0035]輻射盤管設計者努力實現短停留時間、高穩和低烴分壓。盤管長度和直徑通過每個盤管的進料速率、與溫度性能有關的盤管冶金學、和盤管中焦炭的沉積速率而確定。盤管范圍從低進料速率下的單個小直徑管和每個爐許多盤管到高進料速率下的長的大直徑管和每個爐較少的盤管。可采用管的各種組合。例如，并聯的四根窄管可進料至兩根也是并聯的更大直徑的管，后者則進料至串聯連接的更大的管。因此，盤管長度、直徑、和串聯/并聯流動的安排在爐和爐之間可廣泛地加以變化。爐，由于它們的設計性質特征，通常要根據它們的制造商來提及。本發明適用于任何熱解爐，包括但不限于:由LUmmUS，M.W.Kellog&C0.'Mitsubishi，Stone&Webster Engineering Corp.、KTI Corp.、Linde—Selas制造的那些，等等。
[0036]由所述爐中流出的裂解的烴的下游加工相當地不同，并具體地基于起始烴原料是氣體還是液體。由于本發明僅使用液體全餾分原油作為原料，本文中的下游加工將針對液體進料的烯烴裝置來描述。對于現有技術中來自液體原料、石腦油至柴油的裂解的氣體烴和對于本發明的全餾分原油的下游加工，比氣體原料更加復雜，因為在所述原料中存在更重的烴組分。
[0037]就液體烴原料的下游加工而言，盡管它可在各裝置間有所變化，但通常對爐流出物在例如前述的在線換熱器中進行熱交換以后進行油急冷。因此，所述裂解的烴料流經過初級分餾以除去重液體例如燃料油，然后壓縮未冷凝的烴，并從中除去酸性氣體和水。然后分別分離各種所希望的產物，例如乙烯、丙烯、每分子具有4個碳原子的烴的混合物、燃料油、高溫分解汽油和高純度氫氣料流。
[0038]根據本發明，提供了使用全餾分原油液體(沒有經過分餾、蒸餾等)作為烯烴裝置熱解爐的初始(起始)原料的方法。通過這樣做，本發明消除了對把全餾分原油耗資巨大地蒸餾成各種餾分例如從石腦油至柴油以充作爐的起始原料的需要，而這種蒸餾如上文所述，是現有技術中首先要做的。
[0039]如以上所提到的，使用液體烴初始原料比使用氣體烴初始原料更加復雜，因為液體中存在較重的組分而氣體中不存在。當使用全餾分原油時作為初始原料與使用液體石腦油或柴油作為初始原料時，情況更是如此。就全餾分原油而言，存在更多的通常為液體的烴組分，且它們的天然熱力學趨勢就保持在液體狀態。液體原料需要熱能來把液體加熱至其蒸發溫度，對于較重的組分來說，該蒸發溫度會是非常高的，還要加上這些組分的蒸發潛熱。
[0040]如以上所提到的，出于裂解的目的，要求被送到輻射區的預熱了的烴料流處于氣體狀態，對于使用全餾分原油作為進料到爐中的起始原料來說，這里存在著挑戰。也高度希望使前述的較重組分不進入輻射區和不進入即便是對流區較高溫部分，因為如果較重組分與輻射盤管的內壁接觸，會導致在盤管中生成令人討厭的焦炭。通過本發明，即使使用全餾分原油作為起始原料，也避免了生成過量的焦炭。這與多數現有技術相反，現有技術教導說，直接把全餾分原油進料到常規蒸汽爐是不可行的。
[0041]通過本發明，避免了使用全餾分原油作為爐的初始進料的前述問題，并通過首先采用蒸發功能而不是蒸發/溫和裂解合并的功能，實現了送入爐的輻射區的烴料流的完全蒸發，其中溫和裂解不是本方法的實質性目標。取決于所使用的原料，例如魚油原料和急冷油(下文中有定義)，本發明的蒸發步驟可涉及微量的溫和裂解或沒有溫和裂解，但溫和裂解不是本發明的目標。對于含有烴質組分的原料而言，輕微程度的溫和裂解在某些環境中恰恰是不可避免的。
[0042]可使用獨立的蒸發設備來實施本發明，所述蒸發設備單獨地且獨立于對流區和輻射區進行操作，并可用作(I)爐的整體部分，例如在爐的內部在對流區之中或附近但位于輻射區的上游和/或(2)本身在爐的外部但與爐以流體連通。當采用在爐的外部時，全餾分原油初始原料在爐的對流區進行預熱，流出所述對流區和所述爐至單獨設立的蒸發設備。然后把這個單獨設立的設備的氣體烴產物送回到所述爐中以進入它的輻射區。如果希望，可在不同于所述爐的對流區的地方實施預熱，或以所述爐的內部和/或外部的任意組合來預熱，且仍落在本發明的范圍之內。
[0043]本發明的蒸發設備接收已經被預熱至例如約500 —約750° F、優選約550 —約650° F的全餾分原油初始原料。與所述原料的完全蒸發所需要的溫度相比，這是較低的溫度范圍，并且是本發明的新穎性特征的一部分。該較低的預熱溫度范圍幫助避免了當按照本發明操作時在預熱區中結垢或生成焦炭。這種預熱優選地，但不是必須地，發生在以這種原油作為初始原料的所述爐的對流區。
[0044]因此，本發明的蒸發操作步驟中的第一區采用蒸氣/液體分離，其中預熱的原料料流中的氣體烴和其它氣體(如果有的話)與預熱后保持液態的那些組分分離。前述的氣體從該蒸氣/液體分離區除去并送到所述爐的輻射區。
