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一种可在线除焦的超 声波急冷装置及其应用

阅读：383发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种可在线除焦的超声波急冷装置及其应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于石油化工裂解技术领域，具体涉及一种可在线除焦的超声波急冷装置，并进一步公开利用该超声波急冷装置进行的裂解急冷工艺及在线除焦工艺。本发明所述超声波急冷装置将超声波技术与急冷技术结合，形成超声波与急冷器的组合装置，既具有普通急冷器的功能，同时利用超声波技术解决了急冷设备入口易结焦的问题，更加突破传统急冷器只输送气体物料的弊端，将热水引入急冷器管程内，并利用设置的超声波分布器，将超声波高效传导到急冷器管程的焦层上，热水使焦层的范德华力减弱，焦层逐步分解为微粒并脱落，实现在线除焦处理。可广泛应用于石油化工热裂解工艺。，下面是一种可在线除焦的超声波急冷装置及其应用专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种可在线除焦的超声波急冷装置，其特征在于，包括急冷器本体(1)，所述急冷器本体(1)内部设置有管程(7)，用于高温裂解产物进行热交换实现急冷；且所述急冷器本体(1)的急冷器外壁(8)与所述管程(7)的侧壁之间形成容纳急冷介质的壳程(6)；
所述超声波急冷装置还包括设置于所述管程(7)入口处的超声波分布器(5)，以及与所述超声波分布器(5)顺次连接的超声波换能器(3)和超声波发生器(2)。
2.根据权利要求1所述的可在线除焦的超声波急冷装置，其特征在于，所述超声波分布器(5)为筛板状结构分布器，且所述超声波分布器(5)的筛孔与所述管程(7)的筛孔位置及尺寸一一对应设置。
3.根据权利要求1或2所述的可在线除焦的超声波急冷装置，其特征在于，所述超声波换能器(3)与所述超声波分布器(5)的夹角为-45°～45°。
4.根据权利要求1-3任一项所述的可在线除焦的超声波急冷装置，其特征在于，所述超声波分布器(5)选自适宜于超声波传导的铝、铁、镍、铜、铬金属中的一种或是几种的合金钢。
5.根据权利要求1-4任一项所述的可在线除焦的超声波急冷装置，其特征在于，所述超声波分布器(5)的筛板为圆形或方形结构，所述超声波分布器(5)的厚度为1-90mm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的可在线除焦的超声波急冷装置，其特征在于，所述超声波分布器(5)与所述超声波换能器(3)之间设置有冷却器(4)。
7.根据权利要求1-6任一项所述的可在线除焦的超声波急冷装置，其特征在于，所述超声波发生器(2)频率为10kHz-220kHz。
8.一种基于权利要求1-7任一项所述可在线除焦的超声波急冷装置进行的裂解急冷工艺，其特征在于，包括将裂解炉产生的高温裂解产物通入所述超声波急冷装置进行急冷处理的步骤，以获得降温后的裂解物料。
9.一种基于权利要求1-7任一项所述可在线除焦的超声波急冷装置进行的在线除焦工艺，其特征在于，包括向所述管程(7)内通入温度30-95℃热水进行除焦的步骤。
10.一种热裂解工艺，其特征在于，包括按照权利要求8所述的裂解急冷工艺对所述高温裂解产物进行急冷处理的步骤，以及按照权利要求9所述的在线除焦工艺对所述急冷器进行在线再生的步骤。

说明书全文

一种可在线除焦的超 声波急冷装置及其应用

技术领域

[0001] 本发明属于石油化工裂解技术领域，具体涉及一种可在线除焦的超声波急冷装置，并进一步公开利用该超声波急冷装置进行的裂解急冷工艺及在线除焦工艺。

背景技术

[0002] 裂解，又称热解、热裂、热裂解或高温裂解，系指有机化合物受热分解和缩合生成相对分子质量不同的产品的过程。裂解与干馏及烷烃的裂化反应有相似之处，同属于热分解反应。工业上，裂解反应可用于合成化工产品，比如二氯乙烯裂解可生成聚氯乙烯(PVC)；此外，也可用于将生物质能或废料转化为低害或可以利用的物质，例如制取合成气。

