TWI530558B - 焦炭捕集器 - Google Patents

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TWI530558B
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史蒂芬 迪漢
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魯瑪斯科技股份有限公司
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Description

焦炭捕集器 發明領域
文中所揭示的實施例一般而言係有關於一用於烴裂解之方法。更明確地，文中所揭示的實施例係有關於用於裂解乙烷、丙烷、及丁烷以產生乙烯及丙烯之系統及方法、以及在正常的裂解操作期間與該系統的定期去焦期間，這些系統之有效維護。
發明背景
自長鏈分子裂解烴類以產生汽油及其它有用的短鏈烴(諸如烯烴)會導致該反應之相當多的二次副產物(最主要為碳質沉積物或焦炭)之產生。尤其在火燒管式爐反應器及利用其中係進行該裂解反應之製程反應器管的類似反應器內，在該反應內所產生之焦炭的影響值得注意。
在該反應進行期間，該等焦炭副產物會在該反應器之製程管的內側形成呈一層狀體形式的沉積物。該等焦炭沉積物會增加壓降且會抑制通過該等管之熱傳導，因此不利於該方法。因此必需定期移除該焦炭以恢復該壓降並使熱傳導恢復正常位準。該焦炭移除方法(通稱為去焦)通常係藉燃燒(亦稱為蒸汽空氣去焦法)或藉蒸汽反應而進行。
現在參考圖1，係闡明一先前技藝裂解法之簡化製程圖。使用一火燒管式爐1以將烴類裂解成乙烯及其它烯系化合物。該火燒管式爐1具有一對流區段2及一裂解區段3。該爐1含有一或多條製程管4，一旦施加熱時，可將於其間經由一烴進料管線6而饋入的烴類裂解以產生產物氣體，且文中稱為焦碳之碳質沉積物係呈副產物形式被製成。可另外經由，諸如流送管線7而饋入蒸汽以作為稀釋劑。藉經由加熱介質入口8(諸如爐床燃燒器、地面燃燒器、或器壁燃燒器)而導至該爐1之裂解區段和3內之該等製程管4的外部之加熱介質而供應熱，並經由一排氣口10而離開。該進料經由該對流區段2及裂解區段3而加工後，使該產物流經產物氣體出口12，然後使其等通過一或多個淬火/熱交換器14及16(其等在文中稱為主要輸送管線交換器14及次要輸送管線交換器16)。然後使該等產物氣體沿著管線18送至下游加工設備，諸如一淬火塔及分離構件(圖中未顯示)。
在如上述的裂解操作期間，焦炭可在該等製程管4上形成。閥20係位於該烴進料管線6內，其可中斷該烴進料以進行去焦操作。該烴進料流中斷後，射出得自空氣導管22之蒸汽及/或空氣以移除製程管4的焦炭堆積。
在去焦期間，下游閥34、36可控制自該產物分離系統(圖中未顯示)離開的排除氣體及焦炭碎片。當關閉該烴進料閥20時，該下游加工系統(圖中示顯示)之閥34亦經關閉且一去焦排除閥36經開啟以使該去焦流出物沿著一排除管線38送至一去焦鼓(圖中未顯示)或該火箱。由於不能將空氣 導至該分離系統，所以該加工系統之閥34經關閉，且該排除閥36經開啟，一旦該烴進料流中斷且將空氣導入該蒸汽基質內以進行去焦時，可以使該流出物離開該分離系統。
在正常操作期間之裂解條件的混亂或故意改變會導致製程管4的冷卻及收縮。其接著會導致焦炭的破碎或粉碎。當該爐1自正常裂解操作轉為去焦操作時，粉碎亦可能發生。該粉碎的焦炭可向下流動且堵塞次要輸送管線交換器16之管42及/或下游製程。根據特定設計，該焦炭會進入該淬火塔內，使油/水分離步驟更難，或在去焦期間會進入火箱內，導致過量的微粒自加熱器煙囪排出。
