，將離開(kāi)對(duì)流加熱區(qū)的烴原料/渣油混合物流以向上的角度傳送入分離罐，例如通過(guò)相對(duì)于水平方向每行進(jìn)50英尺升高至少約1英尺(每行進(jìn)15 米升高0. 3米)甚至每行進(jìn)50英尺升高約3英尺(每行進(jìn)15米升高1米)的管，將會(huì)增強(qiáng)減粘裂化反應(yīng)，并且產(chǎn)生額外的用于氣化和熱解的輕質(zhì)烴。在另一個(gè)實(shí)施例中，上部對(duì)流加熱區(qū)具有設(shè)置在其中的多個(gè)平行的上部管束和下部管束。第一上、下部管束用于加熱進(jìn)入的烴原料，而相對(duì)于第一上、下部管束而言控制在更高溫度下的第二上、下部管束用于加熱再循環(huán)的富含渣油的流并使其減粘裂化。可以使來(lái)自分離罐的富含渣油的底部沉積物流傳送經(jīng)過(guò)第二上部管束或者經(jīng)過(guò)第二上、下部管束兩者，在渣油分離罐的上游結(jié)合進(jìn)預(yù)熱的烴原料流中。有利地，在上部管束和下部管束之間可以放置一個(gè)或更多個(gè)與上、下部管束流體連通的噴灑器，優(yōu)選為雙噴灑器組件，用于將稀釋液和/或稀釋蒸汽與預(yù)熱的烴原料和再循環(huán)的富含渣油的流中的任一個(gè)或者兩者混合。
在應(yīng)用本發(fā)明的過(guò)程中，在熱烴原料與富含渣油的底部沉積物流結(jié)合之前，可以在熱解爐的第一對(duì)流加熱區(qū)的管束中通過(guò)間接接觸煙氣來(lái)加熱烴原料。優(yōu)選地，在熱烴原料與富含渣油的底部沉積物流混合之前，烴原料具有從約150°C到約260°C (300 °F到 500 0F )的溫度。然后，可以在對(duì)烴原料/富含渣油的混合物流進(jìn)行閃蒸之前，在熱解爐的第一對(duì)流加熱區(qū)中通過(guò)間接接觸煙氣對(duì)烴原料/富含渣油的混合物流加熱。第一對(duì)流加熱區(qū)設(shè)置成在該區(qū)的路徑之間通過(guò)噴灑器加入稀釋液(優(yōu)選為水)和可選的初級(jí)稀釋蒸汽，從而能夠在烴原料和富含渣油的流與液體/蒸汽混合之前加熱烴原料和富含渣油的流，并且在對(duì)烴原料/富含渣油的混合物流進(jìn)行閃蒸之前進(jìn)一步加熱烴原料/富含渣油的混合物流。進(jìn)入第一對(duì)流加熱區(qū)管束的煙氣的溫度通常低于約815°C (1500下)，例如低于約 7000C (1300 0F )，比如低于約 620°C (1150 0F )，優(yōu)選地低于約 540°C (1000 0F )。可以在工藝的任何階段加入稀釋蒸汽，例如，稀釋蒸汽可以在加熱前或加熱后加入烴原料中，加入烴原料/富含渣油的混合物流中，和/或加入氣相中。任何稀釋蒸汽流可以包括酸性蒸汽或者工藝用蒸汽?？梢栽谖挥跔t對(duì)流加熱區(qū)內(nèi)任何地方的對(duì)流加熱區(qū)管束中加熱或者過(guò)熱任何稀釋蒸汽流。在閃蒸之前，烴原料/富含渣油的混合物流可以為約315°C至約540°C (600 °卩到 1000 0F )，而閃蒸壓力可以為約275kPa至約1375kPa(40到200psia)。隨著閃蒸的進(jìn)行， 50 %到98 %的烴原料/富含渣油的混合物流會(huì)處于氣相?？梢栽跉庀噙M(jìn)入爐的輻射區(qū)之前將其加熱至高于閃蒸溫度，例如從約450°C至約705°C (800 °F至1300 °F )的溫度?？梢栽趯?duì)流加熱區(qū)管束中進(jìn)行加熱，優(yōu)選地，在最靠近爐的輻射區(qū)的管束中進(jìn)行加熱。除非特別說(shuō)明，所有的百分比、部分、比率等，都以重量計(jì)。除非特別說(shuō)明，說(shuō)到組合物或者組分時(shí)，此時(shí)該組合物或者組分包括其本身，以及與其它組合物或者組分的結(jié)合， 例如組合物的混合物。另外，當(dāng)以列出上優(yōu)選值和下優(yōu)選值的方式給出一量、濃度或者其它值或者參數(shù)時(shí)，應(yīng)知道是在披露從任何一對(duì)上優(yōu)選值和下優(yōu)選值形成的所有范圍，而不管范圍是否被分離地披露。如在本文中使用地，非揮發(fā)性組分或者渣油是烴原料的成分，其具有根據(jù)ASTM D-6352-98或者D-2887測(cè)量的高于約590°C (IlOO0F )的正常沸點(diǎn)。本發(fā)明對(duì)具有高于約760°C (1400 T )的正常沸點(diǎn)的非揮發(fā)性組分很管用。用氣體色譜蒸餾(GOT)通過(guò)ASTM D-6352-98或者D-2887來(lái)測(cè)量烴原料的沸點(diǎn)分布，并通過(guò)外推法延伸用于在 7000C (1292 T )以上沸騰的材料。