[发明专利]裂解炉、裂解制备烯烃的方法和应用

说明书

本发明涉及裂解领域，公开了裂解炉、裂解制备烯烃的方法和应用。该裂解炉包括依次连通的气化段、裂解段和急冷段，其中，所述气化段用于预热裂解原料和蒸汽；所述裂解段用于在预热后的蒸汽的存在下，使预热后的裂解原料裂解；所述急冷段包括依次连通的第一急冷锅炉、第二急冷锅炉和第三急冷锅炉，用于将裂解后的裂解产物依次进行第一冷却、第二冷却和第三冷却，第三急冷锅炉的冷却介质为裂解原料且与所述气化段连通，使得经第三冷却后被加热的裂解原料通入所述气化段进行预热。该裂解炉热效率高、体积小、结构简单，成本低，不产生环境污染。

技术领域

本发明涉及裂解领域，具体涉及裂解炉、裂解制备烯烃的方法和应用。

背景技术

传统乙烯裂解炉一般采用甲烷、氢气为燃料，通过混入空气燃烧为裂解提供热量，但是燃烧后会产生大量二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物和硫化物，污染环境。另外，裂解炉辐射段一般只能吸收燃料总放热量的40-50％，其余的热量则以1100℃左右的高温烟气进入对流段，在对流段中热量被对流段中的换热管排吸收绝大部分的热量后，烟气在约100℃以上排入大气，这就造成了一部分能量损失；为了使燃料充分燃烧和均匀流动，在裂解炉管和燃烧腔内壁之间需要留有一定的空隙，导致燃烧腔内部空间总体宽度达到2.5-3 米，导致传统裂解炉占地面积较大；对流段中一般有原料预热段、过热段和空气过热段，排烟温度高，热效率低，为了充分利用热量，有的还加入其它的结构设计进一步吸收热量，导致传统裂解炉结构复杂。综上所述，利用烟道气对对流段进行加热，工艺复杂，设备成本高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的环境污染，工艺复杂及成本高的技术问题，提供裂解炉、裂解制备烯烃的方法和应用。

为了充分回收热量，可以使用裂解气对裂解原料轻烃进行预热，本发明中，急冷锅炉设置为三级急冷，一级和二级急冷锅炉使用高压热水可把裂解气冷却到400℃左右，三级急冷锅炉可使用轻烃原料把裂解气冷却到240℃左右，充分回收裂解气中的热量，经三级急冷后的裂解气可直接送入预分馏系统，因此，在后续分离单元无需再设置急冷器，节省成本。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种裂解炉，该裂解炉包括依次连通的气化段、裂解段和急冷段，其中，

所述气化段用于预热裂解原料和蒸汽；

所述裂解段用于在预热后的蒸汽的存在下，使预热后的裂解原料裂解；

所述急冷段包括依次连通的第一急冷锅炉、第二急冷锅炉和第三急冷锅炉，用于将裂解后的裂解产物依次进行第一冷却、第二冷却和第三冷却，第三急冷锅炉的冷却介质为裂解原料且与所述气化段连通，使得经第三冷却后被加热的裂解原料通入所述气化段进行预热。

本发明第二方面提供一种裂解制备烯烃的方法，该方法包括：

(1)将裂解原料和蒸汽混合后进行预热；

(2)在预热后的蒸汽的存在下，使预热后的裂解原料裂解；

(3)将裂解后的裂解产物依次进行第一冷却、第二冷却和第三冷却，并且，第三冷却的冷却介质为裂解原料，经第三冷却后被加热的裂解原料送入步骤(1)与蒸汽混合后进行预热。

本发明第三方面提供上述裂解炉在裂解制备烯烃中的应用。

本发明提供的裂解炉，气化段主要将裂解原料预热并进一步过热蒸汽，裂解段主要提供裂解反应热量及控制裂解反应深度，裂解气出裂解炉后通过三级急冷进行冷却，并将经第三冷却后被加热的裂解原料通入所述气化段进行气化，该裂解炉能够充分回收热量，并且，结构简单，成本低，不产生环境污染。

附图说明

图1是本发明一个实施方式的裂解炉的结构示意图。

附图标记说明

1气化段、2裂解段、3第一急冷锅炉、4第二急冷锅炉、5第三急冷锅炉、6气液分离器