[0003] 裂解装置是有机化工行业的核心设备，它将长链的有机物分解为小分子物质，通过精馏分离，得到不同种类的化学品，提供给下游工业装置。在裂解工艺中，裂解原料在裂解装置中经过高温裂解后会产生裂解气，其组分主要含有目标产品H2、C2H4、C3H6、混合C4、芳烃(C6-C8)等，另外还含有苯乙烯、茚类、二烯烃等成分。高温裂解气需要经过废热锅炉冷却，再经急冷器进一步冷却后，将裂解气的温度降到200-300℃之间；并将经急冷器冷却后的裂解气依次经过汽油分馏塔油冷和急冷水塔水冷后进一步冷却至常温，在冷却过程中分馏出裂解气中的重组分，如轻、重燃料油、裂解汽油、水分等，并进一步回收热量，这个环节称为裂解气的急冷处理。

[0004] 急冷步骤是热裂解工艺中较为重要的一个环节，其作用是使高温裂解反应器中反应完成的物料快速冷却到反应温度以下温度，以降低二次反应，提高目标产物收率，同时副产高压蒸汽。目前，急冷的方法主要有两种，其一是直接急冷，即用急冷剂(油或水)与裂解气直接接触，急冷下来的油、水密度相差不大，存在分离困难，污水量大，不能回收高品位的热量的缺陷；其二是间接急冷；其目的是回收高品位的热量，产生高压水蒸气作动力能源以驱动裂解气、乙烯、丙稀的压缩机，汽轮机及高压水阀等机械，同时终止二次反应。

[0005] 急冷器是裂解装置中重要的设备，广泛用于降温和终止反应过程。现有急冷器的壳程多为筒体，其内装有热水，利用水的汽化潜热来吸收管程物料放出的热量，以达到冷却物料的目的。急冷器内部的管程多为直管结构，经裂解炉反应器出来的物料直接进入急冷器管程，并在管程中进行冷却后引出急冷器，完成物料的急冷过程。但在实际生产中，进入急冷器管程中的高温物料会由于温度骤降而发生冷凝，导致物料会粘附在管程的内壁上，并随着时间的推移，管程内粘附物质经逐步累积，常导致管程中的物料流动不畅，并进而引起压降升高。如果不及时采取措施进行清理，最终将完全堵塞急冷器，不得不停炉进行检修。由于急冷器的稳定运行在乙烯等工艺生产中起到相当重要的作用，一旦失效，将严重影响装置的正常运行，甚至停炉。

[0006] 目前，各个乙烯工厂的急冷器普遍存在急冷器管程逐渐结焦，导致压降升高，进而影响乙烯的收率；甚至，当急冷器结焦严重的堵塞管程，不得不停炉进行空气烧焦和人工水力清焦，以及急冷器的再生。目前急冷器的传统再生工艺多采用空气烧焦法加人工水力清焦法的方式，通常空气烧焦两个周期就要进行人工水力清焦。因此，一个完整再生工艺周期包括：两个周期空气烧焦加一次人工清焦(液体原料两个周期为90天左右)。

[0007] 空气烧焦法，顾名思义即空气和水蒸气的混合物进行烧焦，通过将空气和水蒸气加热至800℃左右，通入急冷器管程，让热空气和水蒸气与管程内的焦层发生反应，使之逐步消减；由于后端的急冷器构造与前端的裂解炉炉管不同，热空气和水蒸气到达急冷器后烧焦温度较低，使空气烧焦的效果大打折扣，无法有效清除焦层，部分未清除和无法发生反应的物质仍然紧贴在管壁上；因此，依然存在着烧焦两个周期就必须进行水力清焦的问题。人工水力清焦法，是一种物理清除法，通常需要完全停止裂解炉的运行，并拆卸急冷器封头，利用机械转头、高压水等物理清焦对急冷器进行清焦，由于急冷器内部管程多达几十上百根，不仅费时费工，还容易造成遗漏，甚至在清洗作业过程中，破坏管程结构，造成急冷器失效，不仅影响装置的正常生产，还增加装置的能耗物耗，严重影响装置的经济效益。

