本申請(qǐng)要求享有2014年08月28日提交的US在先申請(qǐng)系列No.62/042,920、2014年11月3日提交的EP 14191533.0以及2014年12月16日提交的US在先申請(qǐng)系列No.62/092623的優(yōu)先權(quán)及權(quán)益，通過參考將其全部并入本發(fā)明。

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱裂解烴用于生產(chǎn)烯烴，特別是低分子量烯烴例如乙烯的領(lǐng)域。更特別地，本發(fā)明涉及除去在這種熱裂解過程中形成的焦炭沉積物的方法和設(shè)備。

發(fā)明背景

蒸汽裂解，還指的是熱解，其用于將多種烴物料裂解為烯烴，優(yōu)選輕質(zhì)烯烴例如乙烯、丙烯和丁烯。常規(guī)的蒸汽裂解使用熱解爐，在其其他的特征中，其具有燃燒室和輻射盤管段。烴物料典型地作為液體進(jìn)入爐子中(作為蒸氣進(jìn)入爐中的輕質(zhì)原料除外)，在其中通過與熱煙道氣的間接接觸以及通過與蒸汽的直接接觸而將其加熱和至少部分地蒸發(fā)。然后將蒸發(fā)的原料和蒸汽混合物引入輻射盤管段中，在那里主要進(jìn)行熱解裂解化學(xué)。得到的包括烯烴的產(chǎn)物離開輻射盤管并且被驟冷以便停止進(jìn)一步的熱解反應(yīng)。

常規(guī)的蒸汽裂解體系可以有效地裂解高質(zhì)量的液體物料，該物料完全包含揮發(fā)性的烴，例如瓦斯油和石腦油。此外，蒸汽裂解經(jīng)濟(jì)學(xué)有時(shí)候傾向于裂解較低成本物料，該較低成本物料包含渣油例如，通過非限定性的實(shí)例，常壓渣油例如常壓管式加熱爐底部物流，以及原油。對(duì)于包含渣油的物料，蒸氣液體分離器，例如通過參考文獻(xiàn)完全并入本發(fā)明的U.S.專利Nos.7,138,047；7,090,765；7,097,758；7,820,035；7,311,746；7,220,887；7,244,871；7,247,765；7,351,872；7,297,833；7,488,459；7,312,371；6,632,351；7,578,929和7,235,705中描述的蒸氣液體分離器用于除去在裂解時(shí)促進(jìn)焦化的非揮發(fā)性組分。來自處理這些液體進(jìn)料的爐子的裂解流出物也可以在至少主要轉(zhuǎn)移線交換器(TLE)中驟冷。對(duì)于重質(zhì)液體，例如重質(zhì)石腦油和全部瓦斯油物料，直接油驟冷連接部分通常需要在主要TLE的下游。該油驟冷連接部分允許將驟冷油添加到熱解產(chǎn)物物流中以將來自產(chǎn)物物流的熱量直接提供到注入的驟冷油。

采用直接油驟冷連接部分的問題在于當(dāng)相對(duì)冷的驟冷油與熱的熱解流出物接觸時(shí)快速堵塞的傾向。油驟冷裝置已經(jīng)設(shè)計(jì)為用于以不導(dǎo)致快速堵塞的方式將油添加到爐子流出物中的特殊化技術(shù)。

蒸汽裂解，特別時(shí)重質(zhì)物料的蒸汽裂解，例如煤油和汽油的蒸汽裂解，產(chǎn)生了大量的焦油，其導(dǎo)致在爐子的輻射盤管、TLE和驟冷連接部分中的快速焦化。需要頻繁的進(jìn)料中斷以在整個(gè)工藝過程中能夠除去焦炭，這稱為除焦。在工業(yè)范圍內(nèi)，從裂解爐的輻射盤管上除去焦炭的普通方法是除焦。在這個(gè)過程中，中斷到爐子的烴物料和蒸汽穿過爐子。將爐子流出物從烯烴裝置的回收部分再引導(dǎo)到除焦系統(tǒng)。將空氣添加到穿過裂解爐的蒸汽中并且經(jīng)加熱的空氣/蒸汽混合物通過受控燃燒而除去焦炭沉積物。除焦流出物最終通過除焦鼓，例如旋風(fēng)分離器，或通過爐子燃燒室和堆棧排放到大氣中。

