【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及蒸汽裂解。更具體而言，本專利技術涉及一種蒸汽裂解爐的燒焦方法。
技術介紹
1、隨著經濟的發展，對烴類化工原料的需求日漸攀升，乙烯作為一種重要的化工原料，應用市場也不斷擴大。烴類裂解產乙烯是目前市場生產乙烯的主流工藝。
2、在裂解爐的運行過程中，烴類高溫熱裂解時，在裂解爐輻射段爐管內表面會發生催化結焦、自由基結焦及縮聚結焦，在急冷換熱器內表面會發生二次反應結焦及冷凝結焦，產生的焦附著在輻射段爐管及急冷換熱器內壁上，所結的焦會造成傳熱熱阻增加，使得輻射段爐管壁溫升高，急冷換熱器出口裂解氣溫度升高，因此，為避免超溫，需要定期對輻射段爐管等產生的焦進行燒焦處理。燒焦處理產生的燒焦尾氣包括碳氧化合物、水蒸氣及剩余的焦粒等，裂解爐燒焦尾氣溫度較高，一般在200-500℃范圍。
3、對于含高沸點的重質烴原料的裂解爐，目前已經公開的方法是首先將原料預加熱，然后通過氣液分離裝置分離不宜裂解的物料，將適宜裂解的物料送至裂解爐進行裂解。在這個過程中氣液分離系統也容易產生殘油和焦造成較大的壓降阻力，影響裂解爐的正常運行。
4、目前常規原料裂解爐公開的燒焦尾氣的最終去向主要有兩種：方案1是通過清焦罐對清焦粒分離后排向大氣；方案2是返回爐膛底部單獨設置的燒焦口燃燒，如圖1所示。本專利技術的專利技術人發現，方案1僅通過簡單的物理分離，很難滿足環保要求。本專利技術的專利技術人還發現，方案2會因燒焦氣在爐膛內燃燒不充分出現焦粒燃燒不完全，從而在爐底積累，部分焦粒會被帶入對流段，引起對流段積灰，使傳熱效果變差，同時
5、對于重質烴原料裂解爐，cn102227488b公開了一種對氣液分離裝置除焦的方法，該方法將蒸汽與空氣的混合物通入氣液分離裝置進行焚燒，并將焚燒后的焦炭殘留物通過脫焦循環管在裂解爐燃燒器之間通過，返回至爐膛。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于，針對寬餾分重質烴裂解爐裂解及返爐膛燒焦的特點，提出一種新的寬餾分重質烴裂解爐燒焦尾氣的綜合處理系統及方法。
2、根據本專利技術的第一方面，涉及一種蒸汽裂解爐的燒焦方法，包括以下步驟：1)使重質烴在氣液分離裝置中進行氣液分離，獲得氣相物料和液相物料，并在所述氣液分離裝置的內壁上沉積殘渣，2)將所述氣相物料輸送至蒸汽裂解爐的輻射段爐管中進行熱解，以產生包含乙烯的熱解產物并在所述輻射段爐管的內壁上沉積焦炭；3)使空氣和/或蒸汽輸送通過所述輻射段爐管以除去至少一部分所述焦炭，獲得燒焦尾氣，4)使所述燒焦尾氣經由在所述蒸汽裂解爐的爐膛內設置的至少一個燃燒器進入所述爐膛進行燃燒處理。
3、根據本專利技術的優選實施方式，所述燒焦方法還包括以下步驟：a)使蒸汽輸送通過所述氣液分離裝置以除去至少一部分所述殘渣，獲得混合蒸汽，b)使所述混合蒸汽輸送通過所述輻射段爐管以除去至少一部分所述焦炭，獲得所述燒焦尾氣。
4、技術效果
5、1、本專利技術的專利技術人發現重質烴裂解爐運行過程在爐管內產生的焦相比于常規氣體或輕質液體原料產生焦較為疏松，因此焦粒隨燒焦氣返爐膛時無需通過尺寸較大的燒焦口返回爐膛，而可以通過特殊設計燒焦噴嘴返回至燃燒器中，焦炭顆粒質地疏松因此不容易導致燃燒器堵塞，而返回到燃燒器中從而解決現有裂解爐燒焦氣返爐膛操作單獨的氣流沖擊，對爐膛熱場、燃燒器燃燒、負壓波動的負面影響，減少對運行操作狀況的波動問題，使得燒焦氣在爐膛內分布更加均勻，使得爐膛溫度分布得到明顯改善，因而確保了不同組輻射爐管在爐膛內的受熱條件一致，使得爐管內的燒焦效果得到大幅提升。
6、2、本專利技術針對重質烴裂解爐流程含有特有的氣液分離裝置的特點，在燒焦前對裂解爐及氣液分離裝置進行蒸汽吹掃，在燒焦操作之前，蒸汽帶著氣液分離器蒸發出的殘留烴進入到輻射段爐管中，混合蒸汽含有的揮發性烴類而有助于爐管上焦炭的松動和清除，從而改善燒焦時爐管內的清焦效果。
7、3、本專利技術系統可有效解決重質烴裂解爐氣液分離裝置的除焦問題，并避免燒焦空氣與烴直接接觸的安全風險，防止設備損壞。而且系統切換簡單，不需要將氣液分離系統倒空，減少了操作工作量和避免誤操作帶來的安全隱患。