[0008] 为了解决上述问题，中国专利CN102925196B公开了一种油气急冷器高温裂解气入口除焦装置，通过在进气管的油气出口处同心设置除焦蒸汽环管，除焦蒸汽环管上设置蒸汽孔，实现利用蒸汽除焦；但该方案只能解决急冷入口结焦问题，对于急冷器内部易结焦的问题仍然无法有效解决，更无法实现对生成的焦层进行在线清除。又如中国专利CN107541238A公开的热裂解模拟实验装置及除焦方法，涉及的循环急冷回收系统包括由混合急冷器、间接急冷器、旋风分离器、气体循环泵以及冷却器组成的裂解气循环急冷回路；所述的急冷系统将急冷水注入急冷器内焦层，清除注水管附近的结焦；但该方案的回收系统较为复杂，需要添加额外的循环系统，这大大增加了设备投资和工艺复杂性，不仅经济实用性较差，且只能清除注水管附近的结焦，依然无法解决急冷器内部的结焦问题。

[0009] 由于急冷器的运行周期直接关系到裂解工艺的运行周期，急冷器的运行周期越长，停炉烧焦的次数就越少，裂解装置的有效生产时间越长，吨乙烯的能耗越低，装置的经济技术性就会越好。在当今传统能源日趋减少，碳排放问题越来越受到人们的重视的时候，具有节能效果的可减少烧焦的急冷器，在节省能源消耗，减少环境污染，降低生产成本方面都有重要的现实意义。因此，如何在不改变急冷器主体结构和增加少量设备投资的情况下，有效改善急冷器易结焦及在线再生的问题，以确保急冷器的连续运作，是当前多数乙烯生产装置面临的问题，更具有重要的实际意义。

发明内容

[0010] 为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种可在线除焦的超声波急冷装置，以解决现有技术中裂解急冷器易结焦影响其工作效率且无法实现在线再生的问题；

[0011] 本发明所要解决的第二个技术问题在于提供一种裂解急冷工艺；

[0012] 本发明所要解决的第三个技术问题在于提供一种在线除焦工艺。

[0013] 为解决上述技术问题，本发明所述的一种可在线除焦超声波急冷装置，包括急冷器本体，所述急冷器本体内部设置有管程，用于高温裂解产物进行热交换实现急冷；且所述急冷器本体的急冷器外壁与所述管程的侧壁之间形成容纳急冷介质的壳程；

[0014] 所述超声波急冷装置还包括设置于所述管程入口处的超声波分布器，以及与所述超声波分布器顺次连接的超声波换能器和超声波发生器。

[0015] 所述超声波分布器为筛板状结构分布器，且所述超声波分布器的筛孔与所述管程的筛孔位置及尺寸一一对应设置。

[0016] 所述超声波换能器与所述超声波分布器的夹角为-45°～45°，并优选-30°～30°。

[0017] 所述超声波分布器选自适宜于超声波传导的铝、铁、镍、铜、铬金属中的一种或是几种的合金钢。

[0018] 所述超声波分布器的筛板为圆形或方形结构，所述超声波分布器的厚度为1-90mm。

[0019] 所述超声波分布器与所述超声波换能器之间设置有冷却器。

[0020] 所述超声波发生器频率为10kHz-220kHz。

[0021] 本发明还公开了一种基于所述可在线除焦的超声波急冷装置进行的裂解急冷工艺，包括将裂解炉产生的高温裂解产物通入所述超声波急冷装置进行急冷处理的步骤，以获得降温后的裂解物料。

[0022] 本发明还公开了一种基于所述可在线除焦的超声波急冷装置进行的在线除焦工艺，即包括向所述管程内通入温度30-95℃热水进行除焦的步骤。

[0023] 本发明还公开了一种热裂解工艺，包括按照所述的裂解急冷工艺对所述高温裂解产物进行急冷处理的步骤，以及按照所述的在线除焦工艺对所述急冷器进行在线再生的步骤。