在具有驟冷裝置的爐子的除焦期間，不可能通過驟冷裝置添加驟冷油以便冷卻輻射盤管和TLE流出物，這是因?yàn)閷ⅢE冷油釋放到大氣中是不可接受的。常規(guī)來說，將水添加到驟冷裝置中以冷卻除焦流出物。然而，需要冷卻除焦流出物的水比需要冷卻熱解流出物的驟冷油少的多。當(dāng)水的流動(dòng)低于驟冷裝置的設(shè)計(jì)油流動(dòng)速率時(shí)會(huì)導(dǎo)致分配不均。這種分配不均導(dǎo)致在下游管線中的分層流動(dòng)，其中主要在管線截面大部分中的蒸氣物流比沿著管線底部運(yùn)動(dòng)的液體物流熱的多。這導(dǎo)致在管子周圍不均勻和變化的溫度梯度，隨著時(shí)間，該溫度梯度會(huì)導(dǎo)致管線的熱疲勞故障和法蘭泄漏。此外，在管線中蒸氣和液體物流之間較大的溫度差使得添加驟冷水的速率以保持穩(wěn)定溫度的控制變得更難，這是因?yàn)楣芫€中的溫度傳感器由熱蒸氣或相對(duì)冷的液體物流接觸。測(cè)量溫度的快速循環(huán)導(dǎo)致驟冷水添加速率的快速循環(huán)，這進(jìn)一步增加了管線的熱疲勞。

因此，期望存在一種從具有轉(zhuǎn)移線交換器和油驟冷連接部分的蒸汽裂解爐中除去焦炭的方法，其降低或阻止了分層流動(dòng)，提供改進(jìn)的除焦流出物溫度控制并且降低油驟冷裝置下游管線的機(jī)械疲勞。

發(fā)明概述

一種使用蒸汽("驟冷蒸汽")而不是注入液態(tài)水用于冷卻來自過程的流出物的除焦方法降低或阻止了分層流動(dòng)，提供了改進(jìn)的除焦流出物溫度控制并且降低了油驟冷裝置下游管線的機(jī)械疲勞。驟冷蒸汽避免了分層流動(dòng)并且提供了對(duì)除焦工藝流出物溫度更嚴(yán)格的控制。這種更嚴(yán)格的控制允許目標(biāo)流出物溫度最優(yōu)化并且設(shè)定為更接近下游管線的冶金溫度上限。這通過避免過程流出物的過渡驟冷而提供了成本節(jié)約最優(yōu)化方案，例如其可以在降低對(duì)驟冷蒸汽需求的方面得以實(shí)現(xiàn)。此外，例如，當(dāng)將除焦流出物引導(dǎo)進(jìn)入爐子燃燒室時(shí)，提供實(shí)質(zhì)上不含液態(tài)水的非分層(僅有蒸氣相)流動(dòng)是有利的。在這些應(yīng)用中，任何進(jìn)入燃燒室的液態(tài)水都將立刻氣化并且有體積的相應(yīng)快速增大，這將損害燃燒室的絕熱體系。使用驟冷蒸汽取代驟冷水避免了這個(gè)問題。

