本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種蒸汽裂解方法。
背景技術(shù)：
：乙烯、丙烯和丁二烯等低碳烯烴是石油化學(xué)工業(yè)的重要基礎(chǔ)原料。目前，生產(chǎn)低碳烯烴的方法以管式爐石油烴蒸汽裂解工藝為主。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上大約99％的乙烯、50％以上的丙烯和90％以上的丁二烯通過(guò)該工藝生產(chǎn)。管式爐石油烴蒸汽裂解工藝的核心設(shè)備是管式裂解爐(以下簡(jiǎn)稱“裂解爐”)，裂解原料如乙烷、丙烷、石腦油以及加氫尾油在裂解爐中被加熱到高溫時(shí)，會(huì)發(fā)生碳鏈斷裂化學(xué)反應(yīng)，生成低碳烯烴如乙烯、丙烯和丁二烯等。國(guó)內(nèi)外的長(zhǎng)期研究結(jié)果表明，原料烴類在高溫、短停留時(shí)間、低烴分壓的條件下對(duì)生成烯烴是有利的。從裂解爐的傳熱角度看，在裂解爐的爐膛內(nèi)，燃料氣(主要是甲烷和氫)燃燒提供熱量，這些熱量通過(guò)輻射傳熱和對(duì)流傳熱進(jìn)入爐管。通常裂解爐都采用燃料氣與空氣的混合燃燒來(lái)提供裂解反應(yīng)所需的熱量。一般而言，燃燒反應(yīng)是燃料中的可燃分子與氧分子之間發(fā)生高能碰撞而引起的，所以氧的供給狀況決定了燃燒過(guò)程。從裂解爐爐膛的角度看，裂解爐爐管反應(yīng)需要的熱量全部由爐膛提供，在裂解爐的爐膛內(nèi)，燃料氣(主要是甲烷和氫)燃燒提供熱量，這些熱量通過(guò)輻射傳熱和對(duì)流傳熱進(jìn)入爐管，其中輻射傳熱是主要的傳熱方式，占總傳熱量的85％以上。當(dāng)采用富氧燃燒系統(tǒng)時(shí)，由于其燃燒器固有的特性，燃燒火焰變短，高熱通量區(qū)域集中于爐膛底部，燃料氣燃燒強(qiáng)度高，火焰的輻射能力高，因此需要針對(duì)富氧燃燒系統(tǒng)對(duì)裂解爐進(jìn)行特別的設(shè)置，以達(dá)到富氧 燃燒系統(tǒng)與裂解爐輻射爐管相匹配，從而得到更高熱效率、更長(zhǎng)運(yùn)行周期和更高選擇性的裂解爐。裂解爐爐膛輻射傳熱受到多種復(fù)雜因素的影響，如爐膛的結(jié)構(gòu)和尺寸、燃料的種類及供熱方式、燃燒器的種類等等。目前傳統(tǒng)的裂解爐采用陶瓷纖維或者耐火磚作為裂解爐的爐墻，利用燃料氣燃燒的高溫?zé)煔夂蜖t墻的輻射傳熱對(duì)裂解爐輻射爐管內(nèi)的反應(yīng)物料進(jìn)行加熱，裂解爐的爐墻全部采用平整的爐墻結(jié)構(gòu)，從輻射傳熱的角度而言，裂解爐爐墻的輻射傳熱對(duì)裂解爐而言都是一樣的。采用傳統(tǒng)的裂解爐爐墻時(shí)，爐膛傳熱過(guò)程存在如下兩個(gè)問(wèn)題，一是裂解爐爐膛傳熱面積不足，裂解爐爐膛傳熱過(guò)程主要是輻射傳熱，輻射傳熱量主要取決于輻射面的傳熱面積。對(duì)于爐管而言，其外表面積在裂解爐能力確定時(shí)也基本確定，而且增加爐管外表面積由于爐管價(jià)格貴而導(dǎo)致成本很高。對(duì)于爐墻而言，其表面積與爐膛大小和爐墻的形狀有關(guān)系。二是裂解爐爐墻相對(duì)不同的燃燒系統(tǒng)而言無(wú)任何差別，即裂解爐的爐墻無(wú)論對(duì)于空氣燃燒還是富氧燃燒其傳熱面積均一致，對(duì)于熱通量大的區(qū)域和熱通量小的區(qū)域也同樣，這會(huì)導(dǎo)致裂解爐管排局部受熱不均，從而造成爐管局部溫度過(guò)高，減少裂解爐的運(yùn)行周期。