現在參考圖2，其係闡明另一先前技藝裂解法之簡化製程圖，其中相同數字代表相同部件。如所闡明，該系統包括一可以使次要輸送管線交換器堵塞現象及該淬火水系統或火箱(圖中未顯示)之焦炭污染現象減至最少的“焦炭捕集器”50。該焦炭捕集器50位於次要輸送管線交換器16之上游，於其中得自該主要輸送管線交換器14之流出物之方向的改變會導致該焦炭持續直接進入該焦炭捕集器50內且該排出氣體會經由流送管線52返回次要輸送管線交換器16。該焦炭捕集器基本上為一長度之可在位於該主要輸送管線交換器14之後且位於次要輸送管線交換器16之前的加熱器出口內形成一“死腳(dead leg)”之管。
該焦炭捕集器係位於工廠內，因此可定期清空該焦炭且用車運走以進行棄置。不幸的是，該如圖2內所闡明的設計並未提供用於使該焦炭捕集器與該加熱器流出物隔 離的裝置，因此必需在使用時取出加熱器1並冷卻以將該焦炭捕集器50清理乾淨。冷停機會影響加熱機零件並導致產率損失。此外，製造用於延長操作時間長度之該焦炭捕集器可需要很大的體積，且於此長時間裡在該焦炭捕集器內留下的焦炭及可能存在的少許焦油會形成難以移除的黏聚物。
發明概要
本揭示文提供用於包括可在正常操作或蒸汽備用期間可清空一焦炭捕集器，藉以克服如文中論述之先前設計之缺點的方法。文中揭示之該等焦炭捕集器及製程可保護次要輸送管線交換器免於污垢且不會限制加熱器冷停機之間的時間。該等設計考慮到去焦選擇方案(諸如當在火箱內而非在去焦炭鼓內進行去焦時)之衝擊。而且，在各實施例中提出製程及成本的考慮因素；例如去焦閥很昂貴，且文中揭示的製程可變換該去焦閥之位置以促進焦炭捕集器操作且使該總操作流程方案不必增加一昂貴的閥。
在一方面中，文中所揭示的實施例係有關於一用於減少積垢的方法，該方法包括：經由一流送導管自一連續或半連續製程內將一製程流輸送至一製程裝置，該製程流包含一氣態餾份及一污垢餾份，且其中該流送導管支線致使(i)在進入該製程裝置內之前，該氣態餾份的流動改變方向、及(ii)該污垢餾份之流動持續進入一污垢收集裝置或其部份內；在該污垢收集裝置或其部份內聚積一數量之該 污垢餾份；並自該污垢收集裝置內離析並清空經聚積的污垢餾份。
在另一方面中，文中所揭示的實施例係有關於一用於減少積垢的系統，該系統包括：一流送導管，經由該流送導管將一製程流(其包含一氣態餾份及一污垢餾份)，自一連續或半連續製程輸送至一製程裝置；一在該流送導管內之支線，其中該支線致使(i)在進入該製程裝置內之前，該氣態餾份之流動改變方向、及(ii)該污垢餾份之流動持續進入一污垢收集裝置或其部份內；該污垢收集裝置，其中該污垢收集裝置具有一用於在該污垢收集裝置內聚積一數量之該污垢餾份的體積；及用於自該污垢收集裝置內離析並清空經聚積污垢餾份的構件。
在另一方面中，文中所揭示的實施例係有關於一用於減少熱交換器積垢的方法，該方法包括：在第一熱交換器內冷卻一得自連續或半連續製程的製程流以形成含一氣態餾份及一污垢餾份的冷卻流出物；經由一流送導管將該冷卻排出物輸送至第二熱交換器，其中該等流送導管支線致使(i)在進入該第二熱交換器內之前，該氣態餾份之流動改變方向、及(ii)該污垢餾份之流動持續進入一污垢收集裝置內；在該污垢收集裝置或其第一部份內聚積一數量之該污垢餾份；並自該污垢收集裝置內離析並清空經聚積的污垢餾份。
在另一方面中，文中所揭示的實施例係有關於一用於減少熱交換器積垢的系統，該系統包括：一用於冷卻 一得自連續或半連續製程之製程流以形成含一氣態餾份及一污垢餾份的冷卻流出物之第一熱交換器；一用於將該冷卻流出物直接輸送至第二熱交換器的流送導管；一在該流送導管內之支線，其中該支線致使(i)在進入該第二熱交換器內之前，該氣態餾份之流動改變方向、及(ii)該污垢餾份之流動持續進入一污垢收集裝置內；該污垢收集裝置，其中該污垢收集裝置具有一用於聚積一數量之該污垢餾份的體積；及用於自該污垢收集裝置內離析並清空經聚積的污垢餾份之構件。