本發(fā)明的一個(gè)特征在于用于除去在具有燃燒室、輻射盤管、轉(zhuǎn)移線交換器和油驟冷連接部分的裂解爐中在烴物料蒸汽裂解期間形成的焦炭的除焦方法，其中注入液態(tài)驟冷油以直接冷卻蒸汽裂解的烴。該方法包括多個(gè)步驟。首先，停止烴物料向爐子的流動(dòng)以及停止驟冷油向油驟冷連接部分的流動(dòng)。其次，在足以使在輻射盤管、轉(zhuǎn)移線交換器和驟冷連接部分上的內(nèi)部上累積的焦炭至少部分燃燒的條件下將包含蒸汽和空氣的除焦物料供應(yīng)到爐子中。第三，以足以將除焦工藝流出物冷卻到低于下游管線的冶金溫度極限的數(shù)量將驟冷蒸汽供應(yīng)和注入到該除焦工藝流出物中。

本發(fā)明還公開了一種適用于進(jìn)行本發(fā)明除焦方法的熱解爐。該熱解爐包括多個(gè)部件。本發(fā)明描述烴物料管道和與烴物料管道流體連通的稀釋蒸汽管道。稀釋蒸汽管道促進(jìn)了稀釋蒸汽和烴物料的混合物。本發(fā)明還提供了與合并的蒸汽和烴物料流體連通的輻射盤管。燃燒室加熱輻射盤管外部以提供來自輻射盤管的裂解烴流出物。本發(fā)明描述了與輻射盤管流體連通以提供用于冷卻烴流出物的間接傳熱的轉(zhuǎn)移線交換器。此外，本發(fā)明還描述了通過將驟冷油注入烴流出物中而與轉(zhuǎn)移線交換器流體連通以提供直接傳熱的油驟冷連接部分。最后，本發(fā)明還包括在除焦期間用于注入驟冷蒸汽而與油驟冷連接部分流體連通的驟冷蒸汽連接部分。

附圖概述

本發(fā)明進(jìn)一步在以下的描述部分中解釋，該描述部分參考附圖，從而通過非限定性實(shí)例說明本發(fā)明的各種實(shí)施方案，其中：

圖1說明了使用熱解爐、轉(zhuǎn)移線交換器和直接油驟冷裝置的常規(guī)蒸汽裂解法的示意性流程圖，其在除焦期間在驟冷裝置中使用水注入；

圖2說明了如本發(fā)明公開的熱解爐以及除焦方法的示意性流程圖，其在除焦期間在驟冷裝置中使用中蒸汽注入；并且

圖3說明了如本發(fā)明公開的熱解爐和除焦方法的示意性流程圖，其使用了任選的減溫水連接部分。

優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說明

現(xiàn)在將參考基于解釋說明的目的而選擇的特殊實(shí)施方案描述本發(fā)明的多個(gè)方面。顯而易見的是本發(fā)明公開的方法和體系的精神和范圍并不限于這些選擇的實(shí)施方案。此外，還應(yīng)當(dāng)注意的是本發(fā)明提供的附圖并未劃出任何特殊的部分或范圍，并且其許多的變形方式也可以用于解釋實(shí)施方案?，F(xiàn)在參考附圖，其中貫穿始終類似的數(shù)字用于指代類似的部分。當(dāng)一個(gè)量、濃度或其他值或參數(shù)作為列出的上限優(yōu)選值或下限優(yōu)選值給出時(shí)，這理解為其特別公開了由任何一對(duì)上限優(yōu)選值和下限優(yōu)選值形成的全部范圍，而不考慮這些范圍是否是分別公開的。可以用于本發(fā)明的物料可以是任何適合用于裂解的物料，只要它們可以裂解為多種烯烴并且可以包含重質(zhì)餾分，例如高沸點(diǎn)餾分和蒸餾剩余物餾分。

現(xiàn)在參考圖1，熱解爐1包括輻射燃燒室103，對(duì)流段104和煙道氣排放管105。通過管線100和控制閥101將燃料氣體供給到輻射燃燒器102處，其向烴物料提供輻射熱以便通過物料的熱裂解而制備期望的熱解產(chǎn)品。燃燒器產(chǎn)生熱氣體，該熱氣體通過對(duì)流段104向上流動(dòng)并且之后通過煙道氣排放管105流出爐子到大氣中。