因此，如何設(shè)計(jì)出特別的裂解爐爐墻的布置方法，在保證裂解爐輻射段爐管內(nèi)的裂解反應(yīng)選擇性的同時(shí)，改變了富氧燃燒系統(tǒng)的高熱通量區(qū)域集中于爐膛下部的缺點(diǎn)，從而得到一個(gè)具有適當(dāng)運(yùn)行周期、選擇性高、熱效率高、能耗低的新型裂解方法還需要進(jìn)一步開發(fā)和研究。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的為了克服裂解爐爐膛輻射傳熱與裂解爐燃燒系統(tǒng)不相匹配而導(dǎo)致蒸汽裂解過(guò)程中的運(yùn)行周期短、選擇性低、熱效率低，能耗高的問(wèn) 題，本發(fā)明提供了一種蒸汽裂解方法。傳統(tǒng)的裂解爐一般采用空氣作為助燃?xì)怏w，由于空氣中氧氣含量?jī)H有21％，大部分為氮?dú)?，因此在燃燒過(guò)程中，燃料氣的燃燒速度較慢，燃燒火焰較長(zhǎng)，在裂解爐膛的高度方向，爐膛溫度呈曲線分布，在爐膛底部供熱量少，爐膛中部則供熱量最多，爐膛上部供熱量開始降低。對(duì)于多程爐管的裂解爐，由于其停留時(shí)間較長(zhǎng)，爐膛供熱與爐管吸熱之間的矛盾尚不突出，對(duì)于單程爐管，這一矛盾便凸顯出來(lái)，在爐管的入口端，物料繼續(xù)快速升溫，繼續(xù)大量的熱量，然而傳統(tǒng)燃燒系統(tǒng)的底部供熱量較少；而在爐管出口端，物料的結(jié)焦速率急劇增加，需要控制二次反應(yīng)的發(fā)生，然而傳統(tǒng)燃燒系統(tǒng)的中上部供熱量開始達(dá)到最大。也就是說(shuō)，在燃燒系統(tǒng)和單程爐管之間存在一個(gè)匹配的問(wèn)題。如果采用比空氣含氧濃度高的富氧空氣進(jìn)行燃燒，相比于空氣燃燒而言，具有較多優(yōu)點(diǎn)：一是由于輻射換熱是裂解爐傳熱的主要方式，按照氣體輻射的特點(diǎn)，只有三原子氣體和多原子氣體具有輻射能力，雙原子氣體幾乎沒有輻射能力，常規(guī)空氣助燃的情況下，無(wú)輻射能力的氮?dú)馑急壤芨?，煙氣的黑度很低，影響了煙氣?duì)爐管管排的輻射傳熱過(guò)程。采用富氧空氣助燃，因氮?dú)夂可伲諝饬亢蜔煔饬烤@著減少，故火焰溫度和黑度隨著燃燒空氣中氧氣比例的增加而顯著提高，進(jìn)而提高火焰輻射強(qiáng)度和強(qiáng)化輻射傳熱；二是采用富氧空氣助燃，燃燒的火焰變短，燃燒強(qiáng)度提高，燃燒速度加快，這樣將有助于燃燒反應(yīng)完全，提高燃料的使用效率，進(jìn)而提高裂解爐的熱效率；三是采用富氧空氣助燃，可以適當(dāng)降低過(guò)?？諝庀禂?shù)，減少排煙體積，減少燃燒后的煙氣量，進(jìn)而降低排煙損失，促進(jìn)裂解爐的節(jié)能。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種蒸汽裂解方法，該方法在裂解爐中實(shí)施，所述裂解爐包括對(duì)流段和輻射段，所述輻射段內(nèi)垂直布置有由多組單程輻射爐管組成的輻射爐管管排和/或由多程輻射爐管組成的輻射爐管管排， 以及在所述輻射段的底部布置有底部燃燒器，該方法包括：將裂解原料在對(duì)流段進(jìn)行汽化和預(yù)熱后進(jìn)入輻射段進(jìn)行裂解反應(yīng)，其中，所述底部燃燒器采用富氧空氣作為助燃?xì)怏w，且所述底部燃燒器對(duì)所述輻射爐管管排內(nèi)的物料的供熱量至少占總供熱量的60％；以及所述裂解爐的爐墻為異型結(jié)構(gòu)爐墻。