本發(fā)明涉及一種利用管式裂解爐制備乙烯的方法，屬于化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：乙烯除少量由酒精脫水制得外，絕大部分由乙烯裝置裂解石油烴并進(jìn)行分離得到。乙烯裝置的核心為乙烯裂解爐。裂解技術(shù)的發(fā)展始終就是圍繞如何降低能耗和提高乙烯的產(chǎn)率來(lái)不斷提高的。現(xiàn)有乙烯裂解爐為管式爐，管式爐裂解是以間壁加熱方式為烴類裂解提供熱量。裂解爐分成3個(gè)部分，對(duì)流段、輻射段、連接對(duì)流段與輻射段的橫跨段。通常，首先在對(duì)流段中將管內(nèi)的烴和水蒸氣混合物預(yù)熱至“開(kāi)始”裂解的溫度，再將烴/水蒸氣混合物送到高溫輻射爐管繼續(xù)升溫，以進(jìn)行裂解。裂解技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方面是不斷提高裂解選擇性，即不斷提高目標(biāo)產(chǎn)物如乙烯、丙烯等的收率。為了提高裂解選擇性，總的趨勢(shì)是：提高反應(yīng)溫度、縮短烴類裂解時(shí)間、降低裂解烴分壓。為了使進(jìn)入輻射段裂解爐管內(nèi)物料快速升溫，裂解爐管一般采用分支變徑或不分支變徑形狀，前部分采用小直徑爐管，利用其比表面積大的特點(diǎn)達(dá)到快速升溫的目的，但管壁易結(jié)焦，導(dǎo)致裂解爐運(yùn)行周期縮短，后部分采用較大直徑的爐管以降低對(duì)結(jié)焦的敏感性。而且這種分支變徑或不分支變徑爐管形狀增加了制造、安裝的復(fù)雜性和成本。為了降低裂解烴分壓，現(xiàn)有做法是向裂解原料中注入水蒸氣，水蒸氣在對(duì)流段中被加熱，并在對(duì)流段中一次或分多次注入烴原料中，但這種做法并未完全體現(xiàn)出“蒸汽裂解”的特點(diǎn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了進(jìn)一步提高裂解的選擇性，本發(fā)明提供一種利用管式裂解爐制備乙烯的方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：一種利用管式裂解爐制備乙烯的方法，烴原料與稀釋蒸汽混合后進(jìn)行熱裂解，管式裂解爐包括對(duì)流段、輻射段和連接對(duì)流段與輻射段的橫跨段，將30wt％-70wt％的稀釋蒸汽經(jīng) 輻射段爐管加熱后，注入橫跨段與烴原料和余量稀釋蒸汽的混合物混合，所得混合物進(jìn)入輻射段熱裂解得到乙烯。余量稀釋蒸汽與30wt％-70wt％的稀釋蒸汽的總量為100wt％。本申請(qǐng)稀釋蒸汽注入裂解原料中的目的是為了降低裂解原料分壓，達(dá)到提高乙烯、丙烯等收率及緩和結(jié)焦趨勢(shì)。采用上述方法能有效提高管式裂解爐橫跨溫度，在同樣裂解深度情況下，使乙烯、丙烯收率提高，裂解的爐運(yùn)行周期顯著延長(zhǎng)。作為本申請(qǐng)的一種改進(jìn)方案，稀釋蒸汽經(jīng)過(guò)對(duì)流段爐管加熱后分成兩部分，其中30-70wt％的稀釋蒸汽先經(jīng)過(guò)輻射段的爐管加熱，余量稀釋蒸汽注入烴原料進(jìn)入橫跨段；經(jīng)過(guò)輻射段的爐管加熱后的稀釋蒸汽注入到橫跨段與烴原料和余量稀釋蒸汽的混合物混合。