[0024] 所述高温裂解产物包括石油烃类热裂解产物。

[0025] 本发明还公开了一种热裂解工艺，包括按照所述的可在线自清洁裂解急冷工艺对所述高温裂解产物进行急冷处理以及急冷器再生的步骤。

[0026] 本发明所述超声波急冷装置，在现有急冷器结构的基础上，通过在所述急冷器的管程入口处设置顺次连接的超声波发生器-超声波换能器-超声波分布器，利用超声波发生器发出均匀声强的超声波，并经过超声波换能器转换为机械能，并在超声波分布器的作用下，使超声波高效且均匀的传导到急冷器的管程上，利用超声波的电极化以及其电极化所伴随着弥散作用，将导致正负电荷在介质表面重新排布，并对流经表面的物料离子或颗粒产生感应力，对部分粒子产生排斥力，对相同电荷的粒子产生弥散作用，可有效阻碍高温物料中焦炭的聚集，减少管程内侧管壁的结焦层，提高急冷器的传热效率。

[0027] 本发明所述超声波急冷装置将超声波技术与急冷技术结合，形成超声波与急冷器的组合装置，既具有普通急冷器的功能，同时利用超声波技术解决了急冷设备入口易结焦的问题，更加突破传统急冷器只输送气体物料的弊端，将热水引入急冷器管程内，并利用设置的超声波分布器，将超声波高效传导到急冷器管程的焦层上，热水使焦层的范德华力减弱，并在超声波时速200km的微射流作用下，焦层逐步分解为微粒并脱落，且效果显著，可广泛应用于石油化工热裂解工艺，能够使传统急冷器的运转周期提高，可延长急冷器的运转周期，提高急冷器的效率，增加裂解炉的有效生产时间，提高裂解产物的产量，可减少停工次数，从而减少开工、停工及清焦过程中的大量燃料消耗，降低了生产及维护成本，有效增加经济效益；同时，所述急冷器可有效减少副反应的发生，可以提高乙烯等主要产品的收率，保持产生的乙烯、丙烯等目标产物的高收率状态，不再继续反应生成其他副产品，从而提高装置的技术指标，具有良好的社会效益；同时，本发明所述装置的内部结构设计合理，便于制造，便于安装，便于检维修；且超声波发生器结构独立，可通过固定架连接在急冷操作的各种场合，接入方式简单，应用灵活。

[0028] 本发明所述超声波急冷装置在不改变传统急冷器的工作模式下，仅对现有急冷器进行设备改造，在急冷器外适当的位置增加超声波发生、分布及传导装置，并传送一定频率的声波，就可以实现连续的工作过程，不产生额外的三废，属于“绿色环保工艺”，对社会的发展而言可节省资源，延长地球资源的使用年限；对企业的发展而言，可以节约装置的投资，减少污染排放，提高产品质量，改善经营管理模式，降低生产劳动强度，增加生产的安全性。该方法及装置便于安装，可用于石油烃类热裂解的场合，尤其适合石油加工热处理。

[0029] 本发明所述的裂解急冷工艺基于所述的超声波急冷装置进行，同时通过向管程内注入热水的方式进行在线除焦，利用超声波的微射流作用，当给流体施加特定频率的超声波时，超声波在流体中传播时引发微射流作用，液体中的分子在声波的作用下振动，当声压达到一定值时发生喷射；这些微射流在超声波纵向传播形成的负压区生长，而在正压区迅速终止，从而在交替正负压强下受到压缩和拉伸。焦层在微射流的作用下逐步分解为微粒并脱落，达到急冷器在线除焦的作用，能够使传统急冷器的人力再生周期延长50～150％。急冷器的运行周期比较结构显示：(空白组)的急冷器按照传统工作模式，即正常工作+空气烧焦模式，投料运行累积时间为20小时，因为结焦严重，换热效率下降，出口温度就达到596℃，接近上限600℃，不得不停车清理；相同工艺条件下，超声波的急冷器(采用本发明所述的装置和工艺，即正常工作+空气烧焦+超声波再生)的投料运行累积时间为35小时，出口温度为595℃，停车清理，运行周期较空白组提高75％。与现有技术相比，本发明所述急冷工艺的连续运行周期更高，可提高10-30％。本发明所述急冷工艺可用于石油的热交换过程中，也可用于其他烃类的热交换工艺中，尤其适合气液两相物料的热交换过程。
附图说明