本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，一方面通過(guò)將布置在裂解爐的輻射段的底部燃燒器中的助燃?xì)怏w改為富氧空氣，且使得底部燃燒器對(duì)輻射爐管管排內(nèi)的物料的供熱量至少占總供熱量的60％，可以很好的解決單程輻射爐管裂解爐的燃燒系統(tǒng)對(duì)單程輻射爐管的底部供熱不足、煙氣黑度不高的問(wèn)題；另一方面通過(guò)增加了裂解爐爐膛內(nèi)爐墻的輻射傳熱面積，大大降低了裂解爐的燃料用量，且通過(guò)從裂解爐爐膛輻射傳熱和單程輻射爐管設(shè)計(jì)兩個(gè)方面考慮，提高了裂解爐爐膛輻射傳熱的方法，使得裂解爐爐管的吸熱需求與裂解爐爐膛輻射傳熱供熱相一致，從而得到一個(gè)具有適當(dāng)運(yùn)行周期、選擇性高、熱效率高、能耗低的新型裂解方法。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。附圖說(shuō)明附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：圖1為采用本發(fā)明的方法進(jìn)行蒸汽裂解的示意圖；圖2為波形曲面結(jié)構(gòu)型爐墻的俯視圖；圖3為凹凸起伏結(jié)構(gòu)型爐墻的俯視圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1、風(fēng)機(jī)2、對(duì)流段3、輻射爐管管排4、燃燒系統(tǒng)5、輻射段6、急冷鍋爐具體實(shí)施方式以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種蒸汽裂解方法，該方法在裂解爐中實(shí)施，所述裂解爐包括對(duì)流段和輻射段，所述輻射段內(nèi)垂直布置有由多組單程輻射爐管組成的輻射爐管管排和/或由多程輻射爐管組成的輻射爐管管排，以及在所述輻射段的底部布置有底部燃燒器，該方法包括：將裂解原料在對(duì)流段進(jìn)行汽化和預(yù)熱后進(jìn)入輻射段進(jìn)行裂解反應(yīng)，其中，所述底部燃燒器采用富氧空氣作為助燃?xì)怏w，且所述底部燃燒器對(duì)所述輻射爐管管排內(nèi)的物料的供熱量至少占總供熱量的60％；以及所述裂解爐的爐墻為異型結(jié)構(gòu)爐墻。根據(jù)本發(fā)明的蒸汽裂解方法，對(duì)所述裂解原料沒有具體限定，優(yōu)選地，所述裂解原料可以為乙烷、丙烷、液化石油氣、石腦油和加氫尾油中的至少一種。優(yōu)選本發(fā)明所述的裂解原料為石腦油。根據(jù)本發(fā)明的蒸汽裂解方法，將裂解原料在對(duì)流段進(jìn)行汽化和預(yù)熱后進(jìn)入輻射段進(jìn)行裂解反應(yīng)，其中，裂解原料對(duì)流段預(yù)熱的溫度即裂解爐的橫跨溫度(XOT)沒有具體限定，可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員的常規(guī)選擇，優(yōu)選為550-630℃裂解爐的輻射段出口溫度(COT)沒有具體限定，可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員的常規(guī)選擇，優(yōu)選為820-860℃。