CN120569454A - 用于从集成塑料热解容器和蒸汽裂解炉去除沉积物的方法 - Google Patents

Abstract

用于从泵唧循环回路或简称为回路去除沉积物的方法。该方法可以包括使与容器流体连通的回路的第一端和第二端隔离以提供隔离段。隔离段可以包括设置在蒸汽裂解炉的对流段或蒸汽裂解炉外部的热交换器内的第一导管，该第一导管可以在其中包括炭。可以使第一端连接至含水流体/氧化剂源。可以使第二端连接至设置在对流段内的第二导管。可以将含水流体/氧化剂混合物引入第一端中，其可以通过流经隔离段被加热。加热的混合物可以流经第二导管以产生第二加热的混合物，其可以被引入蒸汽裂解炉的辐射段中。

Description

用于从集成塑料热解容器和蒸汽裂解炉去除沉积物的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求提交日为2023年1月19日的美国临时申请号63/480,614的优先权和权益，该临时申请的公开内容通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本公开涉及用于从集成塑料热解容器和蒸汽裂解炉去除沉积物(例如，炭(char)、沥青质、和/或焦炭)的方法。更具体地，此类实施方案涉及用于从集成塑料热解容器和蒸汽裂解炉去除炭、沥青质、和/或焦炭沉积物的在线和离线方法。

背景技术

焦炭是使烃蒸汽裂解的不期望的副产物，其在蒸汽裂解炉的内表面上(例如，在设置在蒸汽裂解炉的辐射段内的辐射管的内表面上)形成。炭是使塑料材料在塑料热解条件下裂解的不期望的副产物，其在设备(例如，塑料热解容器)的内表面上形成。

内表面上炭和/或焦炭的存在降低向经过其中的料流的热传递，这减少塑料材料的裂解的量并且减少烃的裂解的量。炭和/或焦炭的存在还可能导致内表面的组成的不期望的变化，例如，由于渗碳，导致设备的劣化。此外，炭、沥青质、和/或焦炭的存在可能限制材料通过系统的部件(诸如热交换器和输送管线)的流动，其最终可能导致足以使得工艺需要被停机以进行维护的堵塞。

因此，需要用于从集成塑料热解容器和蒸汽裂解炉去除炭和/或焦炭的改进的方法。本公开满足了该需要和其他需要。

发明内容

提供了用于从集成塑料热解容器和蒸汽裂解炉去除沉积物(例如，炭、沥青质、和/或焦炭)的方法和系统。在一些实施方案中，用于从热解工艺中的泵唧循环回路去除沉积物的方法，其中泵唧循环回路与用于使塑料裂解的容器流体连通，可以包括使与容器流体连通的泵唧循环回路的第一端和与容器流体连通的泵唧循环回路的第二端流体隔离以提供泵唧循环回路的流体隔离段。流体隔离段可以包括设置在蒸汽裂解炉的对流段或蒸汽裂解炉外部的热交换器内的第一导管。泵唧循环回路的流体隔离段可以包括沉积在第一导管的内表面上的炭。泵唧循环回路的隔离段的第一端可以流体连接至含水流体和氧化剂源。泵唧循环回路的隔离段的第二端可以与设置在蒸汽裂解炉的对流段内的第二导管流体连接。可以将来自含水流体和氧化剂源的含水流体和氧化剂引入泵唧循环回路的隔离段的第一端中。可以通过使含水流体和氧化剂流经泵唧循环回路的流体隔离段将含水流体和氧化剂加热以产生第一加热的混合物，该第一加热的混合物可以包括蒸汽以及以下中的至少一种：炭、任何未反应的氧化剂和通过使炭的至少一部分燃烧所产生的燃烧产物。第一加热的混合物可以流经第二导管以产生第二加热的混合物。可以将第二加热的混合物引入蒸汽裂解炉的辐射段中。

在其他实施方案中，用于从热解工艺中的泵唧循环回路去除沉积物的方法，其中泵唧循环回路与用于使塑料裂解的容器流体连通，可以包括将烃进料在蒸汽裂解炉的对流段内加热，和将烃进料与含水流体合并以产生可以包括烃和蒸汽的第一加热的混合物。加热可以在将烃进料与含水流体合并之前、期间、和/或之后进行。可以使与容器流体连通的泵唧循环回路的第一端和与容器流体连通的泵唧循环回路的第二端流体隔离以提供泵唧循环回路的流体隔离段。流体隔离段可以包括设置在蒸汽裂解炉的对流段或蒸汽裂解炉外部的热交换器内的第一导管。泵唧循环回路的流体隔离段可以包括沉积在第一导管的内表面上的炭。泵唧循环回路的隔离段的第一端可以流体连接至含水流体源。泵唧循环回路的隔离段的第二端可以流体连接至设置在蒸汽裂解炉的对流段内的第二导管。可以将来自含水流体源的含水流体引入泵唧循环回路的隔离段的第一端中。可以通过使含水流体流经泵唧循环回路的流体隔离段将含水流体加热以产生包含蒸汽和炭的第二加热的混合物。可以将第二加热的混合物与第一加热的混合物合并以产生第三混合物。第三混合物可以流经第二导管以产生加热的第三混合物。可以将加热的第三混合物引入蒸汽裂解炉的辐射段中。

在其他实施方案中，用于从热解工艺中的泵唧循环回路去除沉积物的方法，其中泵唧循环回路与用于使塑料裂解的容器流体连通，可以包括使与容器流体连通的泵唧循环回路的第一端流体隔离。泵唧循环回路可以包括设置在蒸汽裂解炉的对流段或蒸汽裂解炉外部的热交换器内的导管，并且可以具有与容器流体连通的第二端。泵唧循环回路可以包括沉积在设置在对流段或热交换器内的导管的内表面上的炭。泵唧循环回路的第一端可以流体连接至含水流体和/或氧化剂源。可以将含水流体和/或氧化剂从含水流体和/或氧化剂源引入泵唧循环回路的第一端中。可以通过使含水流体和/或氧化剂流经泵唧循环回路将含水流体和/或氧化剂加热以产生第一加热的混合物，该第一加热的混合物可以包括蒸汽，以下中的至少一种：炭和(如果氧化剂存在的话)任何未反应的氧化剂以及通过使炭的至少一部分燃烧所产生的燃烧产物。可以将第一加热的混合物引入塑料热解容器中。可以从容器获得气相塔顶产物(overhead)和含固体的塔底材料。可以将气相塔顶产物引入蒸汽裂解炉的辐射段中。

