焦炭捕集器制造技术

本公开提供了包括焦炭捕集器的方法，所述焦炭捕集器可在正常操作或蒸汽备用过程中被清空，从而克服以上讨论的现有设计中的不足的，本文公开的焦炭捕集器和处理流程保护二级输送管线换热器不受污染，同时不限制加热器在冷关闭之间的时间。该设计考虑了除焦选项的影响，例如当给燃烧室而不是除焦鼓除焦时的影响。此外，在各种实施方式中解决了流动和成本考虑；例如，除焦阀相当昂贵，并且本文公开的处理流程可提供除焦阀的再定位以便于焦炭捕集器操作的同时不用向整体操作流程方案增加昂贵的阀。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】焦炭捕集器
本文公开的实施方式大体上涉及烃裂化方法。更具体地，本文公开的实施方式涉及用于裂化乙烷、丙烷和丁烷以产生乙烯和丙烯的系统和方法，以及在正常裂化操作过程中和在系统的定期除焦过程中有效维护这些系统。
技术介绍
将烃从长链分子裂化成汽油和其它有用的短链烃(例如烯烃)导致产生大量反应的二次副产物，最显著的为碳质沉积或焦炭。在反应中产生的焦炭的影响是相当大的，尤其是在管式炉反应器中以及在其内发生裂化反应的类似使用的工艺反应管中更是如此。在反应过程中，焦炭副产物形成沉积作为反应器的工艺管内侧上的一层。焦炭沉积增加了压降，并且抑制了通过管的热传递，从而使工艺恶化。因此必须定期除去焦炭以将压降和传热递恢复至正常水平。焦炭去除工艺，通常称为除焦，一般通过燃烧(也称为蒸汽-空气除焦)或者通过蒸汽反应进行。现参见图1，例示出现有技术中裂化方法的简化工艺流程图。燃烧管式炉1用于将烃裂化成乙烯和其它烯属化合物。燃烧管式炉1具有对流段2和裂化段3。炉1包含一个或多个工艺管4，通过烃进料管线6进料的烃通过该工艺管被裂化从而在加热时产生产物气体，以及碳质沉积，此处提及的碳质沉积为作为副产物产生的焦炭。可另外例如经过流动管线7供给蒸汽作为稀释剂。由通过加热介质入口8(例如，炉膛烧嘴、底板烧嘴或侧壁烧嘴)向炉1的裂化段3中的工艺管4的外部引入的加热介质供应热，并且通过排气装置10排出。通过利用对流段2和裂化段3对进料处理之后，产物气体流出产物气体出口12，并且随后通过一个或多个急冷/热交换器14和16，急冷/热交换器14和16在本文称为初级输送管线换热器14和二级输送管线换热器16。然后产物气体沿着管线18被引至下游处理设备，例如急冷塔和分离装置(未显示)。如上所述，在裂化操作过程中，焦炭可形成在工艺管4上。将阀20安置于烃进料管线6中以中断烃进料，用于除焦操作。在中断烃进料流动之后，来自空气导管22的蒸汽和/或空气被注入以除去来自工艺管4的焦炭堆积。在除焦过程中，下游阀34、36控制排出气体和焦炭剥落的方向为远离产物分离系统(未显示)。当烃进料阀20关闭时，通向下游处理系统(未显示)的阀34也关闭，而除焦排出阀36打开以引导除焦沿着排出管线38排出，例如排至除焦鼓(未显示)或燃烧室。因为空气不能被引入分离系统，所以在烃进料流动中断以及空气引入至蒸汽基质用于除焦时，通向处理系统的阀34关闭，而排出阀36打开以引导排出物远离分离系统。正常操作过程中的裂化条件的打乱或有意变化可导致工艺管4的冷却和收缩。这转而可导致焦炭脱落或者剥落。当炉1从正常裂化操作转换成除焦操作时，也可能发生剥落。剥落的焦炭可流向下游并且堵塞二级输送管线换热器16的管42和/或下游处理。根据具体设计，焦炭可进入急冷塔使油/水分离更加困难，或者在除焦过程中进入燃烧室导致从加热器堆具有过多的微粒排放。