作為本申請(qǐng)的另一種改進(jìn)方案，稀釋蒸汽進(jìn)入裂解爐前分為兩部分，其中30-70wt％的稀釋蒸汽先經(jīng)過(guò)輻射段的爐管加熱，余量稀釋蒸汽通過(guò)對(duì)流段爐管加熱后注入烴原料進(jìn)入橫跨段；經(jīng)過(guò)輻射段的爐管加熱后的稀釋蒸汽注入到橫跨段與烴原料和余量稀釋蒸汽的混合物混合。為了降低能耗，同時(shí)進(jìn)一步提高裂解的選擇性，經(jīng)過(guò)輻射段的爐管加熱后的稀釋蒸汽從橫跨段爐管的后端注入。本申請(qǐng)橫跨段爐管前端到后端的方向與烴原料流向一致。為了進(jìn)一步提高裂解的選擇性，烴原料與稀釋蒸汽的質(zhì)量比為1：(0.3-1)。上述經(jīng)過(guò)輻射段的爐管加熱后的稀釋蒸汽的溫度為700-1000℃。本發(fā)明未提及的技術(shù)均參照現(xiàn)有技術(shù)。本發(fā)明乙烯制備方法提高了乙烯丙烯等的收率；顯著延長(zhǎng)了裂解爐運(yùn)行周期；簡(jiǎn)化了裂解爐管構(gòu)造，無(wú)需采用分支變徑或不分支變徑形狀的爐管，降低制造、安裝、維護(hù)的復(fù)雜性和成本；能耗顯著降低。附圖說(shuō)明圖1為本申請(qǐng)乙烯制備的工藝流程圖一，圖中箭頭方向表示氣體流向；圖2為本申請(qǐng)乙烯制備的工藝流程圖二，圖中箭頭方向表示氣體流向。具體實(shí)施方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容 不僅僅局限于下面的實(shí)施例。下述實(shí)施例1-3及對(duì)比例1中所用裂解爐均為年產(chǎn)10萬(wàn)噸乙烯能力的sl-ii型裂解爐，裂解原料為石腦油。實(shí)施例1裂解爐工況是：裂解爐型為sl-ii型爐，裂解原料為石腦油，進(jìn)料量為40.59t/h(比對(duì)比例1增加1.475％)，稀釋蒸汽用量為20.30t/h(比對(duì)比例1增加1.475％)，全部在對(duì)流段加熱后50％在對(duì)流段注入烴原料，裂解爐橫跨段前段溫度為610℃，另外50％稀釋蒸汽繼續(xù)通過(guò)輻射段加熱到820℃從橫跨段后端注入烴原料，820℃高溫蒸汽與從橫跨段前段過(guò)來(lái)的610℃物料混合后使橫跨段出口溫度達(dá)到640℃，即輻射段入口溫度為640℃(比對(duì)比例1提高30℃)，裂解平均壓力為2.4161kg/cm2(絕)(與對(duì)比例1相同)，輻射段出口溫度為838℃(與對(duì)比例1相同)，裂解爐運(yùn)行結(jié)果是，乙烯收率為28.656％(wt)(比對(duì)比例1提高0.007個(gè)百分點(diǎn))，丙烯收率為13.264％(wt)(比對(duì)比例1提高0.004個(gè)百分點(diǎn))，裂解深度丙烯、乙烯比為0.46285(與對(duì)比例1相同)，裂解爐運(yùn)行周期為72天(比對(duì)比例1延長(zhǎng)24.14％)。實(shí)施例2裂解爐工況是：裂解爐型為sl-ii型爐，裂解原料為石腦油，進(jìn)料量為40.36t/h(比對(duì)比例1增加0.90％)，稀釋蒸汽用量為20.18t/h(比對(duì)比例1增加0.90％)，全部在對(duì)流段加熱后70％在對(duì)流段注入烴原料，裂解爐橫跨段前段溫度為610℃，另外30％稀釋蒸汽繼續(xù)通過(guò)輻射段加熱到820℃從橫跨段前端注入烴原料，820℃高溫蒸汽與從橫跨段前端過(guò)來(lái)的610℃物料混合后使橫跨段出口溫度達(dá)到630℃，即輻射段入口溫度為630℃(比對(duì)比例1提高20℃)，裂解平均壓力為2.4161kg/cm2(絕)(與對