易揮發(fā)物可以包括焦炭前體，其為大的、可冷凝的分子， 該分子在氣相中冷凝，然后，在本發(fā)明工藝中遇到的操作條件下形成焦炭。烴原料可以包括大部分(例如約2%到約50% )的非揮發(fā)性組分。經(jīng)由非限制性實(shí)例，這種原料可以包括蒸汽裂化后的輕柴油和渣油、輕柴油、取暖油、噴氣機(jī)燃料、柴油、 煤油、汽油、焦化石腦油、蒸汽裂化石腦油、催化裂化石腦油、加氫裂化油、重組油、殘余重組油、費(fèi)托液體、天然汽油、餾分油、直餾石腦油、常壓管式爐底部沉積物、包括底部沉積物的真空管式爐流、寬沸騰范圍石腦油到輕柴油冷凝物、來(lái)自提煉廠的重質(zhì)非直餾烴流、真空輕柴油、重質(zhì)輕柴油、常壓渣油、重質(zhì)渣油、烴氣/渣油混合物、烴/渣油混合物、碳四餾分/渣油混合物、石腦油/渣油混合物、輕柴油/渣油混合物和原油。烴原料的常規(guī)終沸點(diǎn)可以為至少約315°C (600 °F )，通常高于約510°C (950 °F )， 典型地高于約590°C (1100 0F )，例如高于約760°C (1400 0F )。經(jīng)濟(jì)型優(yōu)選原料通常為 低硫含蠟渣油、常壓渣油、各種渣油混合物和原油。在描述圖1的工藝和裝置過(guò)程中，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)懂得，指示的管和裝置即使不是所有也是大多數(shù)為多個(gè)平行的管和裝置。例如，烴供應(yīng)入口管40實(shí)際上是一系列平行的管，其向上部對(duì)流區(qū)內(nèi)的一系列平行的上部管束供料，所述一系列平行的上部管束可以構(gòu)造成向一系列平行的噴灑器供料，等等?？梢杂萌魏伪绢I(lǐng)域技術(shù)人員已知的形式對(duì)烴原料/富含渣油的混合物流進(jìn)行預(yù)熱。然而，如圖1所示，優(yōu)選的是，加熱過(guò)程包括用來(lái)自爐輻射區(qū)的熱煙氣間接接觸在爐1 的上部(其最遠(yuǎn)離輻射區(qū))對(duì)流加熱區(qū)的第一上部管束2中的烴原料，此烴原料可以是單獨(dú)的或者與富含渣油的底部沉積物流31混合。經(jīng)由非限制性實(shí)例，可以通過(guò)使烴原料經(jīng)過(guò)位于在爐1的上部對(duì)流加熱區(qū)3內(nèi)的第一束熱交換管2來(lái)實(shí)現(xiàn)上述加熱。預(yù)熱的烴原料典型地具有在約150°C和約260°C (300 600 0F )之間的溫度，比如在約160°C至約 2300C (325 °卩至450 0F )之間，例如在約170°C至約220°C (340 °卩至425 0F )之間。預(yù)熱的烴原料(此烴原料可以是單獨(dú)的或者與富含渣油的流混合)與初級(jí)稀釋蒸汽混合，并且可選地與稀釋流體10混合，稀釋流體可以為烴(優(yōu)選為液態(tài)但是可選為氣態(tài))、水、蒸汽或者其混合物。優(yōu)選的流體是水。流體的來(lái)源可以是低壓鍋爐供水。流體的溫度可以低于、等于或者高于加熱后的原料的溫度?？梢栽跓峤鉅t1的內(nèi)部或者外部將預(yù)熱后的烴原料與流體10混合，然而優(yōu)選地， 在爐的外部進(jìn)行混合?？梢杂萌魏维F(xiàn)有技術(shù)已知的混合裝置實(shí)現(xiàn)上述混合。例如，能夠使用雙噴灑器組件9a的第一噴灑器4來(lái)混合。第一噴灑器4能夠避免或者減少因流體10在其被弓I入加熱的烴原料中時(shí)突然氣化而導(dǎo)致的沖擊。在工藝的各個(gè)部分，本發(fā)明典型地使用蒸汽流。初級(jí)稀釋蒸汽流17可以與預(yù)熱后的烴原料混合，該烴原料可以如下文所述是單獨(dú)的或者與富含渣油的流31混合。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以在附圖標(biāo)記19所示處進(jìn)行閃蒸之前，在對(duì)流加熱區(qū)中加熱次級(jí)稀釋蒸汽流 18并將其與加熱后的混合物流12混合。次級(jí)稀釋蒸汽的來(lái)源可以是可選地在熱解爐的對(duì)流加熱區(qū)中已過(guò)熱的初級(jí)稀釋蒸汽。如果在下部對(duì)流區(qū)中發(fā)生結(jié)焦，則通到過(guò)熱器16的煙氣溫度會(huì)升高，要求經(jīng)過(guò)閥25的更多減熱器水26。初級(jí)稀釋蒸汽流或次級(jí)稀釋蒸汽流中的任一個(gè)或者兩者可以包括酸性蒸汽或者工藝用蒸汽。將酸性或者工藝用稀釋蒸汽過(guò)熱能使源自于酸性或者工藝用蒸汽冷凝的腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)最小化。