通過管線10和控制閥12將烴物料引入到對(duì)流段104中的預(yù)熱管線13中，在那里物料通過與熱煙道氣的間接接觸而進(jìn)行預(yù)熱。多個(gè)物料管線11并聯(lián)排列。雖然沒有顯示出來，但是可以向多個(gè)物料管線11中的每一個(gè)都提供控制閥12。多個(gè)管道11中的每一個(gè)都與相應(yīng)的預(yù)熱管道(未顯示)流體連通，該相應(yīng)的預(yù)熱管道與對(duì)流段104中的預(yù)熱管道13并聯(lián)。使用的術(shù)語"多個(gè)管道"的含義在于其指的是布置對(duì)流段104的事實(shí)，其中每個(gè)多重預(yù)熱管道組具有至少兩個(gè)并聯(lián)管道。圖1中表示出了四個(gè)管道，雖然具有3、4、6、8、10、12、16、18個(gè)并聯(lián)管道的爐子是已知的。

在預(yù)熱的烴物料離開預(yù)熱管道13之后，該預(yù)熱的烴物料與稀釋蒸汽混合。通過管道20穿過控制閥22向?qū)α鞫?04中的蒸汽預(yù)熱管道23提供稀釋蒸汽，在那里稀釋蒸汽通過與熱煙道氣的間接接觸而預(yù)熱。添加稀釋蒸汽以提供在熱解反應(yīng)期間達(dá)到期望烴分壓的H2O的量。可以對(duì)應(yīng)于多個(gè)物料管道11而提供多個(gè)蒸汽管道21。

將稀釋蒸汽和預(yù)熱烴物料的混合物通過管道25引入對(duì)流段104中的換熱管道30。任選地對(duì)于包含渣油的烴物料，稀釋蒸汽和預(yù)熱的烴物料混合物可以引入蒸氣液體分離器(未顯示)以除去當(dāng)裂解時(shí)促進(jìn)焦化的非揮發(fā)性烴組分?？梢蕴峁┒鄠€(gè)換熱管道(未顯示)。

一旦離開換熱管道30，將加熱的混合物送到輻射段103中的輻射盤管40用于烴的熱裂解。可以提供多個(gè)輻射盤管(未顯示)。離開管道30的加熱混合物的溫度通常設(shè)計(jì)為在其中開始明顯熱裂解的溫度點(diǎn)或接近該溫度點(diǎn)。離開輻射盤管40的熱裂解烴的溫度可以在對(duì)于一些非常重質(zhì)的瓦斯油物料來說大約790℃(1450°F)到對(duì)于乙烷或丙烷物料來說大約900℃(1650°F)的范圍內(nèi)變化。

在輻射段103中獲得期望程度的熱裂解后，將爐子流出物快速冷卻?；谶@一目的，將爐子流出物引入一個(gè)或一系列多于一個(gè)的間接轉(zhuǎn)移線換熱器(TLE)50中，在那里來自爐子流出物的熱能間接傳遞給通過管道51提供的熱水以產(chǎn)生通過管道52引出的高壓蒸汽。當(dāng)制備的高壓蒸汽可以進(jìn)一步過熱并且用于為在工藝程中使用的蒸汽渦輪提供能量以從爐子流出物中分離和回收乙烯時(shí)，這種技術(shù)通常是有利的。

然而，對(duì)于一些重質(zhì)液體物料例如重質(zhì)石腦油和包含原油渣油的瓦斯油，由于TLE交換器50的快速結(jié)垢，單獨(dú)使用轉(zhuǎn)移線交換器是不可能的。原油和常壓渣油通常包含沸點(diǎn)超過595℃(1100°F)的高分子量、非揮發(fā)性組分。這些物料的非揮發(fā)性組分的熱解在TLE 50的內(nèi)表面上產(chǎn)生了焦炭沉積物。隨著TLE的結(jié)垢，高壓蒸汽產(chǎn)生速率降低并且離開TLE 50的流出物溫度升高到下游設(shè)備的所需操作溫度以上。例如，在一些情況中離開TLE 50的溫度高達(dá)675℃(1250°F)。在這些情形中，在TLE的下游通常需要直接油驟冷連接部分。油驟冷連接部分允許將驟冷油添加到爐子流出物物流中以將來自爐子流出物的傳熱直接提供到注入的驟冷油。在這種驟冷連接部分中，爐子流出物主要通過驟冷油的蒸發(fā)進(jìn)行冷卻。