[0030] 为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，

[0031] 图1为本发明所述超声波急冷装置的结构示意图；

[0032] 图2为本发明所述超声波急冷装置纵向剖面的结构示意图；

[0033] 图中附图标记表示为：1-急冷器本体，2-超声波发生器，3-超声波换能器，4-冷却器，5-超声波分布器，6-壳程，7-管程，8-急冷器外壁。

具体实施方式

[0034] 实施例1

[0035] 如图1-2所示的结构，本发明所述的可在线除焦的超声波急冷器装置，包括急冷器本体1，所述急冷器本体1内部设置有多个管程7，用于高温裂解产物进行热交换实现急冷；而且所述急冷器本体1的急冷器外壁8与所述管程7的侧壁之间形成容纳急冷介质的壳程6，所述管程7内流通的所述高温裂解产物与所述壳程6内流动的急冷介质进行热交换，实现对所述高温裂解产物的急冷。本发明所述的超声波急冷器装置中，所述急冷介质选用水。

[0036] 本发明所述的超声波急冷器装置中，进入所述管程7的管程物料为反应后的高温裂解产物，主要包括乙烯、丙烯和焦油等，高温裂解产物的温度为790℃-860℃，通过急冷器内的管程7时，与壳程6内的水介质发生热交换，管程7内的高温裂解产物被降温至400℃-600℃，壳程7内的水则受热转化为蒸汽。作为优选的结构，本发明所述超声波急冷器装置中，所述急冷器本体1呈长圆柱体或长方体结构。

[0037] 为了减少所述急冷器的结焦现象，所述超声波急冷装置还包括设置于所述管程7的入口处的超声波分布器5，以及与所述超声波分布器5顺次连接的超声波换能器3和超声波发生器2。所述超声波发生器2发出的超声波经所述超声波换能器3转换为机械能，并经由所述超声波分布器5的均匀传导，超声波在导电材料中传播时引起的感应电场，导体表面电荷发生重新排布，对部分粒子产生排斥力，使裂解产物中的焦炭弥散，不易聚集在管壁上，从而维持急冷器的换热效率，延长其运转周期。

[0038] 优选的，本发明所述超声波分布器5为筛板状结构分布器，且更优选所述超声波分布器的筛孔与所述管程的筛孔位置及尺寸一一对应设置，即裂解物料需要先穿所述超声波过分布器5的筛孔后再穿过所述管程7的筛孔而进入所述管程7。由于所述急冷器本体1内设置有多个管程7，因此，需要设置所述超声波分布器5的筛孔数量与急冷器管程数量一致且所述超声波分布器5的筛孔的孔径与急冷器管程的孔径相一致。所述超声波分布器5同时在多个管程上经历超声波作用，进一步使裂解产物中的焦炭弥散，不易聚集在管壁上，解决急冷器易结焦的问题。

[0039] 本发明所述超声波分布器5为金属材质，具有较高的刚性要求；分布器的材质适宜于超声波的传导，不易衰减，可以是铝、铁、镍、铜、铬其中的一种或是几种的合金钢，优选为铁。

[0040] 本发明所述超声波分布器5优选为平面结构，且优选为圆形或方形结构，安装时尽量保证所述超声波分布器5与急冷器外壁8保证无缝硬性连接，可用法兰压紧式连接或焊接，焊接材料的材质应该与分布器的金属材质相同。且所述超声波分布器5的厚度为1-90mm，优选厚度在15-50mm。

[0041] 优选的，每个所述超声波分布器5与其对应的超声波换能器3之间设有冷却器4。为了避免急冷器的热传导损坏换能器，在所述超声波换能器3与所述超声波分布器5之间可安装冷却器4，该冷却器可以是翅片结构，也可以是其他构型，其作用为降低急冷器对换能器的热传导，以防止换能器过热，降低其效能。