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，除流體10與預(yù)熱的烴原料混合外，初級(jí)稀釋蒸汽17也和預(yù)熱的烴原料混合，此烴原料可以是單獨(dú)的或者與富含渣油的再循環(huán)流混合?？梢詢?yōu)選地將初級(jí)稀釋蒸汽流注入第二噴灑器8。優(yōu)選的是，將初級(jí)稀釋蒸汽流注入烴流體混合物中，這在生成的流混合物可選地在附圖標(biāo)記11處進(jìn)入對(duì)流加熱區(qū)以便在下部管束6內(nèi)用煙氣進(jìn)行額外加熱之前進(jìn)行。初級(jí)稀釋蒸汽可以具有高于、低于或者大約等于烴原料流體混合物的溫度，但是優(yōu)選地，所述溫度高于混合物的溫度，并且用來(lái)部分地氣化原料/流體混合物。可以在將初級(jí)稀釋蒸汽注入第二噴灑器8之前使初級(jí)稀釋蒸汽過(guò)熱?？蛇x地，離開(kāi)第二噴灑器8的、包括加熱的烴原料、富含渣油的流、流體10和初級(jí)稀釋蒸汽流的混合物流在閃蒸之前在熱解爐3的對(duì)流加熱區(qū)中進(jìn)行再次加熱。經(jīng)由非限制性實(shí)例，該加熱操作可以通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)，即，將混合物流傳送經(jīng)過(guò)位于爐對(duì)流加熱區(qū)中的下部管束換熱管6 (其經(jīng)常作為第一對(duì)流加熱區(qū)管束的一部分)，使其被來(lái)自爐的輻射區(qū)的 熱煙氣加熱。被這樣加熱的混合物流作為混合物流12離開(kāi)對(duì)流加熱區(qū)以便可選地與額外的蒸汽流19進(jìn)一步混合?？蛇x地，可以將次級(jí)稀釋蒸汽流18進(jìn)一步分流成閃蒸蒸汽流19和旁路蒸汽流21， 閃蒸蒸汽流在閃蒸之前與烴混合物12混合，而旁路蒸汽流繞開(kāi)烴混合物的閃蒸，與來(lái)自閃蒸的氣相13在將氣相在爐的輻射區(qū)中裂化之前混合。本發(fā)明可以在所有的次級(jí)稀釋蒸汽 18被用作閃蒸蒸汽19而沒(méi)有旁路蒸汽21的情況下操作。備選地，可以在次級(jí)稀釋蒸汽18 是旁路蒸汽21而沒(méi)有閃蒸蒸汽19的情況下操作本發(fā)明。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，閃蒸蒸汽流19對(duì)旁路蒸汽流21的比率應(yīng)該優(yōu)選地為1 20至20 1，并且最優(yōu)選地為20 1至10 1。在本實(shí)施例中，閃蒸蒸汽19與烴/富含渣油的混合物流12混合以形成閃蒸流，其典型地通過(guò)大管20在閃蒸分離器/分離罐5前方引入。優(yōu)選地，在將次級(jí)稀釋蒸汽流分流并且和烴混合物混合之前，在爐對(duì)流區(qū)中的過(guò)熱器區(qū)16中過(guò)熱次級(jí)稀釋蒸汽流。在烴混合物流12中加入閃蒸蒸汽流19有助于在閃蒸流通過(guò)大管20進(jìn)入閃蒸/分離器罐5之前使混合物的絕大部分揮發(fā)性組分氣化。在一個(gè)有利的實(shí)施例中，通過(guò)大管20以向上的角度θ引導(dǎo)閃蒸流，通過(guò)相對(duì)于水平方向每行進(jìn)50英寸升高至少約1英寸(每行進(jìn)15米升高0. 3米)甚至每行進(jìn)50英寸升高至少約3英寸(每行進(jìn)15米升高1米)來(lái)定義所述角度。這種通到閃蒸分離器/分離罐5的稍微的上流(upflow)顯著地改善了流體流動(dòng)面積、停留時(shí)間和減粘裂化反應(yīng)，并因此提高了再循環(huán)渣油的氣化的成分。例如，如果大管20不是平的(水平的)，而是具有1 英尺/50英尺(0.3米/15米)的提升度，則減粘裂化反應(yīng)相對(duì)于平的管足足提高了 18%。 當(dāng)管20具有3英尺/50英尺(1米/15米)的提升度時(shí)，減粘裂化反應(yīng)相對(duì)于平的管足足提高了 50%。然后，將管20中的閃蒸流或者混合物流12直接地或者通過(guò)切向入口(為了產(chǎn)生漩渦)引入到閃蒸分離器/渣油分離罐5來(lái)閃蒸，以便分離成兩相氣相和液相，其中氣相主要包括由蒸汽和揮發(fā)性烴組成，液相主要包括非揮發(fā)性烴，包括渣油。優(yōu)選地，將氣相作為頂部蒸汽流13從分離器/渣油分離罐除去。優(yōu)選地，將氣相供送回被優(yōu)選地放置成最靠近爐輻射區(qū)的爐下部對(duì)流加熱區(qū)管束23，用于進(jìn)行額外的加熱并且通過(guò)交叉的管24通到熱解爐的輻射/熱解區(qū)(未示出)以便進(jìn)行裂化。閃蒸后的混合物流的液相作為底部沉積物流27從閃蒸/分離器容器5除去，底部沉積物流可以被分流成富含渣油的再循環(huán)流31、 冷卻的液體淬冷流30和富含渣油的輸出流22。一方面，通常操作閃蒸分離器/渣油分離罐5來(lái)避免使液相中的非揮發(fā)物結(jié)焦。