8、4、本專利技術通過將燒焦尾氣引入燃燒器，可以降低燃燒的火焰溫度，降低了氧氣的濃度，從而有效降低燃燒產生的nox的生成量。
9、5、由于設置了與燃燒器數量相同的返爐膛管線的分支管線，分支管線與設置于燃燒器內的燒焦尾氣專用噴嘴連接。相對于現有技術的(方案2)在爐膛底部單獨設置燒焦口，本專利技術設置返爐膛管線的分管線尺寸小，占用空間小，解決了返爐膛燒焦口及管線不好布置的問題，且因燒焦口遠離爐管因而避免了對爐管的沖刷或因返爐膛蒸汽帶水對爐管的損壞。
10、6、燒焦氣通過燃燒器時，由于燒焦氣噴嘴尺寸有限，有一定的節流效果，可以減小管線分配不均造成每個燒焦口流量/流速不均的情況發生，從而避免返爐膛燒焦氣由于爐膛內壓力不均，在局部空間/管線內的高溫煙氣出現互串，而造成管線超溫、燃燒紊亂等。
11、7、對燒焦氣中的顆粒燃燒效果更佳，可以降低對燒焦罐的要求。目前燒焦罐要達到顆粒物20mg/nm3的排放要求較為困難，燒焦罐的主要作用是把較大顆粒物旋風分離下來，如果直接返爐膛，比如50mg/nm3顆粒物在爐膛內由于不與燃燒的火焰直接接觸，燃燒效果不好，會導致裂解爐煙囪出口顆粒物超標(最終超過20mg/nm3)。通過燃燒器可以提高顆粒物燒焦的效果，一方面可降低對燒焦罐的要求，另一方面可避免燒不盡的顆粒被帶到對流段造成翅片積灰或者存留在爐底二影響煙氣循環。
12、8、對于寬餾分原油裂解，裂解反應形成的焦與常規原料(乙烷、lpg、nap等)裂解形成焦的特性不同，原油輕組分餾程較寬，形成的焦的顆粒直徑較大，并較為疏松，硬度較低。對于較大顆粒直徑的顆粒物在清焦罐內的旋風效果更好，大部分較大顆粒物在清焦罐內捕捉了下來，可避免較大顆粒物返到燃燒器中，從而堵塞燃燒器噴嘴及返爐膛燒焦噴嘴。而對于常規原料裂解形成的焦顆粒分布直接較小，在清焦罐的分離效果較差，會有較多小顆粒焦隨著燒焦氣返到爐膛，因此不能直接通入燃燒器中，而堵塞燃燒器的噴嘴及燒焦氣的噴嘴。本專利技術根據原油直接裂解產生的焦特點及返爐膛中焦粒的特點，提出新的思路，可提升燒焦效果。
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1.一種蒸汽裂解爐的燒焦方法，包括以下步驟：
2.權利要求1所述的方法，其中在步驟1)中，所述重質烴的終餾點溫度為540℃以上(優選初餾點溫度為15℃且終餾點溫度為750℃以上)，和/或，所述重質烴的API值不小于32(優選38以上)，和/或，所述重質烴選自石蠟基原油、中間基原油、環烷基原油、凝析油和煉化產品中的至少一種。
3.權利要求1所述的方法，其中在步驟1)中，所述重質烴在進行所述氣液分離之前，被加熱到溫度為100-400℃(優選200-370℃)。
4.權利要求1所述的方法，其中在步驟1)中，所述氣液分離的操作溫度為260-360℃，操作壓力為0.2-0.7MPaG，氣化率為50-80wt％。
5.權利要求1所述的方法，其中在步驟2)中，所述熱解的操作溫度為800-900℃，操作壓力為0.05-0.15MPaG。
6.權利要求1所述的方法，其中所述熱解產物經過急冷換熱器被冷卻至400-600℃。
7.權利要求1所述的方法，其中在步驟3)中，所述空氣的溫度為500-650℃、壓力為0.2-0.4MPaG
8.權利要求1所述的方法，其中在步驟4)中，所述燃燒處理的操作溫度為300-400℃，操作壓力為0.05-0.1MPaG。
9.權利要求1所述的方法，其中在步驟4)中，所述燒焦燃燒器包括中心通道和環繞該中心通道設置的一個或多個環形通道。
10.權利要求9所述的方法，其中所述中心通道是燒焦尾氣通道，緊鄰所述中心通道外側設置的環形通道是空氣通道，并且緊鄰所述空氣通道外側設置的環形通道是燃料通道。
11.權利要求1所述的方法，其中在步驟4)中，所述燒焦尾氣通過燒焦尾氣總管線輸送，然后通過設置在所述燒焦尾氣總管線上的多條分管線輸送至所述燒焦燃燒器。
12.權利要求1所述的方法，其中在步驟4)中，所述燒焦燃燒器布置在所述爐膛的底部和/或側壁，并且其數量為所述爐膛中設置的所有燃燒器總數的20-100％(優選50-100％或100％)。
