乙烯裂解炉系统、裂解方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116004273A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202111234839.8C07C11/04(2006.01)(22)申请日2021.10.22B01D53/56(2006.01)(71)申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石油化工股份有限公司北京化工研究院(72)发明人刘俊杰杨士芳王国清张利军杜志国郏景省杨沙沙李晓锋(74)专利代理机构北京润平知识产权代理有限公司11283专利代理师王崇李婉婉(51)Int.Cl.C10G9/20(2006.01)C07C4/02(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图1页(54)发明名称乙烯裂解炉系统、裂解方法(57)摘要本发明涉及乙烯裂解技术领域，具体地，涉及一种乙烯裂解炉系统、一种裂解方法。本发明提供的乙烯裂解炉系统，包括依次连接的乙烯裂解炉和CO2回收装置，采用富氧气体燃烧的方式，并结合设置在对流段内部的脱硝装置，保证了燃烧反应的充分进行，避免了炉膛局部高温区域的出现，降低了高温脱硝烟气中NOX浓度，提高了高温脱硝烟气中CO2浓度，有效提高了CO2捕集率，降低了捕集成本。CN116004273ACN116004273A权利要求书1/2页1.一种乙烯裂解炉系统，其特征在于，该系统包括：依次连接的乙烯裂解炉和CO2回收装置；所述乙烯裂解炉包括：具有下部开口的对流段和具有上部开口的辐射段，且所述对流段和辐射段通过所述下部开口和所述上部开口相连通；所述辐射段包括：裂解炉管、裂解炉膛和至少一个燃烧器；所述对流段的内部设置有脱硝装置；每个所述燃烧器设置有富氧气体入口和天然气入口；所述裂解炉膛用于将富氧气体和天然气进行燃烧，得到的燃烧产物将热量传递给所述裂解炉管，得到的换热后产物进入所述对流段；所述对流段用于将所述换热后产物和裂解原料进行换热，得到由所述裂解原料转变成的升温裂解原料，和由所述换热后产物转变成的高温烟气，且所述高温烟气进行脱硝，得到高温脱硝烟气；所述CO2回收装置用于冷却回收所述高温脱硝烟气中的CO2，得到富CO2物流。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述裂解炉管设置在所述裂解炉膛内，用于将所述升温裂解原料进行裂解反应；和/或，所述富氧气体和天然气的质量流量比为0.2‑0.4：1，优选为0.25‑0.3：1；和/或，所述富氧气体中氧气含量为70‑100体积％，优选为85‑100体积％；氧气过剩系数为1‑1.5，优选为1.1‑1.2；和/或，所述辐射段还包括连接所述裂解炉管的急冷锅炉；和/或，所述急冷锅炉连接所述裂解炉管的顶部。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述对流段设置有裂解原料入口和高温脱硝烟气出口；和/或，所述燃烧器包括底部燃烧器和可选的侧壁燃烧器，分别设置在所述辐射段的底部和侧壁，用于将所述富氧气体和天然气引入所述裂解炉膛；和/或，所述底部燃烧器和侧壁燃烧器的数量比为1：1.5‑3，优选为1：2‑2.5；和/或，所述底部燃烧器的数量≥2个，优选为2‑8个。4.根据权利要求1‑3中任意一项所述的系统，其中，所述脱硝装置包括喷氨格栅和脱硝催化剂床层，且所述喷氨格栅设置在所述脱硝催化剂床层的下方；和/或，所述脱硝催化剂床层中装填的催化剂为低温抗水型脱硝催化剂，优选选自以TiO2‑Al2O3/SiO2为载体，复合金属氧化物为活性组分的环保型抗水SCR脱硝催化剂。5.根据权利要求1‑4中任意一项所述的系统，其中，所述CO2回收装置包括依次连通的第一换热器和第二换热器；和/或，所述第一换热器用于将所述高温脱硝烟气进行第一换热，得到低温脱硝烟气；和/或，所述低温脱硝烟气的温度为0‑8℃，优选为0‑5℃；所述低温脱硝烟气中水含量≤10体积％，优选为5‑7体积％；和/或，所述第二换热器用于将所述低温脱硝烟气进行第二换热，得到所述富CO2物流；和/或，所述第一换热器的出口还连接所述燃烧器的富氧气体入口，用于将部分所述低温脱硝烟气作为循环烟气返回并混入所述富氧气体。和/或，所述循环烟气与低温脱硝烟气的体积比为0.3‑0.8：1，优选为0.5‑0.6：1。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述CO2回收装置还包括压缩机；和/或，所述压缩机设置在所述第一换热器和第二换热器之间。2CN116004273A权利要求书2/2页7.一种裂解方法，其特征在于，该方法在权利要求1‑6中任意一项所述的系统中进行。8.根据权利要求7所述的方法，其中，该方法包括以下步骤：(1)将富氧气体和天然气在裂解炉膛内进行燃烧，得到的燃烧产物将热量传递给裂解炉管，并得到换热后产物；(2)将所述换热后产物进入对流段和裂解原料进行换热，得到由所述裂解原料转变成的升温裂解原料，和