在其他实施方案中，用于从热解工艺中的泵唧循环回路去除沉积物的方法，其中泵唧循环回路与用于使塑料裂解的容器流体连通，可以包括将烃进料在蒸汽裂解炉的对流段内加热，和将烃进料与含水流体合并以产生可以包括烃和蒸汽的加热的第一混合物。加热可以在将烃进料与含水流体合并之前、期间、和/或之后进行。可以使与容器流体连通的泵唧循环回路的第一端流体隔离。泵唧循环回路可以包括设置在蒸汽裂解炉的对流段或蒸汽裂解炉外部的热交换器内的导管，并且可以具有与容器流体连通的第二端。泵唧循环回路可以包括沉积在设置在对流段或热交换器内的导管的内表面上的炭。泵唧循环回路的第一端可以流体连接至含水流体源。可以将来自含水流体源的含水流体引入泵唧循环回路的第一端中。可以通过使含水流体流经泵唧循环回路将含水流体加热以产生可以包括蒸汽和炭的至少一部分的加热的第二混合物。可以将加热的第二混合物引入容器中。可以从容器获得气相塔顶产物和含固体的塔底材料。可以将气相塔顶产物与加热的第一混合物合并以产生第三混合物。可以将第三混合物引入蒸汽裂解炉的辐射段中。

附图说明

主题公开内容在以下参考附图通过非限制性实施方案的方式的详述中进一步描述，其中相同的附图标记表示贯穿附图中所示出的若干实施方案的相似部分。

图1描绘了根据所描述的一个或多个实施方案的用于从与塑料热解容器和蒸汽裂解炉集成的泵唧循环回路去除炭并且用于去除沉积在蒸汽裂解炉的辐射段内的焦炭的说明性方法/系统，其中使从泵唧循环回路去除的炭穿过蒸汽裂解炉的辐射段。

图2描绘了根据所描述的一个或多个实施方案的用于从与塑料热解容器和蒸汽裂解炉集成的泵唧循环回路去除炭并且用于去除沉积在蒸汽裂解炉的辐射段内的焦炭的说明性方法/系统，其中将从泵唧循环回路去除的炭引入塑料热解容器中。

图3描绘了根据所描述的一个或多个实施方案的用于从与塑料热解容器和蒸汽裂解炉集成的泵唧循环回路去除炭同时维持烃进料在蒸汽裂解炉的辐射段内的蒸汽裂解的说明性方法/系统。

具体实施方式

现在将描述本发明的各种具体实施方案、变体和实施例，包括本文出于理解所要求保护的发明的目的而采用的优选实施方案和定义。虽然以下详细描述给出了具体的优选实施方案，但本领域技术人员将理解这些实施方案仅是示例性的，并且本发明可以以其他方式实施。出于侵权认定的目的，本发明的范围将是指所附权利要求中的任一项或多项，包括其等同物以及与所述权利要求等同的要素或限制。对“发明”的任何提及可以指由权利要求所定义的本发明的一项或多项，但不必是全部。

在本公开中，方法被描述为包括至少一个“步骤”。应当理解，每个步骤是可以在方法中以连续或不连续的方式进行一次或多次的动作或操作。除非有相反说明或上下文另有明确指出，否则方法中的多个步骤可以在与或不与一个或多个其他步骤重叠的情况下以如它们被列出的顺序依次进行或根据具体情况以任何其他顺序进行。此外，一个或多个或甚至所有步骤可以针对相同或不同批次的材料同时地进行。例如，在连续方法中，当方法中的第一步骤正在针对刚被进料到方法的开端中的原材料进行时，可以同时地针对由在第一步骤中处理在更早时间被进料到方法中的原材料所得的中间材料进行第二步骤。优选地，这些步骤以所描述的顺序进行。

除非另有说明，否则指示本公开中量的所有数字应理解为在所有情况下被术语“约”修饰。还应当理解，说明书和权利要求中所使用的精确数值构成具体实施方案。已经做出了努力以确保实施例中数据的准确性。然而，应当理解，由于用于进行测量的技术和/或设备的限制，任何测量数据固有地含有一定水平的误差。

本文使用一组数值上限和一组数值下限描述了某些实施方案和特征。应当理解，除非另有说明，否则设想到了包括任何两个值的组合(例如，任何下限值与任何上限值的组合、任何两个下限值的组合、和/或任何两个上限值的组合)的范围。

如本文所用，除非有相反说明或上下文另有明确指出，否则不定冠词“一个(a)”或“一种(an)”应当意指“至少一个/种”。因此，除非有相反说明或上下文明确指出仅使用一个蒸汽裂解炉，否则使用“蒸汽裂解炉”的实施方案包括其中使用一个、两个、或更多个蒸汽裂解炉的实施方案。

如本文所用的术语“烃”意指(i)由氢和碳原子组成的任何化合物或(ii)(i)中两种或更多种此类化合物的任何混合物。术语“Cn烃”(其中n是正整数)意指(i)在其分子中包含总数目为n的碳原子(一个或多个)的任何烃化合物、或(ii)(i)中两种或更多种此类烃化合物的任何混合物。因此，C2烃可以是乙烷、乙烯、乙炔、或这些化合物中的至少两种以任何比例的混合物。“Cm至Cn烃”或“Cm-Cn烃”(其中m和n是正整数并且m<n)意指Cm、Cm+1、Cm+2、…、Cn-1、Cn烃中的任一种、或其两种或更多种的任何混合物。因此，“C2至C3烃”或“C2-C3烃”可以是乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯、丙炔、丙二烯、环丙烷中的任一种，以及其两种或更多种以这些组分之间和之中的任何比例的任何混合物。“饱和C2-C3烃”可以是乙烷、丙烷、环丙烷、或其两种或更多种以任何比例的其任何混合物。“Cn+烃”意指(i)在其分子中包含总数目为至少n的碳原子(一个或多个)的任何烃化合物、或(ii)(i)中两种或更多种此类烃化合物的任何混合物。“Cn-烃”意指(i)在其分子中包含总数目为至多n的碳原子的任何烃化合物、或(ii)(i)中两种或更多种此类烃化合物的任何混合物。“Cm烃料流”意指基本上由Cm烃(一种或多种)组成的烃料流。“Cm-Cn烃流”意指基本上由Cm-Cn烃(一种或多种)组成的烃料流。