[0045]在該第一區例如上區中，蒸氣/液體分離以本領域公知且顯而易見的任何常規方式、各種方法和手段來分離出液體。用于液體蒸氣/液體分離的適宜的設備包括具有蒸氣切向入口的液體分離容器、離心分離器、常規的旋風分離器、schoepentoeters、葉輪液滴分離器(vane droplet separator)等。
[0046]這樣與前述蒸氣分開的液體運動至第二區，例如較低的區。這可通過如下文圖2所示的外部管道系統來完成。或者這可在所述蒸發設備的內部來完成。進入并沿著該第二區的長度運動的液體與逆流而來的料流例如上升料流相遇。不含所除去的氣體的該液體，接受該逆流而來的料流的熱能的全部影響和稀釋效果。
[0047]該第二區可載有至少一種液體分布設備例如多孔板、槽式分布器、雙流體盤、升氣管型塔盤、噴射噴嘴等。
[0048]該第二區也可在其一部分中載有一個或多個常規的蒸餾塔填充材料以促進液體和氣體在該第二區中的緊密混合。
[0049]隨著液體烴運動(下降)穿過該第二區，它的大部分被與之接觸的高能量蒸汽所蒸發。這使得更難以蒸發的烴組分能夠繼續下降并經受越來越高的蒸汽與液體烴的比例和越來越高的溫度以使得它們能夠被蒸汽的能量和降低了的液體烴分壓與升高了的蒸汽分壓共同蒸發。此外，就特定的原油原料組成而言，所述蒸汽也可提供能量用于一些微量的溫和熱裂解以降低液體中各種物質的分子量，從而使它們能夠蒸發。然而，因為在本發明中采用的新型步驟，如果發生溫和裂解，它會少量發生甚至幾乎不發生。對于在本發明中用作初始原料的特定的輕質全餾分原油，基本上僅發生蒸發而很少或不發生溫和裂解。
[0050]通過本發明，并與現有技術相反，蒸發(基本上沒有液體烴在本發明的蒸發設備中溫和裂解)被最大化而液體組分的溫和裂解被最小化，如果沒有消除的話。這通過向蒸發設備中導入急冷油并定期從該設備中排出急冷油和來自原油原料的液體烴的混合物來實現。以這種方式，以原油和急冷油的恰當組合，可單獨通過蒸發功能來生成用來給爐的輻射區進料的合意量的烴蒸氣。就其它和不同組成的原油和/或急冷液體而言，會發生一些微量的溫和裂解，但甚至在這種情況下，單獨通過蒸發功能將生成大多數的合意的烴蒸氣。
[0051]圖1顯示了典型的裂解操作(裝置)1，其中爐2具有上部對流區C和下部輻射區R，二者靠交叉連接(參見圖2)。原料5將在爐2中裂解，但在裂解前，要確保基本上完全蒸發，它首先在區域6中預熱，然后與稀釋蒸汽7混合，且所得到的混合物進一步在區域8中加熱，區域8位于區C的比區域6更熱的區域。然后將所得到的蒸氣混合物送入輻射區R，并分配至一個或多個輻射盤管9。收集盤管9的裂解的氣體產物并通過管線10將其送到多個在線換熱器11 (圖1中的TLE)，在那里所述裂解的氣體產物被冷卻到熱裂解功能基本上終止的程度。通過在TLEll的下游立刻注入再循環的冷卻的急冷油20來進一步冷卻裂解的氣體產物。所述急冷油和氣體混合物經由管線12送到油急冷塔13中。在塔13中，它與烴質液體急冷物質例如來自管線14的高溫分解汽油接觸以進一步冷卻所述裂解的氣體產物并冷凝和回收額外的燃料油產物。產物24的一部分在一些額外的冷卻(未示出)之后經由管線20再循環至管線12中。裂解的氣體產物經由管線15從塔13回收并送到水急冷塔16中，在那里它與由塔16的較低部分回收的再循環的冷卻水17接觸。在塔16中，水17冷凝出液體烴部分，該液體烴部分的一部分被用作液體急冷物質14，和一部分經由管線18移出用于在別處的其它加工。未進入管線20中的急冷油部分24的一部分作為燃料油而移出并在別處加工。
[0052]將如此加工的裂解氣體產物從塔16中移出并經由管線19送到壓縮和分餾設備21中，其中前述的單獨的產品料流作為裝置I的產品而回收，這些單獨的產品料流被概括性地以管線23來表示。
[0053]圖2顯示了本發明的方法應用至圖1的爐2的一個實施方案。出于簡化和簡短起見，圖2是非常粗略的，如以上所述，實際的爐是非常復雜的結構。在圖2中，爐2顯示出具有進入預熱區6的初始原料料流5。出于上述原因，原料I可與稀釋蒸汽(未示出)在其進入區域6之前混合和/或在區域6的內部混合。區域6是爐的預熱區。原料5穿過區域6并且當被加熱到前述的合意的溫度范圍時通過管線25離開區域6。在常規的烯烴裝置中，該預熱的原料將與稀釋蒸汽混合，然后將離開區域6 (例如爐的對流區C)進入圖1的區域8，然后進入爐2的輻射區R。然而，根據本發明，預熱的原料(主要由來自原料5的烴液體和烴蒸氣組成的混合物)改為通過管線25在約500 —約750° F下送至單獨設立的蒸發設備26，設備26在該實施方案中位于爐2的外