在另一方面中，文中所揭示的實施例係有關於一用於製造烯烴的方法，該方法包括：在一裂解周期期間，於可裂解烴之至少一部份以形成一含烯烴及副產物(其包括較重的烴及焦炭)之流出物的條件下，使一烴進料及可擇地蒸汽通過一加熱器的輻射加熱室內之一換熱管；於可將該換熱管之至少一部份去焦以形成一去焦流出物的條件下，使氮、蒸汽、空氣、及氧中之至少一者通過一加熱器的輻射加熱室內之一換熱管；冷卻主要輸送管線交換器內之該流出物或去焦流出物以形成含一氣態餾份及一污垢餾份之冷卻流出物；經由一流送導管將該冷卻排出物輸送至次要輸送管線交換器，其中該等流送導管支線致使(i)在至少該裂解周期期間，在進入該次要輸送管線熱交換器內之前，該氣態餾份之流動改變方向、及(ii)該污垢餾份之流動持續進入一焦炭捕集器內；聚積該焦炭捕集器或其第一部份內之一數量的該污垢餾份；並在不需要使該加熱器停機 的情況下，自該焦炭捕集器或其第二部份內清空經聚積的污垢餾份。
在另一方面，文中所揭示的實施例係有關於一用於製造烯烴的系統，該系統包括：一加熱器；一或多用於以下步驟之換熱管：(a)在一裂解周期期間，於可裂解該烴之至少一部份以形成一含烯烴及副產物(其包括較重的烴及焦炭)的流出物之條件下，使一烴進料及可擇地蒸汽通過該加熱器之一輻射加熱室；(b)在一去焦周期期間，於將該換熱管之至少一部份去焦以形成一去焦流出物的條件下，使氮、蒸汽、空氣、及氧中之至少一者通過該加熱器之輻射加熱室；一用於冷卻該流出物或焦炭流出物以形成含一氣態餾份及污垢餾份之冷卻流出物的主要輸送管線交換器；一用於將該冷卻流出物輸送至一次要輸送管線交換器之流送導管；一在該流送導管內之支線，其中該支線致使(i)於至少該裂解周期期間，在進入該次要輸送管線熱交換器內之前，該氣態餾份之流動改變方向、及(ii)該污垢餾份之流動持續進入一焦炭捕集器內；該焦炭捕集器，其中該焦炭捕集器具有一或多個具有一用於聚積一數量之該污垢餾份之體積的部份；及在不需將該加熱器停機的情況下，用於自該焦炭捕集器或其部份內清空經聚積的污垢餾份之構件。
自以下說明及附加申請專利範圍可知其它方面及優點。
1，301‧‧‧火燒管式爐
2，302‧‧‧對流區段
3，303‧‧‧裂解區段
4，304‧‧‧製程管
6，306‧‧‧烴進料管線
7，52，307，315，352‧‧‧流送管線
8，308‧‧‧加熱介質入口
10，310‧‧‧排氣口
12，312‧‧‧產物氣體出口
14，314，340‧‧‧主要輸送管線交換器
16，316‧‧‧次要輸送管線交換器
18，42，318‧‧‧管線
20，320，372，374，400‧‧‧閥
22，322‧‧‧空氣導管
34，36，334，336‧‧‧下游閥
38‧‧‧排除管線
50‧‧‧焦炭捕集器
338‧‧‧管線；導管
350‧‧‧輸送管線；流線導管；支線
354‧‧‧焦炭捕集器之第一部份(死腳部份)
355，365‧‧‧支線點
360‧‧‧流送導管
364‧‧‧底部份
366‧‧‧底閥
370‧‧‧焦炭捕集器之末端部份
379‧‧‧箱
380‧‧‧曲折部位
382‧‧‧沖蝕障壁
392‧‧‧連接器
410‧‧‧通風管
圖1為一用於烴裂解之先前技藝方法的簡化製程圖。
圖2為一用於烴裂解之先前技藝方法的簡化製程圖。
圖3為一根據文中所揭示的實施例之用於減少熱交換器積垢之方法的簡化製程圖。
圖4為一根據文中所揭示的實施例之用於減少熱交換器積垢之方法的簡化製程圖。
圖5為一根據文中所揭示的實施例之用於減少熱交換器積垢之方法的簡化製程圖。
圖6為一根據文中所揭示的實施例之用於減少熱交換器積垢之方法的簡化製程圖。
較佳實施例之詳細說明
在一實施例中，文中之實施例一般而言係有關於一用於烴裂解的方法。更明確地，文中所揭示的實施例係有關於用於裂解乙烷及丙烷以製造乙烯及丙烯的系統及方法，以及在正常裂解操作期間及在該系統的定期去焦期間進行這些系統的有效維護。
總而言之，在石化工業內，熱交換器之積垢為一常見問題。如上述，在正常操作期間，裂解條件的混亂或故意改變會導致輻射部件管的冷卻及收縮、焦炭的破碎或粉碎、及焦炭或碎片向下游流動、堵塞該次要輸送管線交換器或下游製程。