在進(jìn)入閃蒸分離器/渣油分離罐的閃蒸流中使用次級(jí)稀釋蒸汽流18來(lái)減少氣相中的烴的分壓(即，蒸氣的較大的摩爾成分為蒸汽)，從而避免必須升高液相溫度來(lái)氣化額外的揮發(fā)物。還可以有幫助的是，使在外部冷卻的閃蒸/分離罐底部沉積物的一部分再循環(huán)回到閃蒸分離器/渣油分離罐以便有助于在罐的底部冷卻被新分離的液相。可以從罐5的底部通過(guò)泵37將流27輸送至冷卻器28。然后，冷卻的流29可以被分流成冷卻的液態(tài)淬冷流 30、第二再循環(huán)流31和出口流22，所述冷卻的液態(tài)淬冷流用來(lái)淬冷在罐5的底部(boot) 的熱的底部沉積物，所述第二再循環(huán)流根據(jù)本發(fā)明被再循環(huán)至上部對(duì)流區(qū)。再循環(huán)流的溫度將典型地為約260°C至約315°C (500 °卩至600 0F )，例如約270°C至約290°C (520 °卩至 550 T )。再循環(huán)流的量可以為閃蒸/分離罐內(nèi)新分離的底部沉積物液體的量的約80%至約250%，比如約90%至約225%，例如約100%至200%。
優(yōu)選的是在閃蒸分離器/渣油分離罐5中維持蒸氣和液體的預(yù)定恒定比率，但是該比率難以測(cè)量和控制。備選地，可以用在閃蒸分離器/渣油分離罐5之前的烴原料/富含渣油的混合物流12的溫度作為間接參數(shù)以測(cè)量、控制并且維持閃蒸分離器/渣油分離罐 5中的大體恒定的蒸氣和液體比率。理想地，當(dāng)混合物流溫度越高，越多的烴將會(huì)氣化，變成可利用的氣相用來(lái)裂化。然而，當(dāng)烴原料/富含渣油的混合物流的溫度過(guò)高，將會(huì)有較重質(zhì)的烴出現(xiàn)在氣相中，并且被帶到對(duì)流爐管而最終使管結(jié)焦。如果混合物流12的溫度太低， 導(dǎo)致閃蒸分離器/渣油分離罐5中的蒸氣和液體的比率較低，將會(huì)有更多揮發(fā)性烴留在液相中而不適用于裂化。將原料中的揮發(fā)物最大程度的回收/氣化，同時(shí)避免在爐管中產(chǎn)生過(guò)度結(jié)焦或者在將來(lái)自烴原料/富含渣油的混合物的氣化的輕質(zhì)物從閃蒸分離器/渣油分離罐經(jīng)線路 13傳送到爐1過(guò)程中避免管路和容器中發(fā)生結(jié)焦，借此限制烴原料/富含渣油的混合物流的溫度?？梢员O(jiān)視橫跨容器和管路13 (其將氣化的輕質(zhì)烴從烴原料/富含渣油的混合物傳送至下部對(duì)流加熱區(qū)23)以及交叉管路24的壓降情況和橫跨下部對(duì)流加熱區(qū)23的升溫情況，以便檢測(cè)結(jié)焦問(wèn)題的出現(xiàn)。例如，當(dāng)通到下部對(duì)流加熱區(qū)的工藝入口壓力和跨越壓力因結(jié)焦而開(kāi)始快速增加時(shí)，閃蒸分離器/渣油分離罐5和烴原料/富含渣油的混合物流12的溫度會(huì)降低。如果在下部對(duì)流加熱區(qū)中發(fā)生結(jié)焦時(shí)，通到過(guò)熱器16的煙氣的溫度增加，需要經(jīng)過(guò)閥25的更多的減熱器水26。還可以使用控制閥36幫助維持閃蒸分離器/渣油分離罐5中的恒定壓力。對(duì)烴原料/富含渣油的混合物流12溫度的選擇還取決于原料材料的組成。當(dāng)原料含有更大量的較輕質(zhì)的烴，那么混合物流12的溫度可以設(shè)置較低。因而，將增加在第一噴灑器4中使用的液體10的量，并且/或者減少在第二噴灑器8中使用的初級(jí)稀釋蒸汽17 的量，原因是這些量直接影響混合物流12的溫度。當(dāng)原料含有更大量的非揮發(fā)性烴時(shí)，混合物流12的溫度將設(shè)置得更高。因而，將減少在第一噴灑器4中使用的液體的量，而增加在第二噴灑器8中使用的初級(jí)稀釋蒸汽的量。通過(guò)仔細(xì)地選擇混合物流的溫度，本發(fā)明能夠應(yīng)用于各種各樣的原料材料?？梢杂每刂葡到y(tǒng)7控制烴原料/富含渣油的混合物流12的溫度，控制系統(tǒng)包括至少一個(gè)溫度傳感器和任何已知的控制裝置，例如計(jì)算機(jī)應(yīng)用設(shè)備。優(yōu)選地，溫度傳感器為熱電偶?？刂葡到y(tǒng)與稀釋液閥14和初級(jí)稀釋蒸汽閥15連通，從而能夠控制進(jìn)入兩個(gè)噴灑器的稀釋液和初級(jí)稀釋蒸汽的量。在美國(guó)專利第7，138，047號(hào)中闡述了操作這種控制系統(tǒng)的細(xì)節(jié)。 在本工藝的一個(gè)備選實(shí)施例中，將富含渣油的底部沉積物的再循環(huán)流31的全部或者一部分可選地分流進(jìn)入管32，以便在上部管束2的下游以及在雙噴灑器組件9a的上游 (在此處，可以對(duì)混合物流噴灑蒸汽和/或稀釋流)將富含渣油的流導(dǎo)入預(yù)熱的烴原料中。 