根據(jù)本發(fā)明的蒸汽裂解方法，該裂解爐還可以包括高壓汽包、燃燒系統(tǒng)和急冷鍋爐，其中，裂解爐的燃燒系統(tǒng)可以采用包括但不限于甲烷或者甲烷 氫氣混合物作為燃料，采用富氧空氣作為助燃?xì)怏w，降低氮含量，節(jié)約燃料。根據(jù)本發(fā)明的蒸汽裂解方法，在所述富氧空氣中，氧氣的體積分?jǐn)?shù)可以為22％-60％，優(yōu)選為25％-40％，更優(yōu)選為27％-33％；其中，所述富氧空氣可以采用變壓吸附或者膜滲透法獲得。根據(jù)本發(fā)明的蒸汽裂解方法，所述單程輻射爐管的入口管所正對(duì)的爐墻可以為異型結(jié)構(gòu)爐墻，以增加輻射面積，而所述單程輻射爐管的出口管所正對(duì)的爐墻為平整結(jié)構(gòu)爐墻，以降低輻射面積的原則布置，這樣能夠降低該裂解爐爐管的最高管壁溫度，從而有利于裂解爐長(zhǎng)周期運(yùn)行；以及與所述多程輻射爐管出口同等高度的爐墻上為異型結(jié)構(gòu)爐墻，在本發(fā)明中，與所述多程輻射爐管出口同等高度的爐墻上可以全部或部分為異型結(jié)構(gòu)爐墻，優(yōu)選為與所述多程輻射爐管出口同等高度的爐墻的30-100％為異型結(jié)構(gòu)爐墻，更優(yōu)選為與所述多程輻射爐管出口同等高度的爐墻的70-100％為異型結(jié)構(gòu)爐墻。根據(jù)本發(fā)明的蒸汽裂解方法，所述異型結(jié)構(gòu)爐墻為波形曲面結(jié)構(gòu)型爐墻、凹凸起伏結(jié)構(gòu)型爐墻和柱狀體分散結(jié)構(gòu)爐墻中的一種或多種，優(yōu)選為波形曲面結(jié)構(gòu)型爐墻或凹凸起伏結(jié)構(gòu)型爐墻；并且，所述異型結(jié)構(gòu)爐墻方向與裂解爐煙氣流動(dòng)方向一致，降低由于爐墻異型結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的煙氣壓降的增加。根據(jù)本發(fā)明的蒸汽裂解方法，所述異型結(jié)構(gòu)爐墻的輻射面積增加率為1.05-1.4，優(yōu)選為1.1-1.4；在本發(fā)明中，所述術(shù)語(yǔ)“輻射面積增加率”為異型結(jié)構(gòu)爐墻的實(shí)際表面積與其垂直投影面積(即平面爐墻時(shí))的比。根據(jù)本發(fā)明的蒸汽裂解方法，所述異型結(jié)構(gòu)爐墻的面積占總爐墻面積的比例為10-80面積％，優(yōu)選為30-60面積％，且所述異型結(jié)構(gòu)爐墻位于裂解爐爐膛高度的1/2-5/6處，優(yōu)選為1/2-2/3處。一般而言，異型結(jié)構(gòu)爐墻不在裂解爐燃燒系統(tǒng)的火焰高度范圍內(nèi)使用，原因在于：裂解爐燃燒系統(tǒng)的火焰的燃燒狀況與其燃料氣和空氣的混合狀況 相關(guān)，如果采用異型結(jié)構(gòu)爐墻，將會(huì)影響到燃料氣與空氣的混合，從而影響火焰的正常形狀，進(jìn)而改變?nèi)紵到y(tǒng)的熱通量分布，影響裂解爐的運(yùn)行。根據(jù)本發(fā)明的蒸汽裂解方法，優(yōu)選地，所述底部燃燒器對(duì)所述輻射爐管管排內(nèi)的物料的供熱量占總供熱量的60-90％，進(jìn)一步優(yōu)選為70-85％；其中，在本發(fā)明中，所述術(shù)語(yǔ)“總供熱量”是指所述底部燃燒器對(duì)所述輻射爐管管排內(nèi)的物料的供熱量和所述側(cè)壁燃燒器對(duì)所述輻射爐管管排內(nèi)的物料的供熱量的總和。