一種烯烴的生產(chǎn)方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種烯烴的生產(chǎn)方法，該方法包括將裂解原料置于裂解爐管中，在裂解條件下進(jìn)行裂解，得到裂解產(chǎn)物烯烴，其中，所述裂解爐管包括裂解爐管基體、附著在裂解爐管基體內(nèi)壁表面的粘結(jié)層和附著在所述粘結(jié)層表面的抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層；所述粘結(jié)層為能夠粘結(jié)所述裂解爐管基體和抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層并能夠防止焦炭與裂解爐管基體接觸的涂層，所述抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層為能夠防止焦炭與裂解爐管基體接觸且不與裂解原料和/或裂解產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)的涂層；所述粘結(jié)層和抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層具有微孔結(jié)構(gòu)，所述粘結(jié)層的微孔結(jié)構(gòu)的平均孔半徑小于所述抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層的微孔結(jié)構(gòu)的平均孔半徑。本發(fā)明專利技術(shù)提供的烯烴生產(chǎn)方法操作簡單、抗結(jié)焦性能好。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及。
技術(shù)介紹
乙烯是石油化工行業(yè)最重要的基礎(chǔ)原料之一。目前，生產(chǎn)乙烯的方法以管式爐裂解技術(shù)為主，該技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。但是在乙烯的生產(chǎn)過程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生結(jié)焦和滲碳的問題，從而使裂解爐的爐管內(nèi)徑變小，管內(nèi)壓降增大，阻礙了裂解反應(yīng)的正常進(jìn)行，影響了乙烯的收率，降低了生產(chǎn)效率。此外，裂解的高溫很容易促使裂解爐的爐管內(nèi)壁滲碳，即積碳與爐管基材發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致爐管材料性能弱化，影響爐管的使用壽命，縮短裂解爐的運(yùn)行周期。因此，當(dāng)爐管管壁溫度達(dá)到允許極限或壓降達(dá)到一定程度時(shí)，為了保證裂解爐爐管的正常運(yùn)行，必須停爐進(jìn)行清焦。由此可見，開發(fā)出能夠減少烴類·裂解爐爐管結(jié)焦的方法是生產(chǎn)乙烯的重點(diǎn)發(fā)展方向，對當(dāng)前石化工業(yè)具有很大的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目前，抑制裂解爐爐管結(jié)焦的方法主要有以下幾種(1)控制生產(chǎn)的原料和生產(chǎn)過程，例如，采用芳烴含量低、氫含量高的原料；采用加氫處理、芳烴抽提等工藝；(2)改變裂解爐爐管的材質(zhì)，即盡可能地減少能夠引起催化結(jié)焦的Fe、Ni等元素的含量；(3)改變裂解爐爐管構(gòu)造，例如，可在裂解爐管中增設(shè)強(qiáng)化傳熱構(gòu)件；(4)在裂解原料中添加結(jié)焦抑制劑，但是，添加結(jié)焦抑制劑不僅會(huì)對下游產(chǎn)品帶來污染，還會(huì)對裂解爐爐管造成一定程度的腐蝕性；(5)通過等離子噴涂、熱濺射、氣相沉積等方法在裂解爐管的內(nèi)表面形成一層兼具力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性的涂層，減少烴類物質(zhì)與爐管的直接接觸，從而降低爐管表面Fe、Ni的催化活性，減小爐管表面的摩擦系數(shù)，有效防止結(jié)焦顆粒的黏附，可以有效減少結(jié)焦的產(chǎn)生。例如，US 6537388公開了采用含有Cr、Si的化合物負(fù)載在乙烯爐管中，經(jīng)鈍化處理后，Cr、Si元素?cái)U(kuò)散到爐管基體金屬中形成Cr-Si底層，然后采用熱濺射的方法，將含有Si、Al的化合物噴涂到Cr-Si底層上，熱處理后形成Si-Al外層。盡管上述方法能夠在一定程度上抑制結(jié)焦的速度，延長運(yùn)行周期，但該方法工藝復(fù)雜，設(shè)備成本高，所制備的爐管涂層的應(yīng)用價(jià)值不顯著。又如，CN 1399670A公開了一種裂解反應(yīng)器的金屬壁的處理方法,該方法包括在300-1100°C下，將與待裂解有機(jī)物接觸的金屬表面用含有至少一種硅化合物和至少一種硫化合物的水蒸氣氣流進(jìn)行預(yù)處理，從而降低金屬壁上的結(jié)焦。再如，CN 1928020A公開了在裂解裝置用蒸汽和空氣燒焦后，用含硫和硅的化合物組成的預(yù)處理劑，在爐管金屬上首先沉積一層硫與二氧化硅的混合涂層，以提高涂層與裂解爐管的結(jié)合力；在第一層涂層完畢后，繼續(xù)加入含硅的化合物，同時(shí)加入含鎂的化合物，在二氧化硅與硫表面形成一層二氧化硅與氧化鎂的復(fù)合陶瓷涂層，以減少烴類裂解反應(yīng)產(chǎn)生的焦炭。