一种抑制碳氢燃料裂解炉管管壁结焦的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105950207A(43)申请公布日2016.09.21(21)申请号201610528914.4(22)申请日2016.07.07(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人张香文李国柱袁华刘洁杨振宁刘国柱(74)专利代理机构北京权泰知识产权代理事务所(普通合伙)11460代理人任永利(51)Int.Cl.C10G9/20(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种抑制碳氢燃料裂解炉管管壁结焦的方法(57)摘要本发明涉及一种抑制碳氢燃料裂解炉管管壁结焦的方法，将纯水、一元醇或磷钨酸中的任何一种或几种与所述碳氢燃料共混成燃料混合物，然后将所述燃料混合物输入到所述裂解炉管中进行裂解。CN105950207ACN105950207A权利要求书1/1页1.一种抑制碳氢燃料裂解炉管管壁结焦的方法，其特征在于，将纯水、一元醇或磷钨酸中的任何一种或几种与碳氢燃料共混成燃料混合物，然后将所述燃料混合物输入到所述裂解炉管中。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纯水的用量为燃料混合物重量的0.1～10％；所述一元醇的用量为燃料混合物重量的0.1～15％，所述磷钨酸的用量为燃料混合物重量的0.01～0.5％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述一元醇类为甲醇、乙醇或丙醇中的任意一种。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述裂解炉管材质为合金，其内壁上涂覆有钙钛矿涂层。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述碳氢燃料与所述纯水分别气化后再进行混合。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，碳氢燃料裂解条件为：裂解温度650～800℃，燃料流速0.5～16g/s，系统压力0.3～10MPa。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磷钨酸的用量为燃料混合物重量的0.1％。8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述乙醇的用量为燃料混合物重量的5％。2CN105950207A说明书1/4页一种抑制碳氢燃料裂解炉管管壁结焦的方法技术领域[0001]本发明属于碳氢燃料裂解炉管维护操作领域，具体涉及一种抑制碳氢燃料裂解炉管管壁结焦的方法。背景技术[0002]碳氢燃料在热裂解过程中，伴随着聚合、缩合而产生结焦，从而降低金属表面的热交换效率，堵塞喷嘴及降低金属材料抗氧化性，由渗碳作用引起金属管壁熔出小孔更是增大了金属材料的损耗。如何在高温下有效地抑制固体焦出现，是设计高热稳定性航空燃料的关键。目前，解决此问题的方法包括添加结焦抑制剂、超临界萃取、对材质表面进行改性处理、水蒸气重整等。从总的研究成果来看，向碳氢燃料中添加结焦抑制剂是公认的较有效的方法，而水蒸气重整被认为是最有发展前途的方法之一。[0003]专利CN103421531B提供了一种减轻裂解炉管结焦方法，包括在裂解炉管内表面涂敷抗结焦涂层，以及在裂解原料中添加结焦抑制剂。结焦抑制剂包括二甲基二硫、对苯二酚、甲基萘、磷酸三丁酯、二甲基喹啉、烷基水杨酸镁、N，N’-双水杨酸丙二胺。其中，二甲基二硫和二甲基喹啉的含量较高，均为30-50份。但二甲基二硫易对金属炉管内壁产生腐蚀作用，二甲基喹啉受热分解放出有毒的氧化氮烟气，对环境造成污染，且二者均会对人体眼睛、呼吸系统和皮肤产生刺激作用，不能作为环保型抑制剂使用。现有结焦抑制剂在使用过程中存在一定缺陷，如含硫、磷化合物对金属有较大的腐蚀作用；硼类化合物在使用过程中需要以额外的有机物作为溶剂，增加了裂解反应的副反应；碱金属类化合物通过催化焦与水蒸气反应抑制结焦，但此类添加剂在燃料中的分散性较差，同时作为催化剂其使用寿命有限。[0004]烃类水蒸气重整产生的氢气是一种高效清洁能源，1kg氢气燃烧可产生1.25×106kJ的热量，相当于3kg汽油或4.5kg焦炭完全燃烧所放出的热量。此外，氢气燃烧生成的水，具有环保无污染特性，且是一种宝贵的资源。专利CN105366640A公开了一种基于生物质气化初级燃气的水蒸汽催化重整制氢气的方法及装置，初级燃气经过预热后与水蒸汽充分混合，经过催化反应提纯后得到氢气。利用催化重整后的燃气显热预热生物质初级燃气，实现了余热利用，降低了装置能耗，提高了催化重整的效率。专利CN105087044A公开了一种在线处理烃类裂解炉管内表面的方法，该方法是将裂解炉管内表面置于混合气体氛围中进行高温气化和氧化处理，混合气体为氢气与水溶液气化后的混合气体，混合气体中加入水蒸气。高温气化是指炉管内表面残留的碳在溶质催化作用下与水蒸气发生反应，氧化处理是指水蒸气与炉管基体合金中Cr、Mn元素的反应。当水蒸气占气化后的混合气体体积百分比约为15％时，炉管在相同条件下进行5次裂解