根據(jù)本發(fā)明的蒸汽裂解方法，所述底部燃燒器可以布置在所述輻射爐管管排的兩側(cè)；優(yōu)選地，在所述裂解爐的輻射段的側(cè)壁上還可以布置有側(cè)壁燃燒器，所述側(cè)壁燃燒器布置在所述輻射爐管管排的兩側(cè)；因而，在本發(fā)明中，裂解爐的燃燒系統(tǒng)可以僅有底部燃燒器或者由底部燃燒器和側(cè)壁燃燒器組成，底部燃燒器和側(cè)壁燃燒器分布在爐膛中輻射爐管管排的兩側(cè)。優(yōu)選地，所述底部燃燒器和所述側(cè)壁燃燒器各自沿著所述輻射爐管管排對(duì)稱排列。根據(jù)本發(fā)明的蒸汽裂解方法，所述底部燃燒器可以在所述輻射爐管管排的兩側(cè)對(duì)稱排列，所述側(cè)壁燃燒器可以在所述輻射爐管管排的兩側(cè)對(duì)稱排列。根據(jù)本發(fā)明的蒸汽裂解方法，與每組所述單程輻射爐管和/或每程所述多程輻射爐管相對(duì)應(yīng)的底部燃燒器的數(shù)目為2-8個(gè)，優(yōu)選為3-6個(gè)。根據(jù)本發(fā)明的蒸汽裂解方法，當(dāng)所述裂解爐還具有側(cè)壁燃燒器時(shí)，與每組所述單程輻射爐管和/或每程所述多程輻射爐管相對(duì)應(yīng)的所述側(cè)壁燃燒器的數(shù)目可以為2-16個(gè)，優(yōu)選為4-10個(gè)。根據(jù)本發(fā)明的蒸汽裂解方法，所述底部燃燒器和所述側(cè)壁燃燒器均可以采用但不限于甲烷或者甲烷和氫氣的混合物作為燃料。所述輻射段內(nèi)可以垂直布置有由多組單程輻射爐管組成的輻射爐管管 排和/或由多程輻射爐管組成的輻射爐管管排。其中，所述多程輻射爐管可以為2-4程爐管，優(yōu)選為兩程爐管，其中，第一程可以為兩根平行豎直進(jìn)口管，第二程可以為一根豎直出口管，組成一個(gè)2-1型輻射爐管；或者第一程可以為四根平行豎直進(jìn)口管，第二程可以為一根豎直出口管，組成一個(gè)4-1型輻射爐管；優(yōu)選地，所述多程輻射爐管的出口端的管內(nèi)徑與入口端的管內(nèi)徑的比值可以為大于1且小于等于1.4，優(yōu)選為1.1-1.4。其中，“管內(nèi)徑”是指多程輻射爐管的管口內(nèi)部的直徑；另外，所述多程輻射爐管的出口端的管內(nèi)徑可以為45mm-120mm，優(yōu)選為60mm-95mm；以及所述多程輻射爐管的入口端的管內(nèi)徑可以為25mm-60mm，優(yōu)選為35mm-55mm。其中，所述單程輻射爐管可以為非變徑爐管，也可以為帶有扭曲片管的變徑爐管，優(yōu)選為帶有扭曲片管的變徑爐管，其中，可以采用鏜床鏜出漸變管徑，且使所述單程輻射爐管的入口端的管內(nèi)徑小于出口端的管內(nèi)徑，該單程輻射爐管同時(shí)出現(xiàn)扭曲片形狀；優(yōu)選地，所述單程輻射爐管的出口端的管內(nèi)徑與入口端的管內(nèi)徑的比值可以為大于1且小于等于1.4，優(yōu)選為1.1-1.4。其中，“管內(nèi)徑”是指單程輻射爐管的管口內(nèi)部的直徑；另外，所述單程輻射爐管的出口端的管內(nèi)徑可以為35mm-65mm，優(yōu)選為45mm-60mm；以及所述單程輻射爐管的入口端的管內(nèi)徑可以為25mm-50mm，優(yōu)選35mm-45mm。