但是上述方法均存在涂層耐高溫、耐沖刷能力較差，以及含硫化合物會(huì)污染環(huán)境的問題，因而，限制了它們在實(shí)際生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是為了克服在烯烴生產(chǎn)過程中裂解爐管容易結(jié)焦，且采用現(xiàn)有技術(shù)的方法對裂解爐管進(jìn)行處理得到的涂層的耐高溫、耐沖刷能力較差、會(huì)對環(huán)境造成污染以及工藝復(fù)雜的缺陷，而提供一種應(yīng)用抗結(jié)焦性能好、耐高溫、耐沖刷、環(huán)保的裂解爐管進(jìn)行烯烴生產(chǎn)的方法。本專利技術(shù)提供了，該方法包括將裂解原料置于裂解爐管中，在裂解條件下進(jìn)行裂解，得到裂解產(chǎn)物烯烴，其中，所述裂解爐管包括裂解爐管基體、附著在裂解爐管基體內(nèi)壁表面的粘結(jié)層和附著在所述粘結(jié)層表面的抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層；所述粘結(jié)層為能夠粘結(jié)所述裂解爐管基體和抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層并能夠防止焦炭與裂解爐管基體接觸的涂層，所述抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層為能夠防止焦炭與裂解爐管基體接觸且不與裂解原料和/或裂解產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)的涂層；所述粘結(jié)層和抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層具有微孔結(jié)構(gòu)，所述粘結(jié)層的微孔結(jié)構(gòu)的平均孔半徑小于抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層的微孔結(jié)構(gòu)的平均孔半徑。 通常情況下，裂解爐管基體含有鐵和鎳，所述鐵和鎳在高溫下可催化烯烴生成絲狀的焦炭，該焦炭附著在裂解爐管上，使?fàn)t管內(nèi)徑變小、管內(nèi)壓降增大，縮短了裂解爐的運(yùn)行周期；通過在裂解爐管的基體上設(shè)置抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層，能夠有效地阻止鐵和鎳等活性組分與烴類的接觸，從而大大降低了結(jié)焦的可能，提高了烯烴的產(chǎn)率、增長了裂解爐的運(yùn)行周期。本專利技術(shù)的專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，在所述裂解爐管基體和抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層之間設(shè)置粘結(jié)層，能使基體和涂層間結(jié)合得更為牢固，從而大大提高了所得裂解爐管的耐沖刷能力；且所述粘結(jié)層和抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層具有微孔結(jié)構(gòu)，通過控制所述粘結(jié)層的微孔結(jié)構(gòu)的孔徑小于抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層的微孔結(jié)構(gòu)的孔徑，可以使得所得的裂解爐管的抗結(jié)焦性能非常優(yōu)異；推測原因可能是，所述抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層能防止焦炭與裂解爐管基體的接觸，退一步說，即使有少部分焦炭滲透進(jìn)抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層，但是通過控制所述多孔結(jié)構(gòu)的粘結(jié)層的孔徑小于多孔結(jié)構(gòu)的抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層的孔徑，能進(jìn)一步防止?jié)B透進(jìn)抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層的這部分焦炭與裂解爐管基體接觸，從而有效降低了裂解爐管的抗結(jié)焦、抗?jié)B碳性能。在本專利技術(shù)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述形成抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層的第一漿料混合物和/或第二漿料混合物中固相的平均顆粒直徑大于所述第一溶膠的平均顆粒直徑，通常來說，裂解爐管基體的粗糙度是較小的，通過控制溶膠具有較小的顆粒直徑，能保證所述溶膠能夠緊密地貼合在裂解爐管基體上，而平均粒徑較大的抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層又能與所述粘結(jié)層緊密貼合，實(shí)現(xiàn)了涂層之間的連續(xù)過渡，進(jìn)一步增強(qiáng)了所得裂解爐管各層之間的結(jié)合力，即提高了其耐沖刷能力，增長了其使用壽命。通過本專利技術(shù)所得的裂解爐管的抗結(jié)焦、抗?jié)B碳的效果以及耐沖刷能力均非常好。本專利技術(shù)的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。