术语“原油”意指按其原样从井口、生产油田设施、运输设施、或其他初始油田加工设施流出的全原油，任选地包括已经通过脱盐步骤、处理步骤、和/或可以是必要的其他步骤加工以使其可用于在精炼厂中常规蒸馏的原油。原油被认为含有渣油(resid)。术语“原油馏分”意指经由原油的分馏分离所获得的烃馏分。原油的非限制性实例可以是或可以包括但不限于塔皮斯原油(Tapis)、穆尔班原油(Murban)、阿拉伯轻质原油(Arab Light)、阿拉伯中质原油(Arab Medium)、和/或阿拉伯重质原油(Arab Heavy)。

术语“渣油”是指原油蒸馏过程的含有非挥发性组分的塔底馏分。渣油是重质石油化合物的复杂混合物，在本领域中或者被称为残渣油(residuum)或残油(residual)或沥青(pitch)。常压渣油是由原油的常压蒸馏所产生的塔底产物，其中最重质蒸馏产物的典型终馏点(endpoint)标称地是343℃，并且被称为343℃渣油。如本文所用，术语“标称地”意指理性的专家对于这些术语的确切切割点(cut point)可能有分歧，但相差不超过+/-55.6℃、优选地不超过+/-27.8℃。真空渣油是来自在真空下操作的蒸馏塔的塔底产物，其中最重质蒸馏产物可以标称地是566℃，并且被称为566℃渣油。

术语“烃进料”是指包括一种或多种烃的组合物。说明性烃进料可以是或可以包括但不限于原油，瓦斯油，取暖油，喷气燃料，柴油，煤油，汽油，焦化石脑油，蒸汽裂解石脑油，催化裂解石脑油，加氢裂解产物，重整油，抽余重整油，费托合成液体和/或气体，天然汽油，馏分油，直馏石脑油，常压管式蒸馏塔底油(atmospheric pipestill bottoms)，真空管式蒸馏塔料流(vacuum pipestillstream)诸如真空管式蒸馏塔底油和宽沸程真空管式蒸馏塔石脑油至瓦斯油凝析物，来自精炼厂的非直馏烃，真空瓦斯油，重质瓦斯油，被原油污染的石脑油，常压渣油，重质渣油，C4/渣油掺合物，石脑油/渣油掺合物，烃气体/渣油掺合物，氢气/渣油掺合物，蜡质渣油，瓦斯油/渣油掺合物，相对轻质的烷烃(例如，乙烷、丙烷、丁烷、和/或戊烷)，再循环料流，其可以包括乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、丁二烯或其混合物，一种或多种凝析物，其馏分，或其任何混合物。

如本文所用的术语“非挥发性组分”是指含烃进料(例如，石油进料)的馏分，其具有如通过ASTM D6352-15或D-2887-18所测量的至少590℃的标称沸点。非挥发性组分包括焦炭前体，其是在烃进料的蒸汽裂解期间在蒸气中冷凝并且然后形成焦炭的大的可冷凝分子。

术语“焦炭”是指可以在烃的蒸汽裂解期间产生的包括碳和高碳含量的有机分子的固体或半固体产物，无论是在对流段、辐射段、其间的输送管线内，或是在辐射段下游的输送管线和其他设备(例如，输送管线热交换器)内产生的。

术语“沥青质”是指可获得自原油或其他来源并且具有高于650℃的初始沸点并且不溶于链烷烃溶剂中的材料。

“聚合物”具有两个或更多个相同或不同的重复单元/单体单元或简称为单元。“均聚物”是具有相同的重复单元的聚合物。“共聚物”是具有两种或更多种彼此不同的重复单元的聚合物。如此，术语“共聚物”包括三元共聚物(具有三种彼此不同的单元的聚合物)、四元共聚物(具有四种彼此不同的单元的聚合物)，以此类推。如用于指单元的术语“不同的”指示单元彼此相差至少一个原子和/或异构地不同。

在一些实施方案中，聚合物可以是或可以包括但不仅限于含氮聚合物、含氯聚合物、含溴聚合物、含氟聚合物、含氧聚合物、聚乙烯聚合物、聚丙烯聚合物、聚苯乙烯聚合物、丁二烯聚合物、异戊二烯聚合物、异丁烯聚合物、或其任何混合物。在一些实施方案中，含氧聚合物可以是或可以包括聚对苯二甲酸酯聚合物、乙烯乙酸乙烯酯聚合物、聚碳酸酯聚合物、聚乳酸聚合物、丙烯酸酯聚合物、聚甲醛聚合物、聚酯聚合物、聚氧苄基甲基乙二醇酐(polyoxybenzylmethylenglycolanhydride)聚合物、聚环氧化物聚合物、或其任何混合物。在一些实施方案中，含氮聚合物可以是或可以包括一种或多种聚酰胺聚合物，例如，尼龙；一种或多种聚腈聚合物，例如，聚(丙烯腈)和/或聚(甲基丙烯腈)；一种或多种芳族聚酰胺、一种或多种聚氨酯聚合物、或其任何混合物。应指出，聚酰胺以及其他含氮聚合物也含有作为聚合物结构的部分的氧。在本公开中，出于表征塑料原料的目的，包括氧和氮两者作为用于形成聚合物的重复单元的部分的聚合物被定义为含氮聚合物。在一些实施方案中，含氯聚合物可以是或可以包括但不限于聚氯乙烯(PVC)和/或聚偏二氯乙烯(PVDC)。聚合物可以是天然存在的、改性天然存在的、和/或合成的。

术语“塑料材料”是指包括一种或多种聚合物的组合物。优选地，塑料材料包含合成的聚合物、基本上由其组成或由其组成。优选地，塑料材料包含使用过的聚合物、基本上由其组成或由其组成。优选地，塑料材料包含一种或多种衍生自一种或多种烯烃单体的聚合物(例如，聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯丙烯、聚苯乙烯等)、基本上由其组成或由其组成。