文中所揭示的實施例係有關於一在連續或半連續製程內用於減少熱交換器積垢的方法。此外，文中所揭 示的實施例可用於預防其它製程設備，諸如泵、閥、壓縮機、及其中污垢之堆積為非所欲或固體組份之存在為非所欲的其它一般設備之積垢。最後，就火箱去焦步驟而言，使進入該火箱內之大焦炭顆粒的數量減至最小有助於促進該焦炭的完全燃燒並減少該加熱器煙囪排放物。在某些實施例中，在不需要中斷該連續或半連續製程之一或多個部份的情況下，可隔離並清空該污垢收集裝置。使用本方法，並不必將該污垢餾份輸送至該第二熱交換器裝置。此外，在不需要使製程重要的製程操作停機的情況下，可定期自該收集裝置內清空該經聚積污垢以提供操作的連續性或改良的製程方面，諸如減少的應力、再啟動的容易性、增加的產率、及可自有關於烴裂解法之以下實施例內所強調的其它優點。
現在參考圖3，係闡明在烯烴製造期間，一用於減少熱交換器積垢及或煙囪排放物之方法實施例的簡化製程圖。一火燒管式爐301係用於裂解烴以產生乙烯及其它烯系化合物。該火燒管式爐301具有一對流區段302及一裂解區段303。該爐301含有一或多條製程管304，一旦施加熱時，經由烴進料管線306饋入其間的烴類可經裂解以產生產物氣體，諸如乙烯及丙烯。根據其它實施例，亦可使用其它烴類(諸如C5、C6及較重的烴類)以製造烯烴。在該等裂解反應期間，可產生呈副產物形式的焦炭及焦油。可經由，諸如流送管線307另外饋入蒸汽以作為稀釋劑。經由加熱介質入口308(諸如爐床燃燒器、地面燃燒器、或器壁燃燒器) 而藉一導至該爐301之裂解區303內之該等製程管304的外部之加熱介質供應熱，並經由一排氣口310而離開。該進料經由對流區段302及裂解區段303加工後，使該等產物氣體流經產物氣體出口312，然後通過一或多個輸送管線交換器314及316，其等在文中被稱為主要輸送管線交換器(PTLE 314)及次要輸送管線交換器(STLE 316)。然後沿著管線318將該等產物氣體送至下游加工設備，諸如一淬火塔及分離構件(圖中未顯示)。
如上述，在裂解期間，可在該等製程管304上形成焦炭。閥320係位於該烴進料管線306內，其可中斷該烴進料以便進行去焦操作。該烴進料流中斷後，自一空氣導管322射出蒸汽及/或空氣以移除自製程管304所堆積的焦炭。
在去焦期間，下游閥334、336可控制該流出氣體及焦炭碎片離開該產物分離系統(圖中未顯示)的方向。當關閉該烴進料閥320時，該下游加工系統(圖中未顯示)之閥334亦經關閉且一去焦流出閥336經開啟可沿著一流出管線308將該去焦流出物送去，諸如一去焦鼓(圖中未圖示)或該火箱(諸如經由加熱介質入口308或一另一燃燒裝置)。一旦該烴進料流中斷，由於空氣不能導至該分離系統，所以該加工系統之閥334經閉合且該流出閥336經開啟以使該流出物離開該分離系統並將空氣導入該蒸汽基質內以進行去焦。
輸送管線315分支位於STLE 316之上游，且流送導管350係以和在輸送管線315內之流動相同的一般方向延 伸，且流送管線352係自輸送管線315轉向而成斜角。流送導管350、352的一般方向致使該物料流的動量將該焦炭/污垢送入導管350內且該等產物氣體流經導管352並進入STLE 316內以進一步冷卻並饋至下游操作(圖中未顯示)。
如上述，在正常裂解期間，閥336在正常情況下係呈閉合狀。如在本實施例內所闡明，該焦炭捕集器之第一部份354或死腳可被視為在支線點355與閥336間之流送導管350的體積。可按需要調整該焦炭捕集器的本部份大小以暫時聚積進入該焦炭捕集器內的污垢。
在某些實施例內，該第一部份354的體積可經調整以收集一數量之在單一裂解周期或其一部份期間所產生的焦炭/污垢。在其它實施例中，該第一部份之大小可經調整以適於進行超過一次裂解周期，因此可適合當焦炭產量大於預期或大於在典型操作期間時的階段。