13.權利要求12所述的方法，輸送至設置在所述爐膛的底部的燒焦燃燒器的燒焦尾氣占所述燒焦尾氣的總質量的50-100wt％(優選65-85wt％)，并且輸送至設置在所述爐膛的側壁的燒焦燃燒器的燒焦尾氣占所述燒焦尾氣的總質量的0-50wt％(優選15-35wt％)。
14.權利要求1所述的方法，其中在步驟4)中，所述燒焦尾氣的總質量流量為40-120t/h。
15.權利要求1所述的方法，其中在步驟4)中，從所述燒焦尾氣中分離出至少一部分固體顆粒，獲得凈化尾氣，然后將所述凈化尾氣經由所述至少一個燒焦燃燒器進入所述爐膛進行所述燃燒處理。
16.權利要求15所述的方法，其中所述分離在清焦罐(優選旋風式清焦罐)中進行。
17.權利要求15所述的方法，其中所述凈化尾氣的固體顆粒含量為小于50mg/Nm3(優選小于20mg/Nm3)，以所述凈化尾氣的總重量為100wt％計。
18.權利要求15所述的方法，其中所述凈化尾氣所含的固體顆粒的粒度范圍為1μm-20mm(優選為1μm-10mm)。
19.權利要求1所述的方法，還包括以下步驟：
20.權利要求19所述的方法，其中在步驟A)中，所述蒸汽的溫度為400-500℃、壓力為0.2-0.7MPaG、入口線速度為20-50m/s。
21.權利要求19所述的方法，其中在步驟A)中，所述混合蒸汽的溫度為250-400℃、壓力為0.2-0.4MPaG、出口線速度為25-40m/s。
22.權利要求1所述的方法，其中在步驟3)開始之前，停止將所述氣相物料輸送至所述輻射段爐管。
23.權利要求19所述的方法，其中在步驟A)開始之前，停止將所述重質烴輸送至所述氣液分離裝置。
24.權利要求19所述的方法，其中在步驟B)結束之后，開始步驟3)。
...【技術特征摘要】
1.一種蒸汽裂解爐的燒焦方法，包括以下步驟：
2.權利要求1所述的方法，其中在步驟1)中，所述重質烴的終餾點溫度為540℃以上(優選初餾點溫度為15℃且終餾點溫度為750℃以上)，和/或，所述重質烴的api值不小于32(優選38以上)，和/或，所述重質烴選自石蠟基原油、中間基原油、環烷基原油、凝析油和煉化產品中的至少一種。
3.權利要求1所述的方法，其中在步驟1)中，所述重質烴在進行所述氣液分離之前，被加熱到溫度為100-400℃(優選200-370℃)。
4.權利要求1所述的方法，其中在步驟1)中，所述氣液分離的操作溫度為260-360℃，操作壓力為0.2-0.7mpag，氣化率為50-80wt％。
5.權利要求1所述的方法，其中在步驟2)中，所述熱解的操作溫度為800-900℃，操作壓力為0.05-0.15mpag。
6.權利要求1所述的方法，其中所述熱解產物經過急冷換熱器被冷卻至400-600℃。
7.權利要求1所述的方法，其中在步驟3)中，所述空氣的溫度為500-650℃、壓力為0.2-0.4mpag、入口線速度為30-80m/s，所述蒸汽的溫度為500-650℃、壓力0.2-0.4mpag、入口線速度為30-80m/s。
8.權利要求1所述的方法，其中在步驟4)中，所述燃燒處理的操作溫度為300-400℃，操作壓力為0.05-0.1mpag。
9.權利要求1所述的方法，其中在步驟4)中，所述燒焦燃燒器包括中心通道和環繞該中心通道設置的一個或多個環形通道。
10.權利要求9所述的方法，其中所述中心通道是燒焦尾氣通道，緊鄰所述中心通道外側設置的環形通道是空氣通道，并且緊鄰所述空氣通道外側設置的環形通道是燃料通道。
11.權利要求1所述的方法，其中在步驟4)中，所述燒焦尾氣通過燒焦尾氣總管線輸送，然后通過設置在所述燒焦尾氣總管線上的多條分管線輸送至所述燒焦燃燒器。
12.權利要求1所述的方法，其中在步驟4)中...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王子宗，何細藕，白飛，林江峰，袁晴棠，邵晨，趙永華，石雨，肖佳，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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