应指出，一些类型的塑料材料也可以包括生物衍生组分。例如，一些类型的塑料标签可以包括呈纸配混物的形式的生物源废物。在一些实施方案中，塑料材料的1wt％至25wt％可以对应于生物来源材料。此种生物来源材料也潜在地对塑料材料的氮含量有贡献。除了该一种或多种聚合物之外，塑料材料还可以包括典型地在配制期间和/或配制之后添加至聚合物中的任何添加剂、改性剂、包装染料、和/或其他组分。塑料材料还可以进一步包括典型地存在于聚合物废物中的任何组分。

单独的塑料材料或与任选的载体液体混合、共混、或以其他方式组合的塑料材料也被称为“重质进料”。尽管重质进料可以具有与烃进料类似或相同的组成，但优选地重质进料与烃进料不同。尽管烃进料可以含有塑料材料(例如，重质进料中所含有的相同或不同的塑料材料)，但优选地烃进料基本上不含、或完全地不含塑料材料。优选地，烃进料来源于基本上不含或完全地不含塑料材料的石油来源。

本文所公开的可以与塑料材料和/或至少部分地衍生自塑料材料的液相流出物接触的任选的“载体液体”可以是或可以包括但不限于宽范围的石油或石化产品或料流(例如，从石油加工诸如蒸馏、蒸汽裂解、催化裂解、精炼等产生的烃产物和/或中间料流)。例如，一些合适的载体液体可以对应于以下、包括以下、包含以下、基本上由以下组成或由以下组成：

(i)石脑油、煤油、柴油、轻质或重质循环油、催化油浆、瓦斯油、白油，其来源于包括但不限于石油来源的来源，例如，来源于精炼厂、蒸汽裂解器、和/或焦化器；

(ii)异链烷烃；

(iii)茂金属衍生的烃；

(iv)由生物来源原材料生产的烃；

(v)来源于煤加工的烃；

(vi)用于生产烃的生物来源原材料；

(vii)乙烯-丙烯共聚物；聚丁烯；

(viii)聚α-烯烃(“PAO”)，包括但不限于美国专利号9,365,788、9,409,834、4,827,064和5,264,642中所描述的那些或通过使用这些专利号中所描述的方法可获得的那些；

(ix)烷基化苯；

(x)烷基化萘(“AN”)；

(xi)酯，诸如己二酸酯、邻苯二甲酸酯、偏苯三酸酯、多元醇酯(例如，三羟甲基丙烷(“TMP”)酯、季戊四醇(“PE”)酯及其共混物；和适用于喷气机油的酯)；

(xii)聚醚/聚亚烷基二醇；

(xiii)热稳定液体，例如，可得自Dow Chemical Company的A；

(xiv)环烷和/或芳族溶剂，诸如甲苯、苯、甲基萘、环己烷、甲基环己烷、矿物油、或其任何混合物；

(xv)第I、II、III、IV、或V组润滑油基础油料，其描述可以见于EP2828367A1(其通过引用并入本文)中，包括再精炼基础油料；

(xvi)包含任何第I、II、III、IV、或V组润滑油基础油料的润滑油配制品；

(xvii)原油、凝析油、或其任何混合物；

(xviii)包含组(i)至(xvii)中的一个或多个中的前述项中的一种或多种的任何配制品；和

(xix)包含组(i)至(xvii)中的一个或多个中的前述项中的两种或更多种的任何混合物，例如，PAO/AN共混物。

在一些实施方案中，载体液体可以是、可以包括、或可以包含具有至少300℃的初始沸点的热浸和/或氢化烃料流。沸点分布(在大气压下的分布)可以例如通过常规方法诸如ASTM D7500-15(2019)或ASTM-D86-20b来确定。具有至少300℃的初始沸点的合适的热浸烃料流可以根据WO公开号WO2018/111577A1中所公开的方法生产。具有至少300℃的初始沸点的合适的氢化烃料流可以根据WO公开号WO2018/111577A1中所公开的方法生产。具有300℃的初始沸点的合适的热浸和氢化烃料流可以根据WO公开号WO2018/111577A1中所公开的方法生产。在一些实施方案中，当重质进料包括与载体液体组合的塑料材料时，重质进料可以呈溶液、浆料、悬浮液、分散体、或其他流体类型相的形式。如此，在一些实施方案中，载体液体可以充当溶剂。

术语“含水流体”是指包括处于液相的水、处于气相的水、或处于液相的水和处于气相的水的混合物的组合物。

术语“炭(char)”和“灰分”可互换地是指在任选地污染的塑料材料的热解期间产生并且沉积在导管或容器的内表面上的固体或固/液混合物，其可以包括具有长碳链和/或高沸点的有机分子诸如沥青质、焦炭、有机金属化合物，无机材料诸如金属、金属氧化物和盐，以及其混合物。炭和灰分可以由塑料材料的各种组分的化学反应产生和/或直接从塑料进料材料引入。

“烯烃”是具有至少一个双键的碳和氢的直链、支链或环状化合物。如本文所用的术语“烯烃产物”意指包括烯烃的产物，优选地基本上由烯烃组成或由烯烃组成的产物。在本公开的意义上，烯烃产物可以是例如乙烯料流、丙烯料流、丁烯料流、乙烯/丙烯混合物料流等。

如本文所用的术语“基本上由...组成”意指组合物、进料、流出物、产物、或其他料流包含以基于所讨论的组合物、进料、流出物、产物、或其他料流的总重量至少60wt％、优选地至少70wt％、更优选地至少80wt％、更优选地至少90wt％、还更优选地至少95wt％的浓度的给定组分。

如本文所用的术语“芳族”应根据其本领域公认的范围理解，其包括烷基取代的和未取代的单核和多核化合物。

关于从装置获得的输出料流，当在短语诸如“富含X”或“富X”中使用时，术语“富含/富”意指料流包含以高于进料至料流来源于其的同一装置的进料材料中的浓度的材料X。

关于从装置获得的输出料流，当在短语诸如“贫含X”或“贫X”中使用时，术语“贫含/贫”意指料流包含以低于进料至料流来源于其的同一装置的进料材料中的浓度的材料X。

术语“通道(channel)”和“管线(line)”可互换地使用，并且意指任何导管，其被配置或适配用于使蒸气、液体、和/或固体分别进料、流动、和/或排放到导管中、通过导管、和/或排出导管。例如，组合物可以被进料到导管中，流过导管，以及可以从导管排出以使组合物从第一位置移动至第二位置。合适的导管(conduit)可以是或可以包括但不仅限于管道(pipe)、软管(hose)、导管(duct)、管(tube)等。