根據(jù)本發(fā)明的蒸汽裂解方法，優(yōu)選地，所述單程輻射爐管的管腔內(nèi)還可以布置有強(qiáng)化傳熱元件，以利于傳熱。所述強(qiáng)化傳熱元件沒有具體限定，可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員的常規(guī)選擇，在本發(fā)明中，所述強(qiáng)化傳熱元件可以選自螺旋片內(nèi)插件、扭帶內(nèi)插件、交叉鋸齒形內(nèi)插件、線圈芯體內(nèi)插件、繞花絲多孔體和球狀基體內(nèi)插件中的一種或多種；進(jìn)一步優(yōu)選地，在所述單程輻射爐管的管腔內(nèi)可以布置有相同或不相同的強(qiáng)化傳熱元件；更進(jìn)一步優(yōu)選地， 在所述單程輻射爐管的管腔內(nèi)可以布置有不相同的強(qiáng)化傳熱元件。以下將通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。實(shí)施例1本實(shí)施例在于說(shuō)明采用本發(fā)明的方法進(jìn)行蒸汽裂解。采用圖1所示的蒸汽裂解示意圖進(jìn)行裂解反應(yīng)，具體過(guò)程包括：該方法在包括風(fēng)機(jī)1和急冷鍋爐6的裂解爐中實(shí)施，所述裂解爐包括對(duì)流段2和輻射段5，將60℃的石腦油經(jīng)過(guò)對(duì)流段2進(jìn)行汽化和預(yù)熱后進(jìn)入由三組單程輻射爐管組成的輻射爐管管排3進(jìn)行裂解反應(yīng)，其中，石腦油在對(duì)流段預(yù)熱的溫度即裂解爐的橫跨溫度(XOT)為598℃，裂解爐的輻射段出口溫度(COT)為841℃；其中，輻射段內(nèi)垂直布置有由三組單程輻射爐管組成的輻射爐管管排3，以及在所述輻射段的底部布置有12個(gè)底部燃燒器，在所述輻射段的側(cè)面布置有36個(gè)側(cè)壁燃燒器，輻射段5的燃燒系統(tǒng)4采用底部燃燒器與側(cè)壁燃燒器結(jié)合方式，底部燃燒器對(duì)輻射爐管管排內(nèi)的物料的供熱占總供熱量的80％；采用富氧空氣作為助燃?xì)怏w，且所述富氧空氣中含有的氧氣濃度為30體積％(V/V)；所述的裂解爐爐墻采用圖2所示的波形曲面結(jié)構(gòu)型爐墻，且所述異型結(jié)構(gòu)爐墻位于裂解爐爐膛高度的1/2處，布置在所述單程輻射爐管的入口管所正對(duì)的爐墻上，而所述單程輻射爐管的出口管所正對(duì)的爐墻為平整結(jié)構(gòu)爐墻，綜合計(jì)算，所述異型結(jié)構(gòu)爐墻的輻射面積增加率為1.2。裂解爐的其他工藝參數(shù)如表1所示；通過(guò)對(duì)裂解爐燃料氣進(jìn)行分析得知，裂解爐燃料氣的組成如表2所示。對(duì)比例1按照與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行蒸汽裂解，所不同的是，所述的裂解爐爐墻采用傳統(tǒng)的平整結(jié)構(gòu)爐墻；結(jié)果如表1所示。表1表2組分mol％氫氣3.6甲烷95.8乙烷0.23丙烷0.08其他0.29合計(jì)100.00結(jié)果從表1可以看出，該實(shí)施例中輻射段內(nèi)垂直布置有由三組單程輻射爐管組成的輻射爐管管排；采用富氧燃燒后，由于助燃氧氣所攜帶的氮?dú)饬拷档?