在去焦前的高蒸汽備用期間，可藉閥336之循環而使死腳部份354清空並進入該焦炭捕集器的其餘體積內。當閥334及336之位置經轉換以進行去焦操作時，該經聚積之污垢會通過閥336進入流送導管360內。
與輸送管線315類似，流送導管350支線之流送導管360係與和在輸送管線350內之流動相同的一般方向延伸，且流動管線338係自輸送管線350轉向而成斜角。流送導管360及338的一般方向致使該物料流之動量能在去焦期間使該流出物內之經聚積污垢及任何固體組份進入導管360內並使自PTLE 314內回收的去焦流出物的蒸汽組份改 變方向且流經導管338通至下游操作(圖中未顯示)，諸如去焦鼓或火箱。
如所闡明，在去焦操作期間，該焦炭捕集器之第二部份364或死腳可被視為在支線點365與閥366間之流送導管352的體積。該焦炭捕集器之本部份可經調整大小以暫時聚積被帶入該焦炭捕集器內之焦炭/污垢，諸如在單一裂解及去焦周期期間或在多次裂解及去焦周期期間所產生的焦炭/污垢。該等部份354及356之大小的調整應該可致使焦炭/污垢不會被帶入物料流338內或被帶至下游操作，諸如前述去焦鼓或火箱。
該焦炭捕集器之末端部份370可位於該工廠內，因此該經聚積之焦炭/污垢可定期經清空並用車裝運以便棄置。可經由，諸如輪或堆高機，而移動於其內清空該經聚積之污垢之箱379、容器、漏斗、或結構體，且可以使其鄰近該末端部份370、或當所欲或必要，可暫時放置以便清空。
根據文中所揭示的各實施例之焦炭捕集器亦可包括其它閥、艙壁、探孔、或其它功能性連接器。例如可提供閥372以作為一用於自該經聚積焦炭/污垢內清除任何較輕之烴類，然後棄置的蒸汽供應入口。作為另一實例，可提供閥374作為一使該經聚積污垢淬火的冷卻水入口，並提供一可預防潛在性火石材料接觸空氣之液體環境。亦可提供其它入口及出口以進行氮滌洗或掃刷、清潔、或其它目的。若所欲或有利，可經由使用一彎角連接器以防止污 垢之堆積，使該等連接器中之一或多個連接至該焦炭捕集器。
現在參考圖4，係闡明一用於在烯烴製造期間減少熱交換器積垢或煙囪排放物之方法實施例的簡化製程圖，其中相同數字代表相同部件。在本實施例中，PTLE 314之排除管線315係水平地橫貫。該汽相流出物可改變進入支線352內的方向並流至STLE 316的上頭。該物料流之動量可以使該污垢向前進入支線350內，其能有效地分離該污垢與蒸汽並保護STLE 316免於潛在的堵塞現象。
較佳在一直立定向的流送導管內聚積污垢以使清空步驟更容易。由於支線350係呈臥式，所以可提供一曲折部位380以在該(等)操作周期期間將該污垢送入部份354內以進行聚積。在某些實施例中，可藉使用一管線肘管、三通管、或類似連接器而提供曲折部位380。在其它實施例中，曲折部位380可以是具有一沖蝕障壁382之肘管。在其它實施例中，可藉使用三通管(其一腳可充填焦炭顆粒、固體金屬墊或可形成沖蝕障壁382之其它合適材料)而提供曲折部位380。當曲折部位380為三通管時，該沖蝕障壁382可以與該三通管之其餘部位成為一體，或可以是一可移動式模塞或墊，因此不需要拆開曲折部位380之總體即可進行該沖蝕障壁的例行置換或修補。
除了上述之其它閥外，圖4亦包括一***管390，其可移除水或在正常操作、蒸汽滌洗、或水冷卻期間，可沉降在該焦炭捕集器內之其它液體。亦如在本實施例內所 闡明。箱379可以是任何類型之收集裝置，其包括不需要不漏氣封口之開放型結構體。其可假定管線338係饋至一去焦鼓而非火箱內。因此，去焦閥336可以使該製程物料流得到正性離析，其係假定當底閥366(經開啟以清空該污垢時並無其它加熱器欲在相同去焦鼓內進行去焦。