如本文所用，“wt％”意指重量百分比，“vol％”意指体积百分比，“mol％”意指摩尔百分比，“ppm”意指百万分率，并且“ppm wt”和“wppm”可互换地使用以意指基于重量的百万分率。除非另有说明，否则本文中所有浓度均基于所讨论的组成的总量来表示。除非有相反说明或指示，否则本文中所表示的所有范围都应当包括两个端点作为两个具体实施方案。

用于去除炭和焦炭的方法/系统

现在将通过参考示出各种优选实施方案的非限制性附图来描述本公开的方法/系统。

图1

图1描绘了根据一个或多个实施方案的用于从与塑料热解容器1020和蒸汽裂解炉1003集成的泵唧循环回路1024去除炭并且用于去除沉积在蒸汽裂解炉1003的辐射段1006内的焦炭的说明性方法/系统1000，其中使从泵唧循环回路1024去除的炭穿过蒸汽裂解炉1003的辐射段1006。泵唧循环回路1024可以包括容器1020、管线1021、一个或多个泵1025、管线1027、管线1029和管线1031。在正常热解操作期间，方法/系统1000可以被配置成用于使管线1037中的混合物蒸汽裂解，该混合物包括来自管线1015的烃进料/蒸汽混合物和来自管线1023的衍生自管线1001中的重质进料的气相流出物。管线1001中的重质进料可以包括塑料材料。可以使经由管线1001引入容器1020中的重质进料中的塑料材料的至少一部分在容器1020中在塑料热解条件下裂解，以产生可以分别经由管线1023和1021从容器1020回收或以其他方式获得的气相流出物和液相流出物。可以利用蒸汽裂解炉1003的对流段1005中烟道气中的热能来加热含塑料的料流或在管线1027中供应的经由管线1029的液相流出物以实现/维持容器1020中的塑料热解条件，从而产生离开容器1020的顶部的管线1023中的气相流出物，其含有由塑料热解所产生的轻质烃等。如所示出的，管线1029可以设置在蒸汽裂解炉1003的对流段1005内。如此，在一些实施方案中，管线1029也可以被称为设置在蒸汽裂解炉1003的对流段1005内的第一导管。

管线1023中的气相流出物可以处于气相或可以主要地处于气相，其中次要量处于液相。当管线1023中次要量的气相流出物处于液相时，此种次要量可以是基于气相流出物的总重量至多约5wt％、4wt％、3wt％、2wt％、1wt％、0.5wt％、0.1wt％、或0.01wt％。管线1023中的气相流出物可以是或可以包括但不限于通过使容器1020内的塑料材料热解所产生的一种或多种烃。在一些实施方案中，管线1023中的气相流出物还可以包括通过使容器1020内的载体液体或其他含烃料流蒸发和/或热解所产生的一种或多种烃。

在一些实施方案中，可以使管线1021中液相流出物中的塑料材料的至少一部分至少部分地熔融和/或溶解。在一些实施方案中，可以使管线1021中液相流出物中的塑料材料的至少一部分至少部分地裂解，使得与管线1001中的重质进料中的塑料材料相比，塑料材料的至少一部分已经被转化为一种或多种更短链聚合物。在一些实施方案中，管线1021中的液相流出物的一部分可以通过打开阀1059经由管线1022清除。

管线1021中的液相流出物的至少一部分可以经由泵1025泵送到泵唧循环回路1024的管线1027中，该泵唧循环回路包括设置在蒸汽裂解炉1003的对流段1005内(或对流段1005外部的热交换器内)的管线1029。可以将管线1027中的液相流出物在管线1029内加热以产生经由管线1031的加热的流体料流，可以使该加热的流体料流再循环到容器1020中。管线1029可以包括穿过蒸汽裂解炉1003的对流段1005(或对流段1005外部的热交换器)的单个通道或多个通道。在离开管线1029时，管线1031中的加热的流体料流可以在例如300℃、325℃、375℃、或425℃至450℃、500℃、或550℃的范围内的温度下。在一些实施方案中，管线1031中的加热的流体料流可以处于气相、液相、或混合气/液相。在引入容器1020中时，管线1031中的加热的流体料流可以在例如从300℃、350℃、或400℃至450℃、500℃、525℃、或550℃的范围内的温度下。在一些实施方案中，管线1031中的加热的流体料流可以向容器1020中的材料提供足够的热以实现并且维持塑料热解条件，在该塑料热解条件下，容器1020中的塑料材料和重质烃(包括经由管线1001引入的重质进料中的那些和经由管线1031返回的残余塑料材料)经历热解反应。这些热解反应可以涉及长碳链和/或碳环的断裂以形成更小、更轻质的有机化合物，诸如C₁-C₄烃、石脑油沸程化合物、瓦斯油沸程化合物和氢气。随着液相流出物流经泵唧循环回路1024，炭可能形成，存在于管线1001中的重质进料中，可能沉积在容器1020、管线1021、管线1027、管线1029、和/或管线1031的内表面上。

可以将管线1007中的烃进料在蒸汽裂解炉1003的对流段1005内加热。例如，可以将管线1007中的烃进料在设置在蒸汽裂解炉1003的对流段1005内的一个或多个内部热交换器1008和/或一个或多个内部热交换器1014中加热。热交换器1008和/或1014可以包括穿过蒸汽裂解炉1003的对流段1005的单个通道或多个通道。应当理解，对流段1005可以以任何期望的方式配置。在一些实施方案中，对流段1005还可以包括一个或多个另外的热交换器(未示出)，这些另外的热交换器可以被配置成加热锅炉给水以产生加热的锅炉给水、蒸汽，例如，过热蒸汽等。如本领域普通技术人员将理解的，存在蒸汽裂解炉1003的对流段1005可以按其布置的许多不同的配置。