，裂解爐的燃料氣用量降低；以及采用異型爐墻后，由于爐膛的輻射傳熱面積增加，裂解爐的燃料氣用量降低，以及通過(guò)采用富氧空氣作為助燃?xì)怏w的底部燃燒器與采用單程輻射爐管的相互匹配，裂解爐的燃料氣用量從對(duì)比例1的7195Nm3/h降低到6980Nm3/h，燃料氣節(jié)約了大約2.95％。實(shí)施例2本實(shí)施例在于說(shuō)明采用本發(fā)明的方法進(jìn)行蒸汽裂解。按照與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行蒸汽裂解，所不同的是，輻射爐管管排3采用48根2-1型兩程爐管，共分為6組，每組裂解爐爐管管排中16根入口管與8根出口管分別排列。所述的裂解爐爐墻中與入口管管排所正對(duì)的部分采用圖3所示的凹凸起伏型爐墻，出口管管排所正對(duì)的爐墻采用平面爐墻，在所有爐墻的火焰高度區(qū)域采用平面爐墻，綜合計(jì)算，所述異型結(jié)構(gòu)爐墻的輻射面積增加率為1.4。裂解爐的其他工藝參數(shù)如表3所示；通過(guò)對(duì)裂解爐燃料氣進(jìn)行分析得知，裂解爐燃料氣的組成如表2所示。對(duì)比例2按照與實(shí)施例2相同的方法進(jìn)行蒸汽裂解，所不同的是，所述的裂解爐爐墻采用傳統(tǒng)的平整結(jié)構(gòu)爐墻；結(jié)果如表3所示。表3結(jié)果從表3可以看出，該實(shí)施例中所述輻射段內(nèi)垂直布置有由多程輻射 爐管組成的輻射爐管管排；以及采用富氧燃燒后，由于助燃氧氣所攜帶的氮?dú)饬拷档停呀鉅t的燃料氣用量降低；以及采用異型爐墻后，由于爐膛的輻射傳熱面積增加，裂解爐的燃料氣用量降低，以及通過(guò)采用富氧空氣作為助燃?xì)怏w的底部燃燒器與采用多程輻射爐管的相互匹配，裂解爐的燃料氣用量從對(duì)比例2的8286Nm3/h降低到8003Nm3/h，燃料氣節(jié)約了大約3.42％。實(shí)施例3本實(shí)施例在于說(shuō)明采用本發(fā)明的方法進(jìn)行蒸汽裂解。按照與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行蒸汽裂解，所不同的是，底部燃燒器對(duì)輻射爐管管排內(nèi)的物料的供熱占總供熱量的70％；采用富氧空氣作為助燃?xì)怏w，且所述富氧空氣中含有的氧氣濃度為27體積％(V/V)；以及所述的裂解爐爐墻采用圖3所示的凹凸起伏結(jié)構(gòu)型爐墻布置在所述單程輻射爐管的入口管所正對(duì)的爐墻上，而所述單程輻射爐管的出口管所正對(duì)的爐墻為平整結(jié)構(gòu)爐墻，綜合計(jì)算，所述異型結(jié)構(gòu)爐墻的輻射面積增加率為1.3。裂解爐的其他工藝參數(shù)如表4所示；通過(guò)對(duì)裂解爐燃料氣進(jìn)行分析得知，裂解爐燃料氣的組成如表2所示。對(duì)比例3按照與實(shí)施例3相同的方法進(jìn)行蒸汽裂解，所不同的是，采用空氣作為助燃?xì)怏w，且所述空氣中含有的氧氣濃度為21體積％(V/V)；結(jié)果如表4所示。表4結(jié)果從表4可以看出，采用富氧燃燒后，由于助燃氧氣所攜帶的氮?dú)饬拷档?，裂解爐的燃料氣用量降低，以及采用異型爐墻后，由于爐膛的輻射傳熱面積增加，裂解爐的燃料氣用量降低，以及通過(guò)采用富氧空氣作為助燃?xì)怏w的底部燃燒器與采用單程輻射爐管的相互匹配，裂解爐的燃料氣用量從對(duì)比例3的7235Nm3/h降低到6912Nm3/h，燃料氣節(jié)約了大約4.47％。