具體實(shí)施例方式以下對本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本專利技術(shù)，并不用于限制本專利技術(shù)。根據(jù)本專利技術(shù)，所述烯烴的生產(chǎn)方法包括將裂解原料置于裂解爐管中，在裂解條件下進(jìn)行裂解，得到裂解產(chǎn)物烯烴，其中，所述裂解爐管包括裂解爐管基體、附著在裂解爐管基體內(nèi)壁表面的粘結(jié)層和附著在所述粘結(jié)層表面的抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層；所述粘結(jié)層為能夠粘結(jié)所述裂解爐管基體和抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層并能夠防止焦炭與裂解爐管基體接觸的涂層，所述抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層為能夠防止焦炭與裂解爐管基體接觸且不與裂解原料和/或裂解產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)的涂層；所述粘結(jié)層和抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層具有微孔結(jié)構(gòu)，所述粘結(jié)層的微孔結(jié)構(gòu)的平均孔半徑小于抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層的微孔結(jié)構(gòu)的平均孔半徑。根據(jù)本專利技術(shù)，通過控制所述粘結(jié)層的微孔結(jié)構(gòu)的孔徑小于抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層的微孔結(jié)構(gòu)的孔徑，可保證焦炭不與或幾乎不與裂解爐管接觸。且本專利技術(shù)的粘結(jié)層與抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層的微孔結(jié)構(gòu)的孔徑可以在很大范圍內(nèi)變動(dòng)，只要滿足所述粘結(jié)層的微孔結(jié)構(gòu)的孔徑小于抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層的微孔結(jié)構(gòu)的孔徑、且能起到防止焦炭與裂解爐管接觸即可，優(yōu)選情況下，所述粘結(jié)層的微孔結(jié)構(gòu)的平均孔半徑為O. 2-10nm，所述抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層的微孔結(jié)構(gòu)的平均孔半徑為O. 5_15nm。 本專利技術(shù)對所述粘結(jié)層與抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層的微孔結(jié)構(gòu)的孔容沒有特別地限制，但為了防止出現(xiàn)因?yàn)榭兹葸^大，抗結(jié)焦、抗?jié)B碳性能下降，以及因?yàn)榭兹葸^小，所述粘結(jié)層與抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層的耐膨脹和收縮性能不佳的問題，優(yōu)選情況下，所述粘結(jié)層的孔容為O. 01-1. lmL/g，優(yōu)選為O. 1-0. 8mL/g ;所述抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層的孔本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種烯烴的生產(chǎn)方法，該方法包括將裂解原料置于裂解爐管中，在裂解條件下進(jìn)行裂解，得到裂解產(chǎn)物烯烴，其特征在于，所述裂解爐管包括裂解爐管基體、附著在裂解爐管基體內(nèi)壁表面的粘結(jié)層和附著在所述粘結(jié)層表面的抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層；所述粘結(jié)層為能夠粘結(jié)所述裂解爐管基體和抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層并能夠防止焦炭與裂解爐管基體接觸的涂層，所述抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層為能夠防止焦炭與裂解爐管基體接觸且不與裂解原料和/或裂解產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)的涂層；所述粘結(jié)層和抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層具有微孔結(jié)構(gòu)，所述粘結(jié)層的微孔結(jié)構(gòu)的平均孔半徑小于所述抗結(jié)焦、抗?jié)B碳層的微孔結(jié)構(gòu)的平均孔半徑。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郟景省，王紅霞，王申祥，王國清，
申請(專利權(quán))人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司北京化工研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：