可以将管线1007中的烃进料与管线1011中的含水流体(例如，液态水、蒸汽、或其混合物)合并。在一些实施方案中，可以将管线1007中的烃进料在将管线1007中的烃进料与管线1011中的含水流体合并之前、期间、和/或之后加热以产生管线1015中的加热的混合物，该加热的混合物包括烃和蒸汽。如图1中所示，可以首先将管线1007中的烃进料在内部热交换器1008内加热以产生管线1009中的加热的烃进料，与管线1011中的含水流体合并以产生管线1013中的混合物，并且可以将管线1013中的混合物在内部热交换器1014内加热以产生管线1015中的加热的混合物。然而，在其他实施方案中，可以将包括烃进料和含水流体的混合物引入热交换器1008中。在还其他实施方案中，可以将管线1011中的含水流体与管线1015中的加热的烃进料合并以产生加热的混合物。

可以将管线1015中的加热的混合物和管线1023中的气相流出物(或其一部分)合并以产生管线1033中的合并混合物。可以将管线1033中的合并混合物在设置在对流段1005内的一个或多个管线1035内加热以产生经由管线1037的加热的合并混合物。管线1035也可以被称为设置在蒸汽裂解炉1003的对流段1005内的第二导管。管线1035可以包括穿过蒸汽裂解炉1003的对流段1005的单个通道或多个通道。可以将管线1037中的加热的合并混合物引入设置在蒸汽裂解炉1003的辐射段1006内的一个或多个辐射管或导管1039中并且在其中蒸汽裂解以产生经由管线1041离开蒸汽裂解炉1003的蒸汽裂解器流出物。在某些实施方案中，管线1035可以位于对流段1005中管线1029上方(如图1中所示)，以确保管线1027中的流体流在管线1029中被加热至期望高温，以实现在容器1020中在期望的热解条件下的塑料热解。在其他实施方案中，管线1035可以位于对流段中管线1029下方(未示出)或与管线1029处于相同高度(未示出)。除了其他产物之外，管线1041中的蒸汽裂解器流出物还可以包括氢气、C₁-C₄烃(其可以包括一种或多种烯烃)、蒸汽裂解器石脑油、蒸汽裂解器瓦斯油、蒸汽裂解器急冷油、蒸汽裂解器焦油、或其任何混合物。

随着合并混合物流经管线1035和/或随着加热的合并混合物流经管线1037和/或一个或多个辐射管1039，焦炭可能形成并且沉积在其内表面上。当不期望量的炭已经沉积在泵唧循环回路1024的内表面上时，可以期望地进行用于去除炭的方法以从泵唧循环回路1024的至少一部分、尤其是其经受高温并且易于炭沉积的部分(例如，管线1029和管线1031)去除炭的至少一部分。当不期望量的焦炭、沥青质、和/或炭已经沉积在管线1035、管线1037、一个或多个辐射管1039、管线1041、和/或任选的下游导管的内表面上时，可以期望地进行用于去除焦炭、沥青质、和/或炭的方法以去除焦炭、沥青质、和/或炭的至少一部分。在某些实施方案中，用于从泵唧循环回路1204去除炭的方法和/或用于从管线1035、管线1037、一个或多个辐射管1039、管线1041、和/或任选的下游导管的内表面去除焦炭、沥青质、和/或炭的方法可以在使泵唧循环回路1204经受炭去除的部分与蒸汽裂解炉1003中的辐射管1039隔离的同时单独地进行。在其他实施方案(其可以是优选的)中，用于去除炭的方法和用于去除焦炭、沥青质、和/或炭的方法可以如图1-3中所示出的集成并且在以下描述。在一些实施方案中，用于去除炭的方法和用于去除焦炭、沥青质、和/或炭的方法可以在“离线”模式下进行，“离线”模式包括使管线1001中的重质进料向容器1020中的引入停止并且使管线1007中的烃进料的引入停止，使得使烃的蒸汽裂解在蒸汽裂解炉1003的辐射管1039中停止。在可以优选的其他实施方案中，用于去除炭的方法可以在“在线”模式下进行，“在线”模式包括使管线1001中的重质进料向容器1020中的引入停止但使经由管线1007的烃进料的引入继续，使得烃的蒸汽裂解在辐射管1039中继续。

离线模式

当期望进行离线模式除炭/除焦操作时，可以使管线1001中的重质进料的引入和管线1007中的烃进料的引入停止。例如，可以关闭阀1002和1004以分别使管线1001中的重质进料和管线1007中的烃进料的引入停止。还可以通过关闭阀1054使塔顶产物管线1023与管线1033隔离。在一些实施方案中，还可以通过关闭阀1028和/或1030使泵1025与泵唧循环回路1024至少部分地流体隔离。

离线模式还可以包括使与容器1020流体连通的泵唧循环回路1024的第一端1040和与容器1020流体连通的泵唧循环回路1024的第二端1042流体隔离以提供泵唧循环回路1024的流体隔离段。例如，可以关闭阀1044和1046以分别使第一端1040和第二端1042与容器1020流体隔离。泵唧循环回路1024的隔离段的第一端1040可以流体连接至含水流体和/或氧化剂源。例如，可以打开阀1048并且可以将管线1050中的含水流体和/或氧化剂(例如，氧气，诸如空气中的氧气)引入泵唧循环回路1024的隔离段的第一端1040中。管线1050中的流体优选地包含蒸汽和作为氧化剂的分子氧。管线1050中的流体可以是例如蒸汽，空气，蒸汽/空气混合物，氧气和不活泼气体的混合物，空气和不活泼气体的混合物，蒸汽、空气和不活泼气体的混合物等。优选地，管线1050中的流体是蒸汽/空气混合物。泵唧循环回路1024的隔离段的第二端1042可以流体连接至管线1033。例如，可以打开阀1052，并且引入泵唧循环回路1024的第一端1040的含水流体和/或氧化剂可以流经那里并且经由管线1032进入管线1033。应当理解，泵唧循环回路1024的第一端1040和阀1044可以位于沿着泵唧循环回路1024从容器1020至引入管线1029之间的任何期望位置处。如果第一端1040和阀1044位于泵1025与容器1020之间，可以使用旁路管线以便可以绕过泵1025，如以下参考图2和3所描述的。

