【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及蒸汽裂解。更具体而言，本专利技术涉及一种蒸汽裂解炉的烧焦方法。
技术介绍
1、随着经济的发展，对烃类化工原料的需求日渐攀升，乙烯作为一种重要的化工原料，应用市场也不断扩大。烃类裂解产乙烯是目前市场生产乙烯的主流工艺。
2、在裂解炉的运行过程中，烃类高温热裂解时，在裂解炉辐射段炉管内表面会发生催化结焦、自由基结焦及缩聚结焦，在急冷换热器内表面会发生二次反应结焦及冷凝结焦，产生的焦附着在辐射段炉管及急冷换热器内壁上，所结的焦会造成传热热阻增加，使得辐射段炉管壁温升高，急冷换热器出口裂解气温度升高，因此，为避免超温，需要定期对辐射段炉管等产生的焦进行烧焦处理。烧焦处理产生的烧焦尾气包括碳氧化合物、水蒸气及剩余的焦粒等，裂解炉烧焦尾气温度较高，一般在200-500℃范围。
3、对于含高沸点的重质烃原料的裂解炉，目前已经公开的方法是首先将原料预加热，然后通过气液分离装置分离不宜裂解的物料，将适宜裂解的物料送至裂解炉进行裂解。在这个过程中气液分离系统也容易产生残油和焦造成较大的压降阻力，影响裂解炉的正常运行。
4、目前常规原料裂解炉公开的烧焦尾气的最终去向主要有两种：方案1是通过清焦罐对清焦粒分离后排向大气；方案2是返回炉膛底部单独设置的烧焦口燃烧，如图1所示。本专利技术的专利技术人发现，方案1仅通过简单的物理分离，很难满足环保要求。本专利技术的专利技术人还发现，方案2会因烧焦气在炉膛内燃烧不充分出现焦粒燃烧不完全，从而在炉底积累，部分焦粒会被带入对流段，引起对流段积灰，使传热效果变差，同时
5、对于重质烃原料裂解炉，cn102227488b公开了一种对气液分离装置除焦的方法，该方法将蒸汽与空气的混合物通入气液分离装置进行焚烧，并将焚烧后的焦炭残留物通过脱焦循环管在裂解炉燃烧器之间通过，返回至炉膛。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，针对宽馏分重质烃裂解炉裂解及返炉膛烧焦的特点，提出一种新的宽馏分重质烃裂解炉烧焦尾气的综合处理系统及方法。
2、根据本专利技术的第一方面，涉及一种蒸汽裂解炉的烧焦方法，包括以下步骤：1)使重质烃在气液分离装置中进行气液分离，获得气相物料和液相物料，并在所述气液分离装置的内壁上沉积残渣，2)将所述气相物料输送至蒸汽裂解炉的辐射段炉管中进行热解，以产生包含乙烯的热解产物并在所述辐射段炉管的内壁上沉积焦炭；3)使空气和/或蒸汽输送通过所述辐射段炉管以除去至少一部分所述焦炭，获得烧焦尾气，4)使所述烧焦尾气经由在所述蒸汽裂解炉的炉膛内设置的至少一个燃烧器进入所述炉膛进行燃烧处理。
3、根据本专利技术的优选实施方式，所述烧焦方法还包括以下步骤：a)使蒸汽输送通过所述气液分离装置以除去至少一部分所述残渣，获得混合蒸汽，b)使所述混合蒸汽输送通过所述辐射段炉管以除去至少一部分所述焦炭，获得所述烧焦尾气。
4、技术效果
5、1、本专利技术的专利技术人发现重质烃裂解炉运行过程在炉管内产生的焦相比于常规气体或轻质液体原料产生焦较为疏松，因此焦粒随烧焦气返炉膛时无需通过尺寸较大的烧焦口返回炉膛，而可以通过特殊设计烧焦喷嘴返回至燃烧器中，焦炭颗粒质地疏松因此不容易导致燃烧器堵塞，而返回到燃烧器中从而解决现有裂解炉烧焦气返炉膛操作单独的气流冲击，对炉膛热场、燃烧器燃烧、负压波动的负面影响，减少对运行操作状况的波动问题，使得烧焦气在炉膛内分布更加均匀，使得炉膛温度分布得到明显改善，因而确保了不同组辐射炉管在炉膛内的受热条件一致，使得炉管内的烧焦效果得到大幅提升。
6、2、本专利技术针对重质烃裂解炉流程含有特有的气液分离装置的特点，在烧焦前对裂解炉及气液分离装置进行蒸汽吹扫，在烧焦操作之前，蒸汽带着气液分离器蒸发出的残留烃进入到辐射段炉管中，混合蒸汽含有的挥发性烃类而有助于炉管上焦炭的松动和清除，从而改善烧焦时炉管内的清焦效果。
7、3、本专利技术系统可有效解决重质烃裂解炉气液分离装置的除焦问题，并避免烧焦空气与烃直接接触的安全风险，防止设备损坏。而且系统切换简单，不需要将气液分离系统倒空，减少了操作工作量和避免误操作带来的安全隐患。