采用直接油驟冷連接部分的問題在于當(dāng)相對(duì)冷的驟冷油與熱的熱解流出物接觸時(shí)導(dǎo)致快速堵塞的趨勢(shì)。油驟冷裝置已經(jīng)作為特殊化的技術(shù)設(shè)計(jì)用于以不會(huì)導(dǎo)致快速堵塞的方式將油添加到爐子流出物中。油驟冷裝置設(shè)計(jì)的非限定性實(shí)例可以在通過參考文獻(xiàn)完全并入本發(fā)明的U.S.專利Nos.8,177,200、3,593,968、6,626,424、3,907,661、4,444,697、3,959,420、5,061,408和3,758,081中找到。例如，驟冷油可以通過噴霧噴嘴注入驟冷裝置中。在另一個(gè)實(shí)例中，驟冷油以在驟冷裝置的圓柱體壁上形成連續(xù)液膜的形式添加。仍然在其他實(shí)例中通過驟冷裝置中的單一端口添加驟冷油。還在另一個(gè)實(shí)例中，通過驟冷裝置中凹槽狀的圓周狹槽添加油以便沿著裝置的壁產(chǎn)生液膜。另一個(gè)非限定性的實(shí)例是通過多孔夾套將油添加到爐子流出物物流中。

離開TLE 50的部分冷卻的爐子流出物通過管道53引入直接油驟冷裝置60中。通過管道70和閥72提供驟冷油，優(yōu)選蒸餾油且更優(yōu)選含芳香族化合物的蒸餾油?？梢蕴峁┒鄠€(gè)驟冷油管道71。可以特別使用的優(yōu)選液態(tài)驟冷流體70可以包括液態(tài)驟冷油，例如芳香族油。優(yōu)選的芳香族油可以具有至少大約400℃(750°F)的最終沸點(diǎn)。其他特別使用的液態(tài)驟冷流體可以包括芳香族蒸餾物，例如從冷卻的爐子流出物物流90中回收的蒸餾物。

足量的驟冷油70與部分冷卻的爐子流出物53在直接驟冷裝置60中合并以保證冷卻的爐子流出物90的溫度適合用于進(jìn)料到下游分離設(shè)備中，例如，在大約288℃(550°F)到315℃(600°F)下接收爐子流出物的初級(jí)分餾器(未顯示)?？梢蕴峁┒鄠€(gè)直接驟冷裝置流出物管道91。

不考慮烴物料被裂解，隨著時(shí)間，裂解過程中不期望的但是卻很大程度上不可避免的副產(chǎn)物是在對(duì)流段預(yù)熱管道、輻射段輻射盤管、TLE以及甚至是直接油驟冷連接部分的內(nèi)表面上沉積的碳沉積物(焦炭)。主要的關(guān)注在于在輻射管內(nèi)表面上的焦炭累積，其降低管子的有效橫截面積，由此必須采用更高的壓力以保持恒定的生產(chǎn)量。由于焦炭是有效的絕熱體，它在管壁上的形成還一定伴隨著爐管溫度的上升以保持裂解效率。然而，高的操作溫度導(dǎo)致管子壽命降低，其限制了可以使用的實(shí)際溫度，以及最終的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率。