現在參考圖5，係闡明一用於在烯烴製造期間減少熱交換器積垢之方法實施例的簡化流程圖，其中相同數字代表相同部件。在本實施例中，係使用一可撓型連接器392或其它連接裝置使收集箱379與閥366連接以得到一總密封性系統。當與圖4內之焦炭/污垢的開放型清空步驟比較時，圖5之該密封系統可提供較大的抗接觸焦炭、苯、或其它化學物種之保護作用。在填充(該焦炭捕集器的清空)期間，該箱379係經由流送管線338排至該去焦鼓或火箱。除了暴露之可能性減少外，當在一火箱內進行去焦時，圖5內所闡明的該實施例亦可較佳，因為該火箱內之壓力可能超過下游壓力，其會導致熱煙道氣經由該去焦管線被推回。
如在圖3-圖5之該等實施例、組合或其等之顯著的變式內所闡明，係將該去焦管線338併入該焦炭捕集器內。在該焦炭捕集器內之去焦管線338下方的該管材之體積應該足以聚積焦炭/污垢且不會堵塞去焦管線338。因此，在該焦炭捕集器之清空時間必然取決於所提供的該體積及在操作期間之典型焦炭產量。大體積或例行清空可防止該去焦管線338的堵塞。或者，可提供一位準測量裝置，藉以使該焦炭捕集器之經聚積位準達到該去焦管線338之前，可 經例行性清空。
亦由於將去焦管線338併入該去焦捕集器內，所以該STLE未經去焦。雖然如圖1之方法內所示，在去焦期間，可移除該STLE內之部份堆積，已預期經由使用根據圖3-圖5內所闡明的實施例及文中所揭示的焦炭捕集器，可顯著減少在正常操作期間發生在該STLE內的堆積，其意指可能僅需要進行該STLE之定期維護，且即便就圖1的製程而言，或者可例行進行定期維護(例如當該去焦管線係在該STLE之上游移動時，已預期不需額外維護支出)。作為另一差異性，該STLE在去焦操作期間僅在一側上具有流程。在去焦操作期間，其會導致效率及熱回收的少許損失，並對該等STLE組件造成壓力。可藉該總系統之改良操作性而彌補該少許的效率損失。此外，當欲在殼側維持流程時，僅管側製程被中斷，在該STLE上之額外應力應該具耐受性(在用於預期示差熱膨脹之正常設計標準範圍內)。
在某些實施例中，可較佳維持該STLE之去焦管線上游以防止，諸如上述之效率損失及應力。現在參考圖6，係闡明一用於在烯烴製造期間減少熱交換器積垢之方法實施例的簡化製程圖，其中相同數字代表相同部件。在本實施例中，該去焦管線338及去焦閥336係位於STLE 316之下游。該焦炭捕集器可經由閥400而與該加熱器隔離，該閥400可以是一與用於圖3-圖5之實施例的閥336類似，因此在該焦炭捕集器之清空期間，可隔離該底部份364。雖然本系統可有利地維持熱回收效率，其仍需要額外的去焦閥(群)， 因此會增加該總系統的資本及維護支出。
在圖5內且如上述，在該焦炭捕集器清空以送入箱379內的期間，該去焦管線可排於蒸汽。在圖6之該實施例中，一小通風管410可位於箱379與該去焦管線之間以在該去焦捕集器清空期間進行通風。
如上述，在正常操作期間，裂解條件之混亂或故意改變會導致輻射區段管之冷卻及收縮。其接著會導致焦炭之破碎或粉碎。當該加熱器自正常裂解操作轉變為去焦操作時，粉碎現象亦可能發生。該經粉碎的焦炭可向下游流動並堵塞該次要輸送管線熱交換器及或下游製程。根據該特定設計，該焦炭會進入該淬火塔，因此使油/水分離更難或在去焦期間進入該火箱內，導致過量的微粒排出物來自該加熱器煙囪。
有利的是，文中所揭示的實施例可提供包括在正常操作或蒸汽備用期間可清空一焦炭捕集器的方法。文中所揭示的焦炭捕集器及製程可保護該次要輸送管線熱交換器免於污垢且不會限制在加熱器冷停機間的時間。該等設計有考慮到去焦選擇的影響，諸如當至一火箱而非去焦鼓進行去焦時。而且，在各實施例內有提出製程及成本的考慮；例如去焦閥相當昂貴，且文中所揭示的製程可以變換該去焦閥的位置以促進焦炭捕集器操作且不會使該總操作流程方案增加一昂貴的閥。此外，文中所揭示的實施例可藉在火箱去焦期間自該火箱內排除大部份焦炭而減少排放物。
雖然該揭示文包括有限的實施例數，熟悉本項技藝者基於本揭示文的利益，可知只要不違背本揭示文的範圍，可想出其它實施例。因此，該範圍應該僅受限於附加申請專利範圍。
301‧‧‧火燒管式爐
302‧‧‧對流區段