[0042] 作为优选的结构，所述超声波换能器3与所述超声波分布器5的夹角为-45°～45°，即通过分布器释放的超声波与急冷器内管程上的物料流向呈45°-135°。实验研究表明，超声波换能器与分布器的夹角为＜45°或＞135°时，超声波的反射效应大幅增加，将导致能量衰减严重，不利于超声波感生电极化的作用。尤其当超声波换能器与分布器的夹角90°时，超声波的反射效应大幅增加，将导致能量衰减30％左右，因此，所述超声波换能器3与所述超声波分布器5的夹角为-30°～30°。

[0043] 本发明所述超声波急冷器装置中，所述超声波换能器3为圆柱形或圆锥形，优选超声波换能器3的端面为平面或曲面。

[0044] 所述超声波换能器3与所述超声波发生器2的连接方式为焊接或法兰连接，并控制所述超声波发生器2的频率为10kHz-220kHz。

[0045] 实际应用时，所述超声波发生器2可安装在防爆控制柜内，超声波发生器2与超声波换能器3相连接，所述超声波换能器3是磁致伸缩换能器、压电陶瓷换能器，超声波换能器为公知的各种类型。

[0046] 对于工业适用的可靠稳定的超声波发生器2与超声波换能器3，最大的输出功率只能达到4KW左右，实际应用中，能长周期稳定运行的额定功率只有3KW左右，要延长超声波作用时间的场合，可设置多组超声波工作，可以获得理想的提高效率的效果。

[0047] 本发明所述可在线除焦的超声波急冷装置具有裂解物急冷和在线除焦的功能，可用于裂解急冷工艺之用，以及急冷器的在线除焦工艺之用。

[0048] 实施例2

[0049] 本发明所述裂解急冷工艺，以所述可在线除焦的超声波急冷装置予以实施，高温裂解反应产物依次通过所述超声波分布器5的筛板入口及所述管程7的筛板入口而进入所述急冷装置，急冷后裂解反应产物通过急冷器的管程7的出口离开急冷器，热水由急冷器的壳程6入口进入所述急冷器，热水与管程中的高温裂解反应产物换热，热水吸收高温裂解气的热量后转化为高温高压蒸汽，由急冷器的壳程出口离开急冷器，管程的高温裂解气的温度由800℃左右降温至550℃左右，即进入急冷器的管程入口的高温物料与进入壳程的低温物料进行顺向传热，同时在多个管程上经历超声波作用，超声波发生器2将电能通过超声波换能器3转换为机械能的超声波，然后通过超声波分布器5释放给急冷器内的多个管程7内的物料，通过超声波的电极化效应，其产生的弥散作用可有效阻碍高温物料中焦炭的聚集，减少管程内侧管壁的结焦层，提高急冷器的传热效率以强化传热，并延长急冷器的运转周期。

[0050] 实施例3

[0051] 本发明所述的在线除焦工艺是对所述急冷器的再生工艺，对于管程内壁聚集有结焦层的急冷器进行在线除焦处理，即以所述可在线除焦的超声波急冷装置予以实施。

[0052] 本发明所述的在线除焦工艺，通过在向所述急冷器的管程中通入温度为30℃-95℃的热水进行。热水由急冷器的入口进入，首先经过所述超声波分布器5的筛板，再进入急冷器的管程，由急冷器的管程出口离开急冷器，急冷器的壳程同时通入30℃-95℃的热水，尽可能让多个管程和壳程同时经历超声波作用，超声波发生器2将电能通过超声波换能器3转换为机械能的超声波，然后通过超声波分布器5释放管程内的物料，通过超声波的微射流作用，液体中的分子喷射流冲击管程内壁的焦层，后者逐步分解为微粒并脱落，达到在线除焦的作用。除焦后的急冷器无需拆卸进行人工再生，可直接投料运行，延长急冷器的再生周期，大大提高再生效率，提升运行周期和经济效益。本实施例所释放的超声波能量以均匀的声强传播，超声波的声强为0.01-0.55w/cm2，优选0.1-0.4w/cm2。