從裂解爐的輻射盤管中除去焦炭的常規(guī)方法是除焦。再次參考圖1，在除焦期間，中斷烴物料10流向爐子和蒸汽20連續(xù)穿過爐子。將爐子流出物90從烯烴裝置(未顯示)的回收部分再引導(dǎo)離開到大氣中。通過管道10向穿過爐子的蒸汽中添加空氣以便產(chǎn)生除焦物料空氣/蒸汽混合物25。通過受控制的燃燒，該空氣/蒸汽混合物在輻射盤管40中加熱以除去至少一部分焦炭沉積物。來自輻射盤管40的流出物在轉(zhuǎn)移線交換器50中和在驟冷裝置60中冷卻。因?yàn)槌构に嚵鞒鑫镒罱K排放到大氣中，因此通常用替代物水代替注入驟冷裝置60中的驟冷油。在除焦過程開始時(shí)，通過閥72停止管道70中驟冷油的流動(dòng)。通過管道80和閥82引入水并且將其注入驟冷裝置60。可以提供多個(gè)水管道81。冷卻的流出物90之后通過除焦鼓，例如旋風(fēng)分離器(未顯示)，或者通過爐子燃燒室103和煙道氣排放管105排放到大氣中。

與要求用于冷卻熱解流出物的驟冷油相比，用于冷卻除焦流出物壁冷卻需要更少的水，例如相對(duì)于在蒸汽裂解期間使用的每40Mg/hr驟冷油，在除焦期間使用3Mg/hr(1.0Mg＝1.0×10⁶克)的水。當(dāng)水流動(dòng)低于驟冷裝置的設(shè)計(jì)油流動(dòng)速率時(shí)產(chǎn)生分配不均。該分配不均導(dǎo)致在下游管道中分層流動(dòng)，在那里大多數(shù)管道橫截面中的蒸氣物流都比沿著管道底部運(yùn)動(dòng)的液體物流熱的多。這導(dǎo)致在管道周圍不均勻的和可變的溫度梯度，隨著時(shí)間，這會(huì)導(dǎo)致管道的熱疲勞破壞和法蘭泄漏。

此外，管道中蒸汽和液體物流之間大的溫度差使得控制驟冷水的添加速率以保持恒定溫度變得困難，這是因?yàn)楣艿乐械臏囟葌鞲衅髋c熱蒸汽或相對(duì)冷的液體物流接觸。部分燃燒的焦炭蒸氣流出物90必需充分冷卻到低于下游管道的金屬溫度極限，例如對(duì)于碳鋼來說低于450℃(840°F)。由于測(cè)量溫度的偏差，通常將水驟冷控制體系設(shè)計(jì)為在充分低于金屬溫度極限的溫度設(shè)定點(diǎn)操作，例如對(duì)于碳鋼來說315℃(600°F)-340℃(645°F)。即使如此，測(cè)量溫度的快速循環(huán)導(dǎo)致驟冷水添加速率的快速循環(huán)，這進(jìn)一步使管道熱疲勞增加。

因此，這里描述的本發(fā)明并不使用常規(guī)的除焦方法。更特別的，本發(fā)明使用注入的蒸汽而不是水用于冷卻來自過程的流出物。使用蒸汽代替液態(tài)水減少或阻止了分層流動(dòng)，提供了改進(jìn)的除焦流出物溫度控制并且減少了油驟冷裝置下游管道的機(jī)械疲勞?，F(xiàn)在參考圖2，其中類似的數(shù)字表示與圖1所述的那些類似的部件，中斷烴物料10流向爐子和蒸汽20連續(xù)穿過爐子。將爐子流出物90從烯烴裝置(未顯示)的回收部分再引導(dǎo)離開到大氣中。通過管道10向穿過爐子的蒸汽中添加空氣以便在管道25中產(chǎn)生除焦物料空氣/蒸汽混合物。通過受控制的燃燒，該空氣/蒸汽混合物在輻射盤管40中加熱以除去至少一部分焦炭沉積物。來自輻射盤管40的流出物在轉(zhuǎn)移線交換器50中和在驟冷裝置60中冷卻。通過閥72停止管道70中驟冷油的流動(dòng)。注入蒸汽("驟冷蒸汽")而不是水以便冷卻除焦工藝流出物90。如圖2所示，可以通過管道110、閥111和管道112將驟冷蒸汽注入驟冷裝置的下游，或者通過管道80將驟冷蒸汽注入驟冷裝置中，或者可以在兩個(gè)注入點(diǎn)之間分配驟冷蒸汽。控制通過管道110或管道80注入蒸汽的速率以便在管道90中獲得期望的過程流出物溫度。