现参见图2，例示出另一现有的裂化方法的简化处理流程图，其中相同的附图标记代表相同的部件。如图所示，该系统包括“焦炭捕集器”50以使二级输送管线换热器的堵塞和急冷水系统或燃烧室(未显示)的焦炭污染最小化。焦炭捕集器50位于二级输送管线换热器16的上游，其中来自初级输送管线换热器14的流出物的方向的改变促使焦炭继续直接进入焦炭捕集器50中，同时流出气体通过流动管线52转向二级输送管线换热器16。焦炭捕集器50实际上为位于初级输送管线换热器14之后以及二级输送管线换热器16之前一段管子，在加热器出口中形成“盲管段(deadleg)”。焦炭捕集器位于设备中以使焦炭可定期被清空并且被运走丢弃。遗憾的是，如图2中所示的设计没有提供将焦炭捕集器与加热器流出物隔离的装置，因此需要加热器1停止使用并冷却以清理焦炭捕集器50。关闭冷却会对加热器部件施加应力并且引起生产损失。此外，为延长运行长度加工捕集器的尺寸可能需要被设计为具有非常大的体积，并且为了该延长的周期而在焦炭捕集器中留下焦炭和可能的一些焦油可导致难以去除的结块。
技术实现思路
本公开提供了包括捕集器的方法，该捕集器可在正常操作或蒸汽备用过程中清空，从而克服以上讨论的现有设计中的不足，本文公开的焦炭捕集器和处理流程保护二级输送管线换热器不受污染，同时不限制加热器在冷关闭之间的时间。该设计考虑了除焦选项的影响，例如当给燃烧室除焦而不是给除焦鼓除焦时的影响。此外，在各种实施方式中解决了流动和成本考虑；例如，除焦阀相当昂贵，并且本文公开的处理流程可提供除焦阀的再定位以便于焦炭捕集器操作，同时不用向整体操作流程方案中增加昂贵的阀。在一个方面中，本文公开的实施方式涉及减少污垢的方法，该方法包括：通过流动导管将来自连续或半连续处理的处理流输送到处理装置，所述处理流包含气态组分和污垢组分，其中流动导管分支引起(i)气态组分的流动以在进入处理装置之前改变方向，以及(ii)污垢组分的流动以继续进入污垢收集装置或其一部分中；在污垢收集装置或其一部分中积聚大量污垢组分；以及从污垢收集装置隔离和清空积聚的污垢组分。在另一个方面中，本文公开的实施方式涉及用于减少污垢的系统，该系统包括：流动导管，用于通过流动导管将来自连续或半连续处理的处理流输送到处理装置，所述处理流包含气态组分和污垢组分，流动导管中的分支，其中所述分支引起(i)气态组分的流动以在进入处理装置之前改变方向，以及(ii)污垢组分的流动以继续进入污垢收集装置或其一部分中；污垢收集装置，其中所述污垢收集装置具有用于在污垢收集装置中积聚大量污垢组分的体积；以及用于从污垢收集装置隔离和清空积聚的污垢组分的装置。在另一个方面中，本文公开的实施方式涉及用于减少热交换器污垢的方法，该方法包括：在第一热交换器中冷却来自连续或半连续处理的处理流，以形成包含气态组分和污垢组分的冷却的流出物；将冷却的流出物通过流动导管输送至第二热交换器，其中流动导管分支引起(i)气态组分的流动以在进入第二热交换器之前改变方向，以及(ii)污垢组分的流动以继续进入污垢收集装置中；在污垢收集装置或其第一部分中积聚大量污垢组分；以及从污垢收集装置隔离和清空积聚的污垢组分。在另一个方面中，本文公开的实施方式涉及用于减少热交换器污垢的系统，该系统包括：第一热交换器，用于冷却来自连续或半连续处理的处理流，以形成包含气态组分和污垢组分的冷却的流出物；流动导管，用于通过其将冷却的流出物输送至第二热交换器；在流动导管中的分支，其中所述分支引起(i)气态组分的流动以在进入第二热交换器之前改变方向，以及(ii)污垢组分的流动以继续进入污垢收集装置中；污垢收集装置，其中所述污垢收集装置具有用于积聚大量污垢组分的体积；以及用于从污垢收集装置隔离和清空积聚的污垢组分的装置。