减缓乙烯裂解炉管结焦的抑制剂及装置和使用方法.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(10)申请公布号CN104560106A(43)申请公布日(43)申请公布日2015.04.29(21)申请号201310481979.4(22)申请日2013.10.15(71)申请人中国石油化工股份有限公司地址255400山东省淄博市临淄区124信箱齐鲁石化公司科技处(72)发明人贠建华王文彬朱相春王鹏郭岩峰何宗华付静(74)专利代理机构青岛发思特专利商标代理有限公司37212代理人耿霞(51)Int.Cl.C10G9/16(2006.01)C10G9/20(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图2页(54)发明名称减缓乙烯裂解炉管结焦的抑制剂及装置和使用方法(57)摘要本发明涉及一种减缓乙烯裂解炉管结焦的抑制剂及装置和使用方法，该抑制剂为碱金属盐和含硼化合物的组合物。注剂喷嘴包括导入管，导入管外包覆有隔热管，隔热管前端设置喷头；喷头的喷腔内部设置导流螺旋片，喷头前端设置喷射片。在裂解炉管横跨段安装注剂喷嘴；通过雾化喷嘴注入到炉管横跨段的高温原料气中，在裂解过程中将抑制剂水溶液喷雾注入到裂解原料中；抑制剂在水蒸气存在下催化气化炉管内壁焦炭和气相中结焦母体，减缓炉管表观结焦。本发明抑焦效果好、加入剂量小，避免抑制剂沉积或者疲劳损坏，抑制剂在蒸汽裂解制乙烯装置上应用，达到显著降低炉管焦量，降低管壁温度，保证三烯收率的同时，大大延长裂解炉运行周期。CN104560106ACN104560106A权利要求书1/1页1.一种减缓乙烯裂解炉管结焦的抑制剂，其特征在于，该抑制剂为碱金属盐和含硼化合物的组合物。2.根据权利要求1所述的减缓乙烯裂解炉管结焦的抑制剂，其特征在于，碱金属盐为醋酸钾、硫酸钾、碳酸钾、醋酸钠或碳酸钠中的一种。3.根据权利要求1所述的减缓乙烯裂解炉管结焦的抑制剂，其特征在于，含硼化合物为硼酸、五硼酸铵、偏硼酸铵、硼酸钠或三氧化二硼中的一种。4.根据权利要求1所述的减缓乙烯裂解炉管结焦的抑制剂，其特征在于，碱金属盐和含硼化合物的组合物中，K元素和B元素质量比为5-30:1。5.根据权利要求1所述的减缓乙烯裂解炉管结焦的抑制剂，其特征在于，该抑制剂的制备方法如下：将碱金属盐和含硼化合物的组合物配制成溶液，通入冷凝水稀释至5%-10%。6.一种减缓乙烯裂解炉管结焦的装置，其特征在于，将注剂喷嘴安装在裂解炉管的横跨段，注剂喷嘴包括导入管（2），导入管（2）外包覆有隔热管（3），隔热管（3）前端设置喷头（6）；喷头（6）的喷腔内部设置导流螺旋片（5），喷头（6）前端设置喷射片（7）。7.根据权利要求6所述的减缓乙烯裂解炉管结焦的装置，其特征在于，注剂喷嘴外包覆炉管（4）。8.根据权利要求6所述的减缓乙烯裂解炉管结焦的装置，其特征在于，喷头（6）上设置喷孔。9.一种权利要求6所述的减缓乙烯裂解炉管结焦的装置的使用方法，其特征在于，抑制剂以其盐水溶液的形式使用；通过雾化喷嘴注入到炉管横跨段的高温原料气中，在裂解过程中将抑制剂水溶液喷雾注入到裂解原料中；抑制剂在水蒸汽存在下催化气化炉管内壁焦炭和气相中结焦母体，减缓炉管表观结焦。10.根据权利要求9所述的减缓乙烯裂解炉管结焦的装置的使用方法，其特征在于，K元素和B元素注入量相对于投油量为5-200ppm。2CN104560106A说明书1/9页减缓乙烯裂解炉管结焦的抑制剂及装置和使用方法技术领域[0001]本发明涉及一种烃类蒸汽裂解制乙烯减缓炉管结焦，具体涉及一种减缓乙烯裂解炉管结焦的抑制剂及装置和使用方法。背景技术[0002]乙烯装置是大型石化企业的龙头装置，生产能耗大部分消耗于裂解炉，裂解炉的运行状况对乙烯装置的效益具有举足轻重的作用。[0003]全球大部分乙烯生产采用管式炉裂解工艺，烃类原料与蒸汽在高温耐热炉管内进行热裂解，伴随着生焦反应，炉管内壁不可避免的会形成一层焦炭。随着焦炭层逐渐增厚，给生产带来了诸多不良影响：一方面炉管热阻增大，管壁温度升高，炉管内径变小，流体压降增加，导致能耗增加，三烯收率降低；另一方面炉管因催化结焦引起管壁金属离子的迁移而发生渗碳蠕变现象，有损炉管原有的抗氧化性能，导致机械性能下降，最终需要更换炉管。当炉管内壁焦炭层增厚到一定程度，炉管外壁温度达到承受限度时，装置必须进行停车烧焦，频繁的烧焦切换操作导致了能耗增加与生产效率下降，直接影响装置的经济效益。[0004]现有的减缓裂解炉管结焦的方法主要有三类：⑴在裂解原料中添加结焦抑制剂；⑵采用抗结焦性能优良的新材料炉管和炉管强化传热技术；⑶在热备期间向炉管内注剂对其表面进行预处理。其中，在裂解原料中添加结焦抑制剂是普遍认可且最有效的方法。[0005]已报道的抑制剂主要有硫磷类化合物、金属盐类化合物、以及有机聚硅氧烷类化合物