303‧‧‧裂解區段
304‧‧‧製程管
306‧‧‧烴進料管線
307，315，352‧‧‧流送管線
308‧‧‧加熱介質入口
310‧‧‧排氣口
312‧‧‧產物氣體出口
314，340‧‧‧主要輸送管線交換器
316‧‧‧次要輸送管線交換器
318‧‧‧管線
320，372，374‧‧‧閥
322‧‧‧空氣導管
334‧‧‧下游閥
338‧‧‧管線、導管
350‧‧‧流送管線
354‧‧‧焦炭捕集器之第一部份(死腳部份)
355，365‧‧‧支線點
360‧‧‧流送導管
364‧‧‧底部份
366‧‧‧底閥
370‧‧‧焦炭捕集器之末端部份
379‧‧‧箱

Claims (20)

  1. 一種用於減少積垢的方法，該方法包含：經由一流送導管而自一連續或半連續製程將含一氣態餾份及一污垢餾份之製程流輸送至一製程裝置，其中該流送導管分支以致使(i)在進入該製程裝置內之前，該氣態餾份的流動改變方向，及(ii)該污垢餾份之流動持續進入一污垢收集裝置內；在該污垢收集裝置內聚積一數量的該污垢餾份；自該污垢收集裝置內離析並清空經聚積之污垢餾份；以及其中該製程裝置包含泵、熱交換器、閥、及壓縮機中之至少一者。
  2. 如請求項1之方法，其中該離析及清空係在不需要中斷該連續或半連續製程之一或多部份的情況下進行。
  3. 一種用於減少積垢之系統，該系統包含：一流送導管，用於經由該流送導管而自一連續或半連續製程將含一氣態餾份及一污垢餾份之製程流輸送至一製程裝置，一在該流送導管內之支線，其中該支線致使(i)在進入該製程裝置內之前，該氣態餾份的流動改變方向，及(ii)該污垢餾份之流動持續進入一污垢收集裝置內；該污垢收集裝置，其中該污垢收集裝置具有一用於將一數量的該污垢餾份聚積在該污垢收集裝置內之體 積；用於自該污垢收集裝置內離析並清空經聚積之污垢餾份的構件；以及其中該製程裝置包含泵、熱交換器、閥、及壓縮機中之至少一者。
  4. 如請求項3之系統，其中該用於離析及清空之構件被建構為允許在不需要中斷該連續或半連續製程之一或多部份的情況下，進行離析及清空。
  5. 一種用於減少熱交換器積垢之方法，該方法包含：在第一熱交換器內冷卻一得自一連續或半連續製程的製程流以形成含一氣態餾份及一污垢餾份的冷卻流出物；經由一流送導管而將該經冷卻之流出物輸送至第二熱交換器，其中該流送導管分支以致使(i)在進入該第二熱交換器內之前，該氣態餾份的流動改變方向，及(ii)該污垢餾份之流動持續進入一污垢收集裝置內；在該污垢收集裝置內聚積一數量的該污垢餾份；並自該污垢收集裝置內離析並清空經聚積污垢餾份。
  6. 如請求項5之方法，其中該離析及清空係在不需要中斷該連續或半連續製程之一或多部份的情況下進行。
  7. 如請求項5之方法，其中該聚積步驟包含在該污垢收集裝置之第一部份內聚積一數量之該污垢餾份，該方法進一步包含：將該經聚積之污垢輸送至該污垢收集裝置之第二部 份；其中該離析步驟包含自該污垢收集裝置之第二部份內離析該污垢收集裝置之第一部份。
  8. 一種用於減少熱交換器積垢之系統，其包含：一用於冷卻一來自連續或半連續製程之一製程流以形成含一氣態餾份及一污垢餾份之冷卻流出物的第一熱交換器；一用於經由第二熱交換器而輸送該經冷卻之流出物的流送導管；一在該流送導管內之支線，其中該支線致使(i)在進入該第二熱交換器內之前，該氣態餾份之流動改變方向，及(ii)該污垢餾份之流動持續進入一污垢收集裝置內；該污垢收集裝置，其中該污垢收集裝置具有一用於聚積一數量之該污垢餾份的體積；及用於自該污垢收集裝置內離析並清空經聚積之污垢餾份的構件。
  9. 如請求項8之系統，其中該用於離析及清空之構件被建構為允許在不需要中斷該連續或半連續製程之一或多部份的情況下進行離析及清空。