(duì)比例1相同)，輻射段出口溫度為838℃(與對(duì)比例1相同)，裂解爐運(yùn)行結(jié)果是，乙烯收率為28.657％(wt)(比對(duì)比例1提高0.008個(gè)百分點(diǎn))，丙烯收率為13.264％(wt)(比對(duì)比例1提高0.004個(gè)百分點(diǎn))，裂解深度丙烯、乙烯比為0.46285(與對(duì)比例1相同)，裂解爐運(yùn)行周期為68天(比對(duì)比例1延長(zhǎng)17.24％)。實(shí)施例3裂解爐工況是：裂解爐型為sl-ii型爐，裂解原料為石腦油，進(jìn)料量為40.78t/h(比對(duì)比例1增加1.95％)，稀釋蒸汽用量為20.39t/h(比對(duì)比例1增加1.95％)，全部在對(duì)流段加熱后30％在對(duì)流段注入烴原料，裂解爐橫跨段前段溫度為610℃，另外70％稀釋蒸汽繼續(xù)通過(guò)輻射段加熱到820℃從橫跨段前端注入烴原料，820℃高溫蒸汽與從橫跨 段前段過(guò)來(lái)的610℃物料混合后使橫跨段出口溫度達(dá)到650℃，即輻射段入口溫度達(dá)到650℃(比對(duì)比例1提高40℃)，裂解平均壓力為2.4161kg/cm2(絕)(與對(duì)比例1相同)，輻射段出口溫度為838℃(與對(duì)比例1相同)，裂解爐運(yùn)行結(jié)果是，乙烯收率為28.660％(wt)(比對(duì)比例1提高0.011個(gè)百分點(diǎn))，丙烯收率為13.265％(wt)(比對(duì)比例1提高0.005個(gè)百分點(diǎn))，裂解深度丙烯、乙烯比為0.46285(與對(duì)比例1相同)，裂解爐運(yùn)行周期為78天(比對(duì)比例1延長(zhǎng)34.48％)。對(duì)比例1裂解爐工況是，裂解爐型為sl-ii型爐，裂解原料為石腦油，進(jìn)料量為40.00t/h，稀釋蒸汽用量為20.00t/h，全部在對(duì)流段加熱后100％在對(duì)流段注入烴原料，裂解爐橫跨溫度為610℃，輻射段入口溫度為610℃，裂解平均壓力為2.4161kg/cm2(絕)，輻射段出口溫度為838℃，裂解爐運(yùn)行結(jié)果是，乙烯收率為28.649％(wt)，丙烯收率為13.260％(wt)，裂解深度丙烯、乙烯比為0.46285，裂解爐運(yùn)行周期為58天。表1實(shí)施例1-3及對(duì)比例1的工況比較實(shí)施例4全部在對(duì)流段加熱后60％在對(duì)流段注入烴原料，另外40％稀釋蒸汽繼續(xù)通過(guò)輻射段加熱，然后從橫跨段前端注入烴原料。對(duì)比例2稀釋蒸汽全部在對(duì)流段加熱后100％在對(duì)流段注入烴原料。表2實(shí)施例4及對(duì)比例2的工況比較對(duì)比例2實(shí)施例4裂解爐型gk-vigk-vi裂解原料石腦油石腦油進(jìn)料量，t/h26.0026.40對(duì)流段注汽量，t/h13.006.60橫跨段后段注汽量，t/h06.60橫跨段后段注汽溫度，℃820橫跨段前段溫度，℃610610橫跨段出口溫度，℃610640輻射段入口溫度，℃610640輻射段入口壓力，kg/cm2(絕)2.85282.8626輻射段出口溫度，℃847847輻射段出口壓力，kg/cm2(絕)2.22.18乙烯收率，wt％28.33628.343丙烯收率，wt％14.24114.245丙烯收率/乙烯收率0.502580.50257裂解爐運(yùn)行周期，天6068當(dāng)前第1頁(yè)12