随着经由管线1050引入泵唧循环回路1024中的含水流体和/或氧化剂流经那里，含水流体和/或氧化剂可以在管线1029内被加热以产生加热的或第一加热的混合物，可以将其经由管线1031回收。在离开对流段1005时，管线1031中的第一加热的混合物可以在例如从300℃、325℃、350℃、375℃、或425℃至450℃、500℃、或550℃的范围内的温度下。含水流体和/或氧化剂可以经由剥落和/或一种或多种其他物理机制去除泵唧循环回路1024内沉积的炭的至少一部分。当存在氧化剂时，可以使炭的至少一部分燃烧以产生燃烧产物。如此，从泵唧循环回路1024经由管线1032引入管线1033中的第一加热的混合物可以包括蒸汽、(如果存在氧化剂的话)任何未反应的氧化剂和以下中的至少一项：(i)任何炭的至少一部分和(如果存在氧化剂的话)(ii)燃烧产物。

管线1033中的第一加热的混合物可以流经管线1035以产生管线1037中的第二加热的混合物，可以将其引入设置在蒸汽裂解炉1003的辐射段1006内的一个或多个辐射管1039中。管线1037中的第二加热的混合物可以在例如从300℃、325℃、350℃、375℃、或425℃至450℃、500℃、或550℃的范围内的温度下。可以使经由管线1011引入的蒸汽继续或可以通过关闭阀1057使其停止。如此，在一些实施方案中，管线1033中的第一加热的混合物可以仅包括来自管线1032的内容物或者可以包括管线1032中的内容物和来自管线1015的蒸汽的合并的加热混合物。

在一些实施方案中，离线模式还可以包括例如通过打开阀1058经由管线1056引入氧化剂(例如，氧气，诸如空气中的氧气)，并且可以使经由管线1011引入含水流体继续，使得可以在管线1015中提供加热的氧化剂和蒸汽混合物，可以将该混合物与来自泵唧循环回路1024的第一加热的混合物合并以产生管线1033中的合并的加热混合物。应当理解，可以将氧化剂和蒸汽在辐射段1006之前在对流段1005中的任何点处合并。在其他实施方案中，离线模式可以包括例如通过打开阀1058经由管线1056引入氧化剂，并且可以通过关闭阀1057使经由管线1011引入含水流体停止，使得可以在管线1015中提供加热的氧化剂，可以将该加热的氧化剂与来自泵唧循环回路1024的第一加热的混合物合并以产生管线1033中的合并的加热混合物。管线1056中的流体优选地包含分子氧作为氧化剂。管线1056中的流体可以是例如蒸汽，空气，蒸汽/空气混合物，氧气和不活泼气体的混合物，空气和不活泼气体的混合物，蒸汽、空气和不活泼气体的混合物等。优选地，管线1056中的流体是空气。在离开对流段1005时，管线1015中的蒸汽、加热的氧化剂、或其混合物可以在例如从300℃、325℃、350℃、375℃、或425℃至450℃、500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、725℃、或750℃的范围内的温度下。可以将管线1033中的合并的加热混合物在热交换器或设置在蒸汽裂解炉1003的对流段1005内的第二导管1035中加热以产生管线1037中的第二加热的混合物。

随着第一加热的混合物或合并的加热混合物流经管线1035和随着第二加热的混合物流经管线1037、一个或多个辐射管1039、管线1041和任选的一个或多个下游导管，沉积在其中的任何焦炭、沥青质、和/或炭的至少一部分可以经由剥落和/或一种或多种其他物理机制去除。当氧化剂存在于管线1033中的第一加热的混合物或合并的加热混合物中时，可以使沉积在管线1035、管线1037、一个或多个辐射管1039、管线1041和任选的一个或多个下游导管内的任何焦炭、沥青质、和/或炭的至少一部分燃烧以产生燃烧产物，该燃烧产物可以通过进一步燃烧、分离、其他工艺、或其任何组合被进一步处理。燃烧产物可以通过使第一加热的混合物或合并的加热混合物中存在的任何焦炭、任何沥青质、和/或任何炭的至少一部分和/或沉积在热交换器或第二导管1035、管线1037、和/或一个或多个辐射管1039的内表面上的任何焦炭、沥青质、和/或炭的至少一部分燃烧而产生。

离线模式还可以包括清除容器1020中存在的任何液相流出物的至少一部分。例如，在阀1028关闭以使泵1025与容器1020隔离的情况下，通过打开阀1059，同时使泵唧循环回路1024的段与容器1020流体隔离，可以经由管线1021和1022去除容器1020内存在的任何液相流出物的至少一部分。在一些实施方案中，经由管线1021和1022去除的液相流出物可以包括，除了熔融和/或溶解的塑料之外，还有任选的其他烃、和/或炭。如此，在离线模式期间，炭也可以经由管线1021和1022从系统1000去除。

一旦离线模式已经进行了足够的持续时间，就可以例如分别通过关闭阀1048和1058，使经由管线1050的含水流体和/或氧化剂向泵唧循环回路1024中的引入和(如果使用的话)经由管线1056的氧化剂向管线1007中的引入停止。可以例如通过打开阀1028、1030、1044和1046并且关闭阀1052和1059，使泵唧循环回路1024重新流体连接至容器1020。可以例如分别通过打开阀1002、1004和1057，使经由管线1001的重质进料、经由管线1007的烃进料和(如果停止的话)经由管线1011的含水流体的引入重新启动。可以通过打开阀1054，使塔顶产物管线1023重新流体连接至管线1033。

在线模式

当期望进行在线除炭/除焦操作时，可以使管线1001中的重质进料的引入停止，但可以使经由管线1007的烃进料的引入继续。例如，可以关闭阀1002以使管线1001中的重质进料的引入停止，并且阀1004和1057可以保持打开以分别允许烃进料和含水流体的继续引入。可以将经由管线1007引入的烃进料在蒸汽裂解炉的对流段1005内加热并且与管线1011中的含水流体合并以在管线1015中产生第一加热的混合物。将烃进料加热可以在将烃进料与含水流体合并之前、期间、和/或之后进行。