備選地，可以將富含渣油的底部沉積物的再循環(huán)流引導(dǎo)通過(guò)管31和32，將其供送入單獨(dú)的沒(méi)有烴原料的噴灑器9b中，從而與噴灑器9a中的預(yù)熱的烴原料的溫度分離地控制富含渣油的底部沉積物的再循環(huán)流的溫度。在本發(fā)明的另一個(gè)備選實(shí)施例中，可以通過(guò)平行的入口管40將富含渣油的分離罐再循環(huán)流31單獨(dú)地引入爐1的上部對(duì)流加熱區(qū)3中。在第一上部管束2中對(duì)進(jìn)來(lái)的烴原料進(jìn)行預(yù)熱，同時(shí)在平行的第二上部管束2中加熱富含渣油的再循環(huán)流。通過(guò)例如選擇朝向?qū)α骷訜釁^(qū)中心的管束(此管束總是熱于更靠近爐壁的管束)，由此將第二上部管束相對(duì)于第一上部管束2維持在更高的溫度。根據(jù)本實(shí)施例，預(yù)熱后的烴原料從第一上部管束出來(lái)并經(jīng)過(guò)第一雙噴灑組件9a， 其中稀釋液10經(jīng)過(guò)控制閥14并進(jìn)入噴灑器區(qū)4，初級(jí)稀釋蒸汽流17經(jīng)過(guò)控制閥15并進(jìn)入噴灑器區(qū)8，從而將稀釋液10和主稀釋蒸汽17中的任一個(gè)或者兩者與預(yù)熱的烴原料混合。 按照相同的方式，使富含渣油的流31/40進(jìn)入平行的第二上部管束2，將其溫度預(yù)熱至高于預(yù)熱后的烴原料的溫度，使其從第二上部管束和上部對(duì)流加熱區(qū)出來(lái)，以便通過(guò)平行的第二雙噴灑器組件9b與稀釋液和初級(jí)稀釋蒸汽混合。然后，通過(guò)平行的第一和第二下部管束6將稀釋的烴原料和稀釋的富含渣油的流均導(dǎo)回至上部對(duì)流加熱區(qū)3中，以便分別地進(jìn)一步預(yù)熱。此時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行對(duì)富含渣油的流的減粘裂化。兩條流從下部管束6出來(lái)以形成閃蒸流12，在其中它們可以被結(jié)合和混合。以類似于上述第一實(shí)施例的方式，將烴原料/富含渣油的混合物流優(yōu)選地以如上所述的上流角度θ通過(guò)大管20導(dǎo)向閃蒸分離器/分離罐5。在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種用于在蒸汽裂化爐中裂化原料的工藝，該蒸汽裂化爐具有用于將烴原料引至爐的上部對(duì)流加熱區(qū)的烴原料入口管，和在上部對(duì)流加熱區(qū)下游的渣油分離罐，所述工藝包括從渣油分離罐提取富含渣油的流；并且使富含渣油的流再循環(huán)通過(guò)上部對(duì)流加熱區(qū)。所述工藝還可以包括將富含渣油的流與入口管中的烴原料混合，形成烴原料/ 渣油混合物流。所述工藝還可以包括將富含渣油的流與從上部對(duì)流加熱區(qū)的上部管束出來(lái)的烴原料混合，形成烴原料/渣油混合物流。所述工藝還可以包括將烴原料/渣油混合物流供送至設(shè)置在第一上部管束下游的噴灑器中。所述工藝還可以包括用稀釋液和/或稀釋蒸汽噴灑烴原料/渣油混合物流，并將得到的混合物送回上部對(duì)流加熱區(qū)中。所述工藝還可以包括對(duì)渣油進(jìn)行減粘裂化，形成烴蒸氣。所述工藝還可以包括在爐的熱解區(qū)對(duì)減粘裂化后的烴蒸氣進(jìn)行裂化。所述工藝還可以包括以向上的角度將來(lái)自上部對(duì)流加熱區(qū)的烴原料/渣油混合物流送入渣油分離罐，以便加強(qiáng)對(duì)渣油的減粘裂化，其中，所述向上的角度為每行進(jìn)50英尺升高至少約1英尺(0. 3米/15米)。對(duì)渣油的減粘裂化使得渣油分離罐中的烴蒸氣相對(duì)于沒(méi)有再循環(huán)渣油的類似工藝提高了至少約8%。所述工藝還可以包括在爐的上部對(duì)流加熱區(qū)內(nèi)分別加熱富含渣油的流和烴原料流。所述工藝還可以包括在分離的噴灑器中，用稀釋蒸汽和/或稀釋液對(duì)從上部對(duì)流加熱區(qū)出來(lái)的富含渣油的流和烴原料流進(jìn)行噴灑，之后，將兩條流混合。實(shí)例下文的表1包含從一模型計(jì)算出的數(shù)據(jù)，該模型假設(shè)曾被再循環(huán)的底部沉積物的氣化保守估計(jì)為38 %，但是模型預(yù)言38%至50%曾被再循環(huán)的底部沉積物將氣化。表 1
再循環(huán)原混合原料MNI 底部沉積物 ％第七次再循環(huán)
凈蒸氣餾分
料比率(wt% )MNI (wt% ) 中的底部沉積物
0751.03.20
0.05__7^8__1Λ____O1O_