[0053] 对于结焦层严重的急冷器，可以按照传统空气烧焦工艺之后，采用上述在线除焦及再生方法，即利用超声波的微射流作用，应用于石油化工热裂解。当给流体施加特定频率的超声波时，超声波在流体中传播时引发微射流作用，液体中的分子在声波的作用下振动，当声压达到一定值时发生喷射。这些微射流在超声波纵向传播形成的负压区生长，而在正压区迅速终止，从而在交替正负压强下受到压缩和拉伸。焦层在微射流的作用下逐步分解为微粒并脱落，达到急冷器在线除焦的作用。

[0054] 实验例

[0055] 1、中试试验

[0056] 为了对比超声波分布器的除焦效果，在某裂解中试装置上进行实验验证，裂解某种重质裂解原料，该原料在工业乙烯裂解炉普遍使用，由于该原料中的芳烃类成分较多，容易在裂解反应中结焦，尤其是在急冷器中结焦，影响装置的长周期运行。利用裂解中试实验装置，分别采用实施例1中超声波急冷器(实验组)、未加载超声波的普通急冷器(空白组)、以及加载超声波但不接筛板分布器的急冷器(对比组1)进行了实验评价。

[0057] 试验工艺条件为：裂解反应温度810℃，稀释比0.7，停留时间，0.32s。实验组采用的分布器为碳钢结构，厚度为5mm，分布器为平面，分布器面积为4cm2，分布器采用法兰压紧方式与壳程连接，超声波频率22Khz，换能器与筛板分布器的夹角为0°，超声波声强0.2w/cm2。空白组与对比组1所用急冷器的材质、规格尺寸均相同，对比组1不接分布器，直接将换能器采取法兰压紧方式与管程入口连接，控制超声波频率22Khz，超声波声强0.2w/cm2。各组运行数据见下表1。

[0058] 实验组：

[0059] 第1个周期：急冷器运行11小时，出口温度就达到598℃，停止投料，开始空气烧焦+超声波在线除焦，完毕后继续投料运行；

[0060] 第2个周期：运行9小时，出口温度就达到598℃，停止投料，开始空气烧焦+超声波在线除焦，完毕后继续投料运行；

[0061] 第3个周期：运行6小时，出口温度就达到598℃，停止投料，开始空气烧焦+超声波在线除焦，完毕后继续投料运行；

[0062] 第4个周期：运行3小时，出口温度就达到598℃，停止投料，开始空气烧焦+超声波在线除焦，完毕后继续投料运行；

[0063] 第5个周期：运行2小时，出口温度就达到598℃，停止投料，开始空气烧焦+超声波在线除焦，完毕后继续投料运行；

[0064] 实验组5个周期共计累计运行时间为31小时，对比数据见表2。

[0065] 空白组：

[0066] 第1个周期：急冷器运行11小时，因为结焦严重，换热效率下降，出口温度就达到598℃，接近上限600℃，停止投料，开始空气烧焦，空气烧焦完毕后继续投料运行；

[0067] 第2个周期：运行8小时，出口温度就达到598℃，接近上限600℃，停止投料，开始空气烧焦；为考察急冷器是否能够进行第3个周期运行，进行空气烧焦完毕后继续投料运行，运行1小时，因为结焦严重，出口温度就达到598℃，接近上限600℃，停止投料。实验表明第3个周期运行运行时间过短，非常不经济。3个周期累计运行时间为20小时。

[0068] 空气烧焦完毕后，拆卸急冷器后发现急冷器管程内壁附着大量焦层，尤其是在管程入口处，该焦层未能被空气烧焦脱除，一般烧焦2次就需要采用人工方法，利用高压水枪和气动转头工具等机械力除去。

