[发明专利]一种裂解原油的裂解炉及其原油制备低碳烯烃的系统及方法

说明书

本发明公开了一种裂解原油的裂解炉及其原油制备低碳烯烃的系统及方法。所述方法包括在裂解原油的裂解炉对流段的下原料预热段设置有至少两组对原油的备用加热炉管，将原油物流在至少两组备用加热炉管之间进行切换，对切出的备用加热炉管进行烧焦处理；以及将经过裂解炉对流段下原料预热段预热的原油引出裂解炉进行精馏，然后将得到的轻质油品再循环回裂解炉对流段。本发明解决了结焦影响裂解炉正常在线运行的问题，保证裂解炉的在线时间，增加了裂解炉的处理能力。

技术领域

本发明涉及低碳烯烃制备领域，具体地说，是涉及一种裂解原油的裂解炉及其原油制备低碳烯烃的系统及方法。

背景技术

低碳烯烃通常指碳四及碳四以下的不饱和碳氢化合物的总称，主要包括乙烯、丙烯、异丁烯、丁二烯等具有高经济价值的有机化工原料。随着我国经济的发展，这些有机化工原料的需求量逐年增大，尽管低碳烯烃的生产规模也在逐年增长，但还无法满足日益增长的需求量。

长期以来，我国一直以石脑油制备低碳烯烃产品。但近年来，随着中东油田伴生气以及美国页岩气的大量开采，这些廉价的油气资源作为乙烯原料大量使用，造成乙烯相关产品价格的急剧下降。为了应对市场竞争的冲击，拓展乙烯裂解装置的原料来源，降低原料成本，成为传统乙烯企业降本增效的有效手段。所以，将特殊的重质烃类，特别是未经加工处理原油，作为裂解炉原料，来生产低碳烯烃，有利于降低烯烃生产装置原料成本和能源消耗，快速适应市场裂解原料的供需变化。

为了充分利用原油资源，提高低碳烯烃的收率，通常利用裂解炉采用蒸汽裂解将各种烃类原料裂解成烯烃，常用的裂解炉包括对流段和辐射段。原油一般分为饱和分、芳香分、胶质和沥青质四个组分，其中饱和分和沥青质分别代表原油中最稳定和最不稳定的组分。原油中包含沸点超过590℃的高分子量非挥发性组分，这些非挥发性组分在常规的裂解炉的对流段进行预热时，有小部分未被气化，未被气化的非挥发性组分会在对流段管壁结焦沉积，造成对流段炉管压降增加，甚至堵塞对流段炉管，影响裂解炉的正常运行。

CN104593039A公开了减少裂解炉对流段结焦的工艺方法，裂解炉产生的裂解气经急冷、油洗后进入水洗塔，水洗塔釜工艺水进入工艺水汽提塔，工艺水汽提塔塔釜的水进入工艺水萃取塔，与萃取剂接触，工艺水萃取塔釜水进入稀释蒸汽发生器产生稀释蒸汽。该方法主要是解决现有技术中无法脱除稀释蒸汽夹带高聚物的问题。

CN1247887A公开了一种抑制乙烯裂解装置结焦的方法，主要是采用注入结焦抑制剂以减少炉管结焦和急冷锅炉结焦；CN1546609A公开了一种抑制和减缓乙烯裂解炉结焦的方法，主要是对炉管进行气氛处理和合金化处理，形成氧化层以抑制和减缓结焦；CN101724827A公开了一种减少乙烯裂解炉管结焦的方法，是在炉管内形成一种陶瓷涂层的方法以减少炉管内壁的焦炭沉积。

上述专利采用多种方法抑制裂解炉的结焦，但不幸的是，上述种种方法虽然都有一定的效果，但都无法完全避免裂解炉的结焦，尤其是原油作为裂解原料后，对流段的结焦情况将会愈发严重，因此如何在对流段结焦的情况下仍然能够保证裂解炉的正常运行将是一个严峻的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的原油等重质原料在裂解炉对流段加热过程中容易结焦影响裂解炉正常运行的问题。

本发明通过巧妙的设计，能够在对流段结焦后进行在线快速清焦，从而不影响裂解炉的运行，保证裂解炉的正常生产。

本发明目的之一为提供一种裂解原油的裂解炉，包括对流段和辐射段，在所述对流段的原油预热部分，在下原料预热段设置有至少两组对原油的备用加热炉管。所述备用加热炉管设置在下原料预热段的末端。

所述备用加热炉管优选为异形管，所述异形管包括但不限于椭圆管、小直径管、分支变径管、梅花管、内螺旋梅花管、内肋条或外钉头强化传热管、翅片管等中的至少一种。

所述对流段原油预热部分的上原料预热段设置的炉管优选为光管。