實(shí)施例4本實(shí)施例在于說(shuō)明采用本發(fā)明的方法進(jìn)行蒸汽裂解。按照與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行蒸汽裂解，所不同的是，底部燃燒器對(duì)輻射爐管管排內(nèi)的物料的供熱占總供熱量的85％；采用富氧空氣作為助燃?xì)怏w，且所述富氧空氣中含有的氧氣濃度為33體積％(V/V)；以及所述的裂解爐爐墻采用圖2所示的波形曲面結(jié)構(gòu)型爐墻，布置在所述單程輻射爐管的入口管所正對(duì)的爐墻上，而所述單程輻射爐管的出口管所正對(duì)的爐墻為平整結(jié)構(gòu)爐墻，綜合計(jì)算，所述異型結(jié)構(gòu)爐墻的輻射面積增加率為1.05。裂解爐的其他工藝參數(shù)如表5所示；通過(guò)對(duì)裂解爐燃料氣進(jìn)行分析得知，裂解爐燃料氣的組成如表2所示。對(duì)比例4按照與實(shí)施例4相同的方法進(jìn)行蒸汽裂解，所不同的是，采用空氣作為助燃?xì)怏w，且所述空氣中含有的氧氣濃度為21體積％(V/V)；以及所述的裂解爐爐墻采用傳統(tǒng)的平整結(jié)構(gòu)爐墻；結(jié)果如表5所示。表5結(jié)果從表5可以看出，采用富氧燃燒后，由于助燃氧氣所攜帶的氮?dú)饬拷档停呀鉅t的燃料氣用量降低，以及采用異型爐墻后，由于爐膛的輻射傳熱面積增加，裂解爐的燃料氣用量降低，以及通過(guò)采用富氧空氣作為助燃?xì)怏w的底部燃燒器與采用單程輻射爐管的相互匹配，裂解爐的燃料氣用量從對(duì)比例4的7311Nm3/h降低到7006Nm3/h，燃料氣節(jié)約了大約4.18％；同時(shí)，裂解爐的運(yùn)行周期也從對(duì)比例4的53天延長(zhǎng)到66天，這是由于在爐管入口端裂解反應(yīng)吸熱量增加，在爐管出口端的熱強(qiáng)度相對(duì)降低，從而引起裂解爐最高管壁溫度降低，裂解爐運(yùn)行周期延長(zhǎng)。從以上實(shí)施例1-4和對(duì)比例1-4以及表1-5中的數(shù)據(jù)可知：本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)將布置在裂解爐的輻射段的底部燃燒器中的助燃?xì)怏w改為富氧空氣，且使得底部燃燒器對(duì)輻射爐管管排內(nèi)的物料的供熱量至少占總供熱量的60％，可以很好的解決單程輻射爐管裂解爐的燃燒系統(tǒng)對(duì)單程輻射爐管的底部供熱不足、煙氣黑度不高的問(wèn)題；另外，本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)增加了裂解爐爐膛內(nèi)爐墻的輻射傳熱面積，大大降低了裂解爐的燃料用量，以及通過(guò)從裂解爐爐膛輻射傳熱和輻射爐管設(shè)計(jì)兩個(gè)方面考慮，提供了一種提高裂解爐爐膛輻射傳熱的方法，使得裂解爐爐管的吸熱需求與裂解爐爐膛輻射傳熱供熱相一致，而且在使用裂解爐制備乙烯、丙烯和丁二烯等低碳烯烴時(shí)可以獲得超高的選擇性，從而獲得了一種具有超高選擇性的裂解方法，并且同時(shí)還可以有效提高裂解爐的熱效率、降低能耗、增加裂解爐的運(yùn)行周期。以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外需要說(shuō)明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3