[0069] 对比组1：

[0070] 第1个周期：急冷器运行11小时，出口温度就达到598℃，停止投料，开始空气烧焦+超声波再生，完毕后继续投料运行；

[0071] 第2个周期：运行9小时，出口温度就达到598℃，停止投料，开始空气烧焦+超声波在线除焦，完毕后继续投料运行；

[0072] 第3个周期：运行5小时，出口温度就达到598℃，停止投料，开始空气烧焦+超声波在线除焦，完毕后继续投料运行；

[0073] 第4个周期：运行2小时，出口温度就达到598℃，接近上限600℃，停止投料。

[0074] 4个周期累计运行时间为27小时。

[0075] 表1实验组、空白组与对比组1运行时间对比

[0076]

[0077] 上述中试试验效果显示，不接入筛板分布器的超声波急冷器装置，具有一定延长运转周期的效果，能够提高运行时间约20％，从而提高裂解装置的经济性。而本本发明的超声波急冷器装置具有延长运转周期的效果，尤其是在接入分布器之后，运行时间优势更为明显，能够明显提高运行时间55％，从而提高裂解装置的经济性。

[0078] 2、不同材质的筛板分布器效果对比实施方案

[0079] 为了对比分布器的不同材质效果，在某裂解中试装置上进行实验验证，裂解某种重质裂解原料，选用实验例1中实验组所用急冷器，以及与所述实验组相同结构的不锈钢材质超声波分布器(对比组2)进行实验评价。

[0080] 试验工艺条件为：裂解反应温度810℃，稀释比0.7，停留时间0.32s，试验过程采用的分布器厚度为5mm，分布器为平面，碳钢结构分布器面积为4cm2，分布器采用法兰压紧方式与管程连接，超声波频率22Khz，换能器与分布器的夹角为0°，超声波声强0.21w/cm2，运行时间对比数据见表2。

[0081] 表2不同材质分布器的运行时间对比

[0082]

[0083] 本发明所述的超声波急冷装置，中试试验效果显示，采用碳钢材质分布器的急冷器运行周期较长，较不锈钢材质延长11％左右的运行周期。

[0084] 3、不同厚度的筛板分布器效果对比实施方案

[0085] 为了对比不同厚度的筛板分布器对急冷器运转周期的影响，在某裂解中试装置上进行实验验证，裂解某种重质裂解原料，分别在5mm分布器(结构材质如前述实验组)、3mm分布器(对比组3)、8mm分布器(对比组4)3种条件下进行了实验评价。

[0086] 试验工艺条件为：裂解反应温度810℃，稀释比0.7，停留时间0.32s，试验过程采用的分布器厚度为5mm，分布器为平面，分布器面积为4cm2，分布器采用法兰压紧方式与管程连接，超声波频率22Khz，换能器与分布器的夹角为0°，超声波声强0.21w/cm2，对比数据见表3。

[0087] 表4不同厚度的筛板分布器的运行时间对比

[0088]

[0089] 本发明的超声波急冷装置，中试试验效果显示，8mm分布器(对比组5)的急冷器运行周期较长，较对比组4延长10％的运行周期。

[0090] 4、多组筛板分布器效果对比实施方案

[0091] 为了对比多组筛板分布器的不同材质效果，在某裂解中试装置上进行实验验证，裂解某种重质裂解原料，采用本发明实施例1装置和方法，分别在单组筛板分布器(结构材质如前述实验组)和2组筛板分布器(对比组5，2组筛板分布器分别设置在急冷器入口和出口)两种条件下进行了实验评价。

[0092] 试验工艺条件为：裂解反应温度810℃，稀释比0.7，停留时间0.32s，试验过程采用的分布器厚度为5mm，分布器为平面，碳钢结构分布器面积为4cm2，分布器采用法兰压紧方式与管程连接，超声波频率22Khz，换能器与分布器的夹角为0°，超声波声强0.21w/cm2，对比组3与对比组2对比数据见表4。

[0093] 表4多组筛板分布器的运行时间对比

[0094]

[0095] 本发明的超声波急冷装置，中试试验效果显示，采用2组筛板分布器的急冷器运行周期较长，较单组筛板分布器延长22％左右的运行周期，较传统急冷器延长90％左右的运行周期。

[0096] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

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