裂解系统及裂解方法与流程

本发明涉及裂解领域，具体地涉及一种裂解系统及裂解方法。

背景技术：

1、在基础化学品的生产中，蒸汽裂解装置起着至关重要的作用，将石油烃类化合物分解成烯烃和芳烃需要消耗大量的能量。通常情况下，相关裂解反应在裂解炉辐射段炉管中进行，炉内温度需要达到850℃才会发生，与此同时，在裂解炉运行过程中还需要持续提供足够的能量以保证裂解反应达到所需要的转化率。目前，业内主要通过位于裂解炉炉膛内的燃烧器燃烧化石燃料来提供裂解反应所需要的能量，其中裂解炉对流段主要用于回收烟气余热以预热并汽化原料油，同时使得原料油和稀释蒸汽过热至物料的横跨温度，剩余的热量用来预热超高压蒸汽和预热锅炉给水；裂解炉辐射段为主反应区，裂解反应主要发生在位于辐射段的裂解炉管中。裂解炉作为乙烯装置的能耗大户，其能耗可占到整个乙烯流程工业能耗的60％左右，而依靠化石燃料燃烧来加热裂解炉会产生大量的co2，从而导致裂解炉成为整个石化价值链中最大的二氧化碳排放源之一，这与现阶段所提出的碳达峰碳中和的发展目标是相悖的，因此裂解炉绿色化一直是裂解领域的研究重点。

2、现有技术中对于裂解炉的改进主要在于裂解炉燃烧器的结构及排布方式、裂解炉炉体保温层等方面，主要目的在于减少裂解炉nox排放以及热量损失，提高裂解炉的热效率，但都未能解决裂解炉co2排放过高的问题。此外，随着单台裂解炉裂解能力的提高和双辐射段裂解炉的出现，炉子的长度和进料组数大大增加，常规的与辐射段等长的对流段结构会产生由于对流段过宽或过长从而导致对流段烟气分布不均，传热效率降低的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术的存在裂解系统co2排放过高、热转化效率低、能量消耗较多、对流段容易结焦的问题，提供一种裂解系统和裂解方法。该系统减少了co2排放量，能够高效利用能源，精准控制横跨温度，实现工业化应用，同时将传统裂解炉分为两个独立的模块——对流段和辐射段，有利于避免大型化裂解炉所出现的对流段烟气分布不均和热效率降低的问题。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种裂解系统，所述系统包括对流段和辐射段，所述对流段和辐射段分别独立地包括进料口和出料口，所述对流段的出料口和辐射段的进料口通过连接管道连接；

3、所述对流段用于将裂解原料加热至横跨温度得到升温裂解原料且所述对流段的加热装置为激波加热器。

4、本发明第二方面提供一种裂解方法，所述方法包括将裂解原料引入如前所述的系统中进行裂解反应。

5、通过上述技术方案，本发明获得的有益效果有：

6、1、本发明的系统采用激波加热器作为对流段的加热装置，通过加热循环气为预热裂解原料提供热源，利用激波损失现象将循环气动能转化为热能，为内生热供热方式，大大提高热转化效率；

7、2、本发明的系统中的对流段的热源由激波加热器加热循环气得到，辐射段的热源由电阻丝提供，也即所需能量均由绿电提供，与传统裂解炉相比，大幅度降低裂解系统的co2排放量；

8、3、本发明采用两个独立模块单独预热裂解原料(即将裂解原料加热至横跨温度)和进行裂解反应，避免了大型化裂解炉由于对流段过宽或过长所导致的烟气分布不均和热效率降低的问题。

技术特征：

1.一种裂解系统，其特征在于，所述系统包括对流段和辐射段，所述对流段和辐射段分别独立地包括进料口和出料口，所述对流段的出料口和辐射段的进料口通过连接管道连接；

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述对流段还包括循环气进口和循环气出口；

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述激波加热器包括出口和待加热循环气入口，所述激波加热器的出口与对流段的循环气进口连接，用于将循环气加热后引入所述对流段中与裂解原料进行换热以使裂解原料被加热至横跨温度；

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的系统，其中，所述系统还包括循环气回收装置，所述循环气回收装置用于回收对流段中与裂解原料换热后的循环气。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的系统，其中，所述辐射段内部设置有保温材料；

6.一种裂解方法，其特征在于，所述方法包括将裂解原料引入权利要求1-5中任意一项所述的系统中进行裂解反应。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述横跨温度为550-700℃；

9.根据权利要求6-8中任意一项所述的方法，其中，所述裂解原料为乙烷、轻烃、石脑油和加氢尾油中的至少一种。

10.根据权利要求6-9中任意一项所述的方法，其中，所述方法还包括：将与裂解原料换热后的循环气引入循环气回收装置进行回收，得到回收的循环气。

技术总结本发明涉及裂解领域，公开了一种裂解系统及裂解方法。本发明的裂解系统包括对流段和辐射段，所述对流段和辐射段分别独立地包括进料口和出料口，所述对流段的出料口和辐射段的进料口通过连接管道连接；所述对流段用于将裂解原料加热至横跨温度得到升温裂解原料且所述对流段的加热装置为激波加热器。该系统减少了CO<subgt;2</subgt;排放量，能够高效利用能源，精准控制横跨温度，实现工业化应用，同时将传统裂解炉分为两个独立的模块——对流段和辐射段，有利于避免大型化裂解炉所出现的对流段烟气分布不均和热效率降低的问题。此外，本发明系统的对流段采用激波反应器内生热方式供热，换热效率高。技术研发人员：杨士芳,刘俊杰,王国清,张利军,李晓锋,杨沙沙,杜志国,刘同举受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/8