0.18__8L5__L5____^08_
0.30__8^2__^O____1Λ_
0.5089.64.010.08.6
1.0093.512.223.537在連續(xù)的工藝中，使原始底部沉積物在從工藝出來(lái)之前再循環(huán)多次。每一次，更少量的底部沉積物氣化，同時(shí)由改良石腦油不溶物(MNI)測(cè)試測(cè)得的剩余的底部沉積物變得更加耐熱。表1示出了在再循環(huán)流量增加時(shí)凈餾分(或者％被氣化)如何增加。表1還示出了在混合的原料和底部沉積物中的MNI的預(yù)測(cè)濃度。在這些實(shí)例中，假設(shè)新鮮原料包含 1 % 的 MNI。還感興趣的是在底部沉積物中耐熱渣油的最高濃度。模型預(yù)測(cè)每次的再循環(huán)操作增加大約40%的MNI濃度。在每次接下來(lái)的循環(huán)操作中，越來(lái)越少的底部沉積物通過(guò)對(duì)流加熱區(qū)氣化。保守估計(jì)，在底部沉積物通過(guò)對(duì)流加熱區(qū)再循環(huán)共7次后，不再有渣油能夠氣化并且底部沉積物MNI濃度為50%。表1最右欄列出了已再循環(huán)7次后的底部沉積物的百分比。表1的數(shù)據(jù)揭示了即使是小的再循環(huán)流量也能顯著地增加在分離罐中的凈蒸氣餾分。例如，當(dāng)再循環(huán)流量從零增加到新鮮原料流量的18%時(shí)(參見(jiàn)“再循環(huán)原料比率”)，凈餾分從75%增加到81. 5%。而在混合的原料和底部沉積物中的MNI分別為1. 5% 和4. 0%。成功的商業(yè)操作已證明原料具有高達(dá)3%的MNI。僅有0. 08%的底部沉積物被再循環(huán)7次，并且可能含有極少量的固體。在底部沉積物冷卻系統(tǒng)中能夠容易地除去這些固體以便阻止其再循環(huán)。在中等再循環(huán)流量下，餾分的增強(qiáng)高度依賴于在第一次再循環(huán)期間氣化的底部沉積物的百分比。雖然表1基于僅有38%的曾再循環(huán)的底部沉積物氣化的情況，但模型預(yù)測(cè)將有38%至50%的曾再循環(huán)的底部沉積物氣化。在50%的情況下，餾分的增強(qiáng)能夠比表1 示出的情況高出約30%。假設(shè)僅有38%的再循環(huán)底部沉積物氣化和18 100的再循環(huán) 原料比率，爐模擬示出分離罐的溫度保持恒定，無(wú)須調(diào)整對(duì)流區(qū)中冷卻流體10 (優(yōu)選為水) 和初級(jí)稀釋蒸汽17的比率。因此，再循環(huán)中的底部沉積物對(duì)爐的性能僅產(chǎn)生小的負(fù)面影響。盡管參考特別的實(shí)施例已描述 和示出了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白本發(fā)明可以發(fā)生許多無(wú)需本文示出的改變。因此，應(yīng)當(dāng)僅僅參考之后的權(quán)利要求書來(lái)確定本發(fā)明的真正的范圍。在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及1. 一種用于在蒸汽裂化爐系統(tǒng)中裂化烴原料的工藝，包括從渣油分離罐提取富含渣油的流，所述渣油分離罐與爐的對(duì)流加熱區(qū)流體連通；以及使所述富含渣油的流再循環(huán)通過(guò)所述爐的對(duì)流加熱區(qū)。2.根據(jù)段落1的工藝，還包括通過(guò)將所述富含渣油的流與用于爐的烴原料結(jié)合形成混合物流來(lái)使所述富含渣油的流再循環(huán)。3.根據(jù)段落1的工藝，還包括通過(guò)將所述富含渣油的流與從所述對(duì)流加熱區(qū)出來(lái)的預(yù)熱的烴原料結(jié)合形成混合物流來(lái)使所述富含渣油的流再循環(huán)。4.根據(jù)段落1或3的工藝，還包括在將所述富含渣油的流與預(yù)熱的烴原料流結(jié)合之前，在對(duì)流加熱區(qū)中與所述烴原料分離地預(yù)熱所述富含渣油的流。5.根據(jù)段落2或3的工藝，還包括用稀釋蒸汽和/或稀釋流體在所述爐的外部噴灑所述混合物流，并將噴灑后的混合物流返回上部對(duì)流加熱區(qū)。6.根據(jù)段落1至5中任一段落所述的工藝，還包括對(duì)渣油進(jìn)行減粘裂化以形成烴蒸氣。7.根據(jù)段落1至6中任一段落所述的工藝，還包括從渣油分離罐提取烴蒸氣，并將其裂化。8.根據(jù)段落1至7中任一段落所述的工藝，還包括將富含渣油的流以相對(duì)于水平方向向上的角度傳送出對(duì)流區(qū)并且進(jìn)入渣油分離罐。9.根據(jù)段落1、3至8所述的工藝，還包括在將預(yù)熱的烴原料流和富含渣油的流結(jié)合之前，用稀釋蒸汽和/或稀釋液體分離地噴灑預(yù)熱的烴原料流和富含渣油的流。