有利地，由于驟冷蒸汽并不產(chǎn)生分層流動(dòng)，它就不會(huì)受到測(cè)量溫度變化的影響。其結(jié)果就是對(duì)除焦工藝流出物溫度的嚴(yán)格控制。這種嚴(yán)格控制允許目標(biāo)流出物溫度最優(yōu)化并且設(shè)定為接近下游管道的冶金溫度上限。除焦工藝流出物溫度可以控制為低于下游管道冶金溫度上限≤30℃。這通過避免過程流出物的過度冷卻而提供了成本節(jié)約最優(yōu)化，其例如可以在減少的驟冷蒸汽需求中實(shí)現(xiàn)。

此外，例如當(dāng)除焦流出物引導(dǎo)進(jìn)入爐子燃燒室(連接部分未顯示)時(shí)，提供實(shí)質(zhì)上不含液態(tài)水的非分層(僅有蒸汽相)流動(dòng)是特別恰當(dāng)?shù)?。在這些應(yīng)用中，任何進(jìn)入燃燒室的液態(tài)水都立刻氣化并且相應(yīng)的在體積上快速增加，這會(huì)損害燃燒室絕熱體系。

任選的，冷卻除焦工藝流出物所需的驟冷蒸汽的量可以通過添加液態(tài)水使供應(yīng)的驟冷蒸汽減溫而進(jìn)一步減少。添加到驟冷蒸汽中的液態(tài)水吸收熱量，從而降低驟冷蒸汽的溫度并且液態(tài)水進(jìn)行從液態(tài)水到額外的驟冷蒸汽的相轉(zhuǎn)變。其中類似的數(shù)字指代與圖1和圖2所述類似部件的圖3說明了這種選擇的一種潛在實(shí)施方案。通過管道120和閥121注入足量的液態(tài)水以便實(shí)質(zhì)上使管道112中的驟冷蒸汽減溫。例如，驟冷蒸汽可以減溫到比驟冷蒸汽飽和溫度高大約3.5℃、5℃、7℃、10℃、15℃或25℃。任選地，通過管道80提供的驟冷蒸汽可以減溫。除了來自減少冷卻除焦工藝流出物所需蒸汽的成本節(jié)約，對(duì)驟冷蒸汽進(jìn)行減溫的另一個(gè)有利之處在于其降低了管道中的速度并且相應(yīng)地降低了來自懸浮焦炭顆粒的磨耗速率。

實(shí)施例

實(shí)施例1(對(duì)比)

在這個(gè)對(duì)比實(shí)施例中，使用如圖1所示的體系?？梢酝ㄟ^管道10以91Mg/hr(200klb/hr)的速率進(jìn)料重質(zhì)瓦斯油。通過管道70以182Mg/hr(400klb/hr)的速率提供驟冷油以便冷卻爐子流出物。當(dāng)除焦時(shí)，流出物管道53中的溫度可以達(dá)到580℃(1075°F)。管道90下游的設(shè)備(未顯示)可以用碳鋼制造并且設(shè)計(jì)為在低于449℃(840°F)的溫度下操作。驟冷水可以通過管道80注入以冷卻除焦流出物。由于分層流動(dòng)和在之前討論的除焦流出物溫度測(cè)量中導(dǎo)致的可變性，通過大約14Mg/hr(31klb/hr)的驟冷水流動(dòng)速率獲得的目標(biāo)流出物溫度為315℃(600°F)。