8、4、本专利技术通过将烧焦尾气引入燃烧器，可以降低燃烧的火焰温度，降低了氧气的浓度，从而有效降低燃烧产生的nox的生成量。
9、5、由于设置了与燃烧器数量相同的返炉膛管线的分支管线，分支管线与设置于燃烧器内的烧焦尾气专用喷嘴连接。相对于现有技术的(方案2)在炉膛底部单独设置烧焦口，本专利技术设置返炉膛管线的分管线尺寸小，占用空间小，解决了返炉膛烧焦口及管线不好布置的问题，且因烧焦口远离炉管因而避免了对炉管的冲刷或因返炉膛蒸汽带水对炉管的损坏。
10、6、烧焦气通过燃烧器时，由于烧焦气喷嘴尺寸有限，有一定的节流效果，可以减小管线分配不均造成每个烧焦口流量/流速不均的情况发生，从而避免返炉膛烧焦气由于炉膛内压力不均，在局部空间/管线内的高温烟气出现互串，而造成管线超温、燃烧紊乱等。
11、7、对烧焦气中的颗粒燃烧效果更佳，可以降低对烧焦罐的要求。目前烧焦罐要达到颗粒物20mg/nm3的排放要求较为困难，烧焦罐的主要作用是把较大颗粒物旋风分离下来，如果直接返炉膛，比如50mg/nm3颗粒物在炉膛内由于不与燃烧的火焰直接接触，燃烧效果不好，会导致裂解炉烟囱出口颗粒物超标(最终超过20mg/nm3)。通过燃烧器可以提高颗粒物烧焦的效果，一方面可降低对烧焦罐的要求，另一方面可避免烧不尽的颗粒被带到对流段造成翅片积灰或者存留在炉底二影响烟气循环。
12、8、对于宽馏分原油裂解，裂解反应形成的焦与常规原料(乙烷、lpg、nap等)裂解形成焦的特性不同，原油轻组分馏程较宽，形成的焦的颗粒直径较大，并较为疏松，硬度较低。对于较大颗粒直径的颗粒物在清焦罐内的旋风效果更好，大部分较大颗粒物在清焦罐内捕捉了下来，可避免较大颗粒物返到燃烧器中，从而堵塞燃烧器喷嘴及返炉膛烧焦喷嘴。而对于常规原料裂解形成的焦颗粒分布直接较小，在清焦罐的分离效果较差，会有较多小颗粒焦随着烧焦气返到炉膛，因此不能直接通入燃烧器中，而堵塞燃烧器的喷嘴及烧焦气的喷嘴。本专利技术根据原油直接裂解产生的焦特点及返炉膛中焦粒的特点，提出新的思路，可提升烧焦效果。
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1.一种蒸汽裂解炉的烧焦方法，包括以下步骤：
2.权利要求1所述的方法，其中在步骤1)中，所述重质烃的终馏点温度为540℃以上(优选初馏点温度为15℃且终馏点温度为750℃以上)，和/或，所述重质烃的API值不小于32(优选38以上)，和/或，所述重质烃选自石蜡基原油、中间基原油、环烷基原油、凝析油和炼化产品中的至少一种。
3.权利要求1所述的方法，其中在步骤1)中，所述重质烃在进行所述气液分离之前，被加热到温度为100-400℃(优选200-370℃)。
4.权利要求1所述的方法，其中在步骤1)中，所述气液分离的操作温度为260-360℃，操作压力为0.2-0.7MPaG，气化率为50-80wt％。
5.权利要求1所述的方法，其中在步骤2)中，所述热解的操作温度为800-900℃，操作压力为0.05-0.15MPaG。
6.权利要求1所述的方法，其中所述热解产物经过急冷换热器被冷却至400-600℃。
7.权利要求1所述的方法，其中在步骤3)中，所述空气的温度为500-650℃、压力为0.2-0.4MPaG
8.权利要求1所述的方法，其中在步骤4)中，所述燃烧处理的操作温度为300-400℃，操作压力为0.05-0.1MPaG。
9.权利要求1所述的方法，其中在步骤4)中，所述烧焦燃烧器包括中心通道和环绕该中心通道设置的一个或多个环形通道。
10.权利要求9所述的方法，其中所述中心通道是烧焦尾气通道，紧邻所述中心通道外侧设置的环形通道是空气通道，并且紧邻所述空气通道外侧设置的环形通道是燃料通道。
11.权利要求1所述的方法，其中在步骤4)中，所述烧焦尾气通过烧焦尾气总管线输送，然后通过设置在所述烧焦尾气总管线上的多条分管线输送至所述烧焦燃烧器。
12.权利要求1所述的方法，其中在步骤4)中，所述烧焦燃烧器布置在所述炉膛的底部和/或侧壁，并且其数量为所述炉膛中设置的所有燃烧器总数的20-100％(优选50-100％或100％)。