10. 一種用于執(zhí)行根據(jù)以上段落1所述的工藝的裝置，包括蒸汽裂化爐，其在爐的對(duì)流加熱區(qū)中具有第一管束，所述第一管束具有上部區(qū)和下部區(qū)；放置在所述爐的外部的渣油分離罐，該渣油分離罐在第一管束的出口的下游并與第一管束的出口流體聯(lián)通；以及渣油再循環(huán)管，該渣油再循環(huán)管與渣油分離罐的底部流體連通，并連接在渣油分離罐的上游，使得從來(lái)自渣油分離罐的再循環(huán)的渣油與烴原料結(jié)合。11.根據(jù)段落10所述的裝置，其中，所述渣油再循環(huán)管與烴原料入口管連接，用于將再循環(huán)的渣油和烴原料結(jié)合。
12.根據(jù)段落10所述的裝置，其中，渣油再循環(huán)管與第一管束的下部區(qū)的出口連接，用于將再循環(huán)的渣油與預(yù)熱后的烴原料結(jié)合。13.根據(jù)段落10或12所述裝置，還包括在對(duì)流加熱區(qū)內(nèi)的第二管束，第二管束具有上部區(qū)和下部區(qū)，其中，渣油再循環(huán)管與第二管束的入口連接，并且第二管束的上部區(qū)的排出口在 渣油分離罐的上游與第一管束的上部區(qū)的出口連接。14.根據(jù)段落13所述的裝置，還包括設(shè)置在所述爐的外部的至少一個(gè)噴灑器組件，所述噴灑器組件連接在所述管束中的每一個(gè)的上部區(qū)和下部區(qū)之間。15.根據(jù)段落10至14中任一段所述的裝置，其中，第一管束的出口通過(guò)管路與渣油分離罐連接，所述管路設(shè)置成相對(duì)于水平方向每行進(jìn)50英尺升高至少約1英尺(0. 3米 /15米)。
權(quán)利要求
1.一種用于在蒸汽裂化爐系統(tǒng)中裂化烴原料的工藝，所述工藝包括從渣油分離罐提取富含渣油的流，所述渣油分離罐與爐的對(duì)流加熱區(qū)流體連通；和使所述富含渣油的流再循環(huán)通過(guò)所述對(duì)流加熱區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，還包括通過(guò)將用于所述爐的烴原料與所述富含渣油的流結(jié)合形成混合物流來(lái)使所述富含渣油的流再循環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所示的工藝，還包括通過(guò)將從所述對(duì)流加熱區(qū)出來(lái)的預(yù)熱后的烴原料流與所述富含渣油的流結(jié)合形成混合物流來(lái)使所述富含渣油的流再循環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工藝，還包括在將所述富含渣油的流與所述預(yù)熱后的烴原料流結(jié)合之前，在所述對(duì)流加熱區(qū)中與所述烴原料分離地預(yù)熱所述富含渣油的流。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，還包括在所述爐的外部用稀釋蒸汽和/或稀釋流體噴灑所述混合物流，并使噴灑后的所述混合物流返回至所述對(duì)流加熱區(qū)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工藝，還包括在所述爐的外部用稀釋蒸汽和/或稀釋流體噴灑所述混合物流，并使噴灑后的所述混合物流返回至所述對(duì)流加熱區(qū)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，還包括將所述渣油減粘裂化以便形成烴蒸氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，還包括從所述渣油分離罐提取烴蒸氣并將烴蒸氣裂化。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，還包括將所述富含渣油的流以相對(duì)于水平方向向上的角度傳送出所述對(duì)流加熱區(qū)并傳送入所述渣油分離罐。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的工藝，其中，相對(duì)于沒(méi)有再循環(huán)步驟的類似工藝，所述減粘裂化使烴蒸氣水平提高至少約8%。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工藝，還包括在將預(yù)熱后的烴原料流和所述富含渣油的流結(jié)合之前，用稀釋蒸汽和/或稀釋流體分離地噴灑所述預(yù)熱后的烴原料流和所述富含渣油的流。