由于本實(shí)施例中的驟冷油裝置60設(shè)計(jì)為182Mg/hr(400klb/hr)的驟冷油流動(dòng)，當(dāng)僅有14Mg/hr(31klb/hr)的驟冷水注入到驟冷油裝置中時(shí)產(chǎn)生了差的分布結(jié)果。正如之前描述的，分配不均導(dǎo)致分層、機(jī)械疲勞以及可變的溫度控制。

實(shí)施例2

可以將用于實(shí)施例1的相同91Mg/hr(200klb/hr)的重質(zhì)瓦斯油物料進(jìn)料到如圖2所示構(gòu)造的類似爐子中。再一次的，驟冷裝置60設(shè)計(jì)為182Mg/hr(400klb/hr)的驟冷油流動(dòng)。除焦期間，替換掉水，可以通過管道80或通過管道110，或者通過管道80和管道110兩者供應(yīng)驟冷蒸汽以便冷卻除焦工藝流出物。由于添加驟冷蒸汽不會(huì)導(dǎo)致分層流動(dòng)，目標(biāo)流出物溫度可以升高到427℃(800°F)(接近449℃(840°F)的碳鋼溫度極限)并且可以使用大約40Mg/hr(88klb/hr)的中壓188℃(370°F)的驟冷蒸汽實(shí)現(xiàn)。使用驟冷蒸汽通過消除了驟冷水的使用而避免了分層、機(jī)械疲勞和可變溫度控制的問題。

實(shí)施例3

可以將用于實(shí)施例1的相同的91Mg/hr(200klb/hr)的重質(zhì)瓦斯油物料進(jìn)料到如圖3所示構(gòu)造的類似爐子中。再一次地，驟冷裝置60設(shè)計(jì)為182Mg/hr(400klb/hr)的驟冷油流動(dòng)。除焦期間，替換掉水，可以通過管道110供應(yīng)驟冷蒸汽以便冷卻除焦工藝流出物。為了最小化所需驟冷蒸汽的速率，并且因此降低管道中的速率(以便降低磨耗速率)，可以使用接近其飽和溫度的驟冷蒸汽。由于管道90的操作壓力可以在大約0.82atm表壓(12psig)下或更低，驟冷蒸汽可以冷卻到121℃(250°F)(比驟冷蒸汽飽和溫度高大約3.5℃)而沒有向除焦流出物添加過量的水的風(fēng)險(xiǎn)。使用由大約1.3Mg/hr(3klb/hr)的減溫水(通過管道120供應(yīng))和大約32.7Mg/hr(72klb/hr)的188℃(370°F)中壓蒸汽(通過管道110供應(yīng))組成的大約34Mg/hr(75klb/hr)的減溫蒸汽，除焦流出物可以在管道90中冷卻到與實(shí)施例2相同的427℃(800°F)。與實(shí)施例2相比這需要更少的驟冷蒸汽，這降低了體積流動(dòng)速率和管道中的速率，其還降低了磨耗速率。

當(dāng)根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行操作時(shí)獲得了冷人滿意的除焦效果。本發(fā)明中引用的所有專利、測(cè)試過程和其他文獻(xiàn)，包括優(yōu)先權(quán)文獻(xiàn)都通過參考至這些公開內(nèi)容并不會(huì)與本發(fā)明和對(duì)于其中這些并入內(nèi)容允許的所有權(quán)限不一致的程度全部并入本發(fā)明。

雖然使用特殊性描述了本發(fā)明說明性的實(shí)施方案，然而可以理解的是對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說多種其他的改進(jìn)方式將是顯而易見的并且可以容易的實(shí)現(xiàn)而并不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，本發(fā)明附屬的權(quán)利要求的范圍并不意在限制為本發(fā)明建立的實(shí)施例和描述，而是權(quán)利要求解釋為包括本發(fā)明中保留的所有專利新穎性的特征，包括本領(lǐng)域技術(shù)人員處理為屬于本發(fā)明的等價(jià)形式的所有特征。