13.权利要求12所述的方法，输送至设置在所述炉膛的底部的烧焦燃烧器的烧焦尾气占所述烧焦尾气的总质量的50-100wt％(优选65-85wt％)，并且输送至设置在所述炉膛的侧壁的烧焦燃烧器的烧焦尾气占所述烧焦尾气的总质量的0-50wt％(优选15-35wt％)。
14.权利要求1所述的方法，其中在步骤4)中，所述烧焦尾气的总质量流量为40-120t/h。
15.权利要求1所述的方法，其中在步骤4)中，从所述烧焦尾气中分离出至少一部分固体颗粒，获得净化尾气，然后将所述净化尾气经由所述至少一个烧焦燃烧器进入所述炉膛进行所述燃烧处理。
16.权利要求15所述的方法，其中所述分离在清焦罐(优选旋风式清焦罐)中进行。
17.权利要求15所述的方法，其中所述净化尾气的固体颗粒含量为小于50mg/Nm3(优选小于20mg/Nm3)，以所述净化尾气的总重量为100wt％计。
18.权利要求15所述的方法，其中所述净化尾气所含的固体颗粒的粒度范围为1μm-20mm(优选为1μm-10mm)。
19.权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
20.权利要求19所述的方法，其中在步骤A)中，所述蒸汽的温度为400-500℃、压力为0.2-0.7MPaG、入口线速度为20-50m/s。
21.权利要求19所述的方法，其中在步骤A)中，所述混合蒸汽的温度为250-400℃、压力为0.2-0.4MPaG、出口线速度为25-40m/s。
22.权利要求1所述的方法，其中在步骤3)开始之前，停止将所述气相物料输送至所述辐射段炉管。
23.权利要求19所述的方法，其中在步骤A)开始之前，停止将所述重质烃输送至所述气液分离装置。
24.权利要求19所述的方法，其中在步骤B)结束之后，开始步骤3)。
...【技术特征摘要】
1.一种蒸汽裂解炉的烧焦方法，包括以下步骤：
2.权利要求1所述的方法，其中在步骤1)中，所述重质烃的终馏点温度为540℃以上(优选初馏点温度为15℃且终馏点温度为750℃以上)，和/或，所述重质烃的api值不小于32(优选38以上)，和/或，所述重质烃选自石蜡基原油、中间基原油、环烷基原油、凝析油和炼化产品中的至少一种。
3.权利要求1所述的方法，其中在步骤1)中，所述重质烃在进行所述气液分离之前，被加热到温度为100-400℃(优选200-370℃)。
4.权利要求1所述的方法，其中在步骤1)中，所述气液分离的操作温度为260-360℃，操作压力为0.2-0.7mpag，气化率为50-80wt％。
5.权利要求1所述的方法，其中在步骤2)中，所述热解的操作温度为800-900℃，操作压力为0.05-0.15mpag。
6.权利要求1所述的方法，其中所述热解产物经过急冷换热器被冷却至400-600℃。
7.权利要求1所述的方法，其中在步骤3)中，所述空气的温度为500-650℃、压力为0.2-0.4mpag、入口线速度为30-80m/s，所述蒸汽的温度为500-650℃、压力0.2-0.4mpag、入口线速度为30-80m/s。
8.权利要求1所述的方法，其中在步骤4)中，所述燃烧处理的操作温度为300-400℃，操作压力为0.05-0.1mpag。
9.权利要求1所述的方法，其中在步骤4)中，所述烧焦燃烧器包括中心通道和环绕该中心通道设置的一个或多个环形通道。
10.权利要求9所述的方法，其中所述中心通道是烧焦尾气通道，紧邻所述中心通道外侧设置的环形通道是空气通道，并且紧邻所述空气通道外侧设置的环形通道是燃料通道。
11.权利要求1所述的方法，其中在步骤4)中，所述烧焦尾气通过烧焦尾气总管线输送，然后通过设置在所述烧焦尾气总管线上的多条分管线输送至所述烧焦燃烧器。
12.权利要求1所述的方法，其中在步骤4)中...
【专利技术属性】
技术研发人员：王子宗，何细藕，白飞，林江峰，袁晴棠，邵晨，赵永华，石雨，肖佳，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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