12.一種用于使渣油再循環(huán)的裝置，包括蒸汽裂化爐，該蒸汽裂化爐在爐的對(duì)流加熱區(qū)內(nèi)設(shè)有第一管束，該第一管束具有上部區(qū)和下部區(qū)；渣油分離罐，該渣油分離罐設(shè)置在所述爐的外部，位于所述第一管束的出口的下游并與所述第一管束的所述出口流體連通；和，渣油再循環(huán)管，該渣油再循環(huán)管與所述渣油分離罐的底部流體連通，并且連接在所述渣油分離罐的上游，使得來(lái)自所述渣油分離罐的所述再循環(huán)的渣油與烴原料結(jié)合。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中，所述渣油再循環(huán)管與烴原料進(jìn)口管連接以便將所述再循環(huán)的渣油與所述烴原料結(jié)合。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中，所述渣油再循環(huán)管與所述第一管束的下部區(qū)的出口連接，以便所述將再循環(huán)的渣油與預(yù)熱后的烴原料結(jié)合。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，還包括在所述對(duì)流加熱區(qū)內(nèi)的第二管束，該第二管束具有上部區(qū)和下部區(qū)，其中，所述渣油再循環(huán)管與所述第二管束的入口連接，而所述第二管束的上部區(qū)的排出口在所述渣油分離罐的上游與所述第一管束的上部區(qū)的出口連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，還包括至少一個(gè)噴灑器組件，所述至少一個(gè)噴灑器組件布置在所述爐的外部，并且連接在所述第一管束和所述第二管束中每一個(gè)的所述上部區(qū)和下部區(qū)之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中，利用以相對(duì)于水平方向每行進(jìn)15米升高至少約0. 3米的方式布置的管路將所述第一管束的出口與所述渣油分離罐連接。
18.一種用于裂化烴原料的系統(tǒng)，包括蒸汽裂化爐，該蒸汽裂化爐設(shè)有烴原料入口管、上部對(duì)流加熱區(qū)和下部對(duì)流加熱區(qū)、 以及輻射區(qū)，其中，所述上部對(duì)流加熱區(qū)包括至少第一管束，該第一管束具有上部區(qū)和下部區(qū)，所述上部區(qū)與所述入口管流體連通；渣油分離罐，該渣油分離罐設(shè)置在所述蒸汽裂化爐的外部并與所述管束的出口流體連通；和渣油再循環(huán)管，該渣油再循環(huán)管與所述渣油分離罐的底部流體連通，并且連接在所述渣油分離罐的上游。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述渣油再循環(huán)管與所述烴原料入口管連接。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述渣油再循環(huán)管與所述第一管束的上部區(qū)的出口連接。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述爐進(jìn)一步包括在所述上部對(duì)流加熱區(qū)內(nèi)的第二管束，該第二管束具有上部區(qū)和下部區(qū)，其中，所述渣油再循環(huán)管與所述第二管束的上部區(qū)的入口連接，而所述第二管束的下部區(qū)的排出口位于所述渣油分離罐的上游并與所述第一管束的下部區(qū)的出口連接。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，還包括至少一個(gè)噴灑器組件，所述至少一個(gè)噴灑器組件位于所述爐的外部，并且連接在所述第一管束和所述第二管束中每一個(gè)的所述上部區(qū)和下部區(qū)之間。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，利用以相對(duì)于水平方向每行進(jìn)15米升高至少約0.3 米的方式布置的管路將所述第一管束的出口與所述渣油分離罐連接。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，還包括蒸氣流管，該蒸氣流管從所述渣油分離罐出來(lái)，并且與在所述下部對(duì)流加熱區(qū)內(nèi)的第三管束連接。
全文摘要
通過(guò)從渣油分離罐提取富含渣油的流并且使富含渣油的流再循環(huán)通過(guò)爐對(duì)流加熱區(qū)來(lái)在蒸汽裂化爐中裂化烴原料的工藝和裝置。
文檔編號(hào)C07C4/04GK102448914SQ201080023111
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月29日
發(fā)明者D·B·斯派塞, G·斯蒂芬斯, R·C·斯特爾 申請(qǐng)人:?？松梨诨瘜W(xué)專利公司