在另一个方面中，本文公开的实施方式涉及生产烯烃的方法，该方法包括：在裂化循环过程中，在裂化至少一部分烃的条件下，使烃进料和可选地蒸汽通过加热器的辐射加热室中的热交换管，以形成流出物，所述流出物包含烯烃以及含有较重烃和焦炭的副产物；在除焦循环过程中，在将至少一部分热交换管除焦的条件下，使氮气、蒸汽、空气和氧气中的至少一种通过加热器的辐射加热室中的热交换管，以形成除焦流出物；在初级输送管线换热器中冷却所述流出物或所述除焦流出物，以形成包含气态组分和污垢组分的冷却的流出物；将冷却的流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减少污垢的方法，所述方法包括:通过流动导管将来自连续或半连续处理的处理流输送到处理装置，所述处理流包含气态组分和污垢组分，其中所述流动导管的分支，引起(i)所述气态组分的流动在进入所述处理装置之前改变方向，以及(ii)所述污垢组分的流动继续进入污垢收集装置或其一部分中；在所述污垢收集装置或其一部分中积聚大量所述污垢组分；以及从所述污垢收集装置隔离和清空积聚的污垢组分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.20 US 13/554,4601.一种生产烯烃的方法，所述方法包括：在裂化循环过程中，在裂化至少一部分烃的条件下，使烃进料和蒸汽通过加热器的辐射加热室中的热交换管，以形成流出物，所述流出物包含烯烃以及含有较重烃和焦炭的副产物；在除焦循环过程中，在将至少一部分所述热交换管除焦的条件下，使氮气、蒸汽、空气和氧气中的至少一种通过加热器的辐射加热室中的热交换管，以形成除焦流出物；在初级输送管线换热器中冷却所述流出物或所述除焦流出物，以形成包含气态组分和污垢组分的冷却的流出物；将所述冷却的流出物通过流动导管输送至二级输送管线换热器，其中所述流动导管的分支，引起(i)在至少所述裂化循环过程中，所述气态组分的流动在进入所述二级输送管线换热器之前改变方向，以及(ii)所述污垢组分的流动继续进入焦炭捕集器中；在所述焦炭捕集器中积聚大量所述污垢组分；以及在不关闭所述加热器的情况下清空来自所述焦炭捕集器的积聚的污垢组分。2.如权利要求1所述的方法，其中所述积聚步骤包括在所述焦炭捕集器的第一部分中积聚大量所述污垢组分，所述方法进一步包括：将所述积聚的污垢输送至所述污垢收集装置的第二部分；在所述清空步骤之前，将所述焦炭捕集器的第一部分与所述焦炭捕集器的第二部分隔离。3.如权利要求2所述的方法，进一步包括在所述清空步骤之前将所述焦炭捕集器的第二部分中的积聚的污垢与蒸汽、水和氮气中的至少一种接触。4.如权利要求2所述的方法，其中，当从所述裂化循环向所述除焦循环转化时，启动所述将所述积聚的污垢从所述第一部分输送至所述第二部分。5.如权利要求4所述的方法，其中，在所述除焦循环过程中，所述除焦流出物通过至少所述焦炭捕集器的第一部分。6.一种用于生产烯烃的系统，所述系统包括：加热器；一个或多个热交换管...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·德·哈恩，彼得·金李·丹，
申请(专利权)人：鲁姆斯科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US