  10. 如請求項8之系統，其中該污垢收集裝置包含：一具有一用於聚積一數量該污垢餾份之體積的第一部份；一用於接收得自該第一部份之經聚積之污垢餾份 的第二部份；及一用於自該第二部份隔離該第一部份以允許在不需要中斷該連續或半連續製程之一或多部份的情況下，自該第二部份離析並清空經聚積之污垢的閥。
  11. 一種用於製造烯烴之方法，該方法包含：在一裂解周期期間，係於裂解該烴之至少一部份以形成一含烯烴及副產物(其包括較重烴及焦炭)之流出物的條件下，使該烴進料及可擇地蒸汽通過一加熱器的輻射加熱室內之一換熱管；在一去焦周期期間，係於裂解該換熱管之至少一部份以形成一去焦流出物的條件下，使氮、蒸汽、空氣、及氧中之至少一者通過一加熱器的輻射加熱室內之一換熱管；在主要輸送管線交換器內冷卻該流出物或去焦流出物以形成含一氣態餾份及一污垢餾份之經冷卻流出物；經由一流送導管而將該冷卻流出物輸送至次要輸送管線交換器，其中該等流送導管分支以致使(i)在至少該裂解周期期間，在進入該次要輸送管線交換器內之前，該氣態餾份的流動改變方向，及(ii)該污垢餾份的流動持續進入一焦炭捕集器；在該焦炭捕集器內聚積一數量之該污垢餾份；並在不使該加熱器停機的情況下，自該焦炭捕集器清空經聚積之污垢餾份。
  12. 如請求項11之方法，其中該聚積步驟包含在該焦炭捕集 器之第一部份內聚積一數量之該污垢餾份，該方法進一步包含：將該經聚積之污垢輸送至該污垢收集裝置之第二部份；在該清空步驟前，將該焦炭捕集器之第一部份自該焦炭捕集器之第二部份隔離。
  13. 如請求項12之方法，進一步包含在該清空步驟前，以蒸汽、水、及氮中之至少一者接觸該焦炭捕集器之第二部份內的經聚積之污垢。
  14. 如請求項12之方法，其中自該第一部份將經聚積污垢輸送至該第二部份係起始於自該煉焦周期轉換至該去焦周期之時。
  15. 如請求項14之方法，其中，在該去焦周期期間，該去焦流出物通過該焦炭捕集器之至少該第一部份。
  16. 一種用於製造烯烴之系統，該系統包含：一加熱器；一或多用於以下步驟之換熱管a)在一裂解周期期間，於裂解該烴之至少一部份以形成一含烯烴及副產物(其包括較重的烴及焦炭)之流出物的條件下，使該烴進料及可擇地蒸汽通過該加熱器之一輻射加熱室；b)在一去焦周期期間，於將該換熱管之至少一部份去焦以形成一去焦流出物的條件下，使氮、蒸汽、空氣、及氧中之至少一者通過該加熱器之輻射加熱室； 一用於冷卻該流出物或去焦流出物以形成含一氣態餾份及一污垢餾份之冷卻流出物的主要輸送管線交換器；一用於將該冷卻流出物輸送至一次要輸送管線交換器之流動導管；一在該流送導管內之支線，其中該支線致使(i)在至少該裂解周期期間，在進入該次要輸送管線交換器內之前，該氣態餾份的流動改變方向，及(ii)該污垢餾份之流動持續進入一焦炭捕集器內；該焦炭捕集器，其中該焦炭捕集器具有一或多具有一用於聚積一數量之該污垢餾份的體積之區段；及用於在不需要使該加熱器停機的情況下，自該焦炭捕集器或其一區段內清空經聚積之污垢餾份的構件。
  17. 如請求項16之系統，其中該焦炭捕集器包含：一具有一用於聚積一數量之該污垢餾份之體積的第一區段；一用於接收得自該第一部份之經聚積之污垢餾份的第二區段；及一用於使該第一部份與第二部份隔離以允許在不需要使該加熱器停機的情況下自該第二部份離析並清空經聚積之污垢的閥。
  18. 如請求項17之系統，進一步包含用於以蒸汽、水、及氮中之至少一者接觸該焦炭捕集器之第二區段內的經聚積之污垢的流送導管。
  19. 如請求項17之系統，其中該系統被建構為開啟用於隔離之該閥以於自該煉焦周期轉換至該去焦周期時，自該第一部份將該經聚積之污垢輸送至該第二部份。
  20. 如請求項19之系統，進一步包含一位於該用於隔離之閥之下游的去焦流送導管且其被建構為允許該去焦流出物經由該焦炭捕集器之第一區段，自該主要輸送管線交換器流至該去焦管線。
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