还可以通过关闭阀1054使塔顶产物管线1023与管线1033隔离。还可以通过关闭阀1028和1030使泵1025流体隔离。可以使与容器1020流体连通的泵唧循环回路1024的第一端1040和与容器1020流体连通的泵唧循环回路1024的第二端1042流体隔离以提供泵唧循环回路1024的流体隔离段。例如，可以关闭阀1044和1046以分别使泵唧循环回路1024的第一端1040和第二端1042与容器1020流体隔离。可以通过打开阀1048使泵唧循环回路1024的隔离段的第一端1040与含水流体源流体连接，并且可以将管线1050中的含水流体引入泵唧循环回路1024的隔离段的第一端1040中。应当理解，在在线模式期间，由于管线1015中烃进料的存在，通常避免经由管线1050的氧化剂的有意引入。泵唧循环回路1024的隔离段的第二端1042可以流体连接至管线1033。例如，可以打开阀1052，并且引入泵唧循环回路1024的第一端1040的含水流体可以流经那里并且经由管线1032进入管线1033。

随着经由管线1050引入泵唧循环回路1024中的含水流体流经那里，含水流体可以在管线1029内被加热以产生加热的或第二加热的混合物。如果含水流体包括液态水，则液态水的至少一部分可以被充分加热以产生蒸汽。蒸汽可以经由剥落和/或一种或多种其他物理机制去除泵唧循环回路1024内沉积的炭的至少一部分。如此，经由管线1032从泵唧循环回路1024引入管线1033中的第二加热的混合物可以包括蒸汽和任何炭的至少一部分。可以将管线1015中的第一加热的混合物和管线1032中的第二加热的混合物合并以产生管线1033中的第三混合物。第三混合物可以流经热交换器或第二导管1035，流经管线1037，并且进入设置在蒸汽裂解炉1003的辐射段1006内的一个或多个辐射管1039中，并且经由管线1041离开蒸汽裂解炉。

随着第三混合物流经管线1035、管线1037、一个或多个辐射管1039、管线1041和任选的一个或多个下游导管，沉积在其内表面上的任何焦炭、沥青质、和/或炭的至少一部分可以经由剥落和/或一种或多种其他物理机制去除。在一些实施方案中，随着第三混合物流经一个或多个辐射管1039，可以使来自管线1015的第一加热的混合物中的烃进料的至少一部分在蒸汽裂解条件下裂解以产生蒸汽裂解烃。如此，从蒸汽裂解炉1003经由管线1041离开蒸汽裂解炉1003的流出物可以包括氢气，蒸汽裂解烃诸如期望的烯烃、石脑油、瓦斯油、蒸汽裂解器焦油，未裂解的烃进料，焦炭，沥青质，蒸汽，炭，或其任何混合物。在一些实施方案中，管线1041中的流出物可以包括一种或多种烯烃、蒸汽，以及炭、沥青质和焦炭中的至少一种。在其他实施方案中，随着第三混合物流经一个或多个辐射管1039，第三混合物可以不含烃进料。换句话说，在在线模式期间，第三混合物可以包括或可以不包括烃进料。

在线模式还可以包括清除容器1020中存在的任何液相流出物的至少一部分。例如，在阀1028关闭以使泵1025与容器1020隔离的情况下，通过打开阀1059，同时使泵唧循环回路1024的段与容器1020流体隔离，可以经由管线1021和1022去除容器1020内存在的任何液相流出物的至少一部分。在一些实施方案中，经由管线1021和1022去除的液相流出物可以包括，除了熔融/溶解的塑料之外，还有任选的其他烃、和/或炭。如此，在在线模式期间，炭也可以经由管线1021和1022从系统1000去除。

一旦在线模式已经进行了足够的持续时间，就可以通过关闭阀1048使经由管线1050的含水流体向泵唧循环回路1024中的引入停止。可以通过打开阀1028、1030、1044和1046并且关闭阀1052和1059使泵唧循环回路1024重新流体连接至容器1020。可以例如通过打开阀1002使经由管线1001的重质进料的引入重新启动。一旦来自管线1001的足够量的重质进料已经被引入容器1020中，就可以通过打开阀1054使塔顶产物管线1023重新连接至管线1033。

图2

图2描绘了根据一个或多个实施方案的用于从与塑料热解容器1020和蒸汽裂解炉1003集成的泵唧循环回路1024去除炭并且用于去除沉积在蒸汽裂解炉1003的辐射段1006内的焦炭的另一种说明性方法/系统2000，其中将从泵唧循环回路1024去除的炭引入塑料热解容器1020中。在正常热解操作期间，方法/系统2000可以被配置成用于使管线1037中的混合物蒸汽裂解，该混合物包括来自管线1015的烃进料/蒸汽混合物和来自管线1023的气相流出物。当泵唧循环回路1024中已经积聚了足够量的炭和/或管线1035、管线1037、一个或多个辐射管1039、管线1041和任选的一个或多个下游导管中已经积聚了足够量的焦炭、沥青质、和/或炭时，可以启动并且在离线模式下进行用于去除焦炭、沥青质、和/或炭的方法。

在启动除炭/除焦操作之前，可以分别通过关闭阀1002和1004使经由管线1001的重质进料向容器1020中的引入和经由管线1007的烃进料向蒸汽裂解炉的对流段1005中的引入停止。还可以通过关闭阀1028和1030使泵1025与容器1020和泵唧循环回路1024流体隔离。可以将设置在容器1020内的内容物的至少一部分从其中清除。设置在容器1020内的内容物可以是或可以包括但不限于熔融和/或溶解的塑料材料、热解的塑料材料、液体烃诸如任选的载体液体、炭、或其任何混合物。在一个实施方案中，可以打开阀1059，并且来自容器1020的内容物可以经由管线1021流入清除管线1022中并且被从方法/系统2000中去除，如以上参考图1所描述的。在另一个实施方案中，可以打开阀2018，并且来自容器1020的内容物可以经由管线1021流入清除管线2022中。如果使用清除管线1022来去除容器1020的内容物，一旦容器1020已经被清除，就可以关闭阀1059以使清除管线1022与管线1021流体隔离。还可以通过关闭阀1044使容器1020与泵唧循环回路1024的第一端1040流体隔离。如果使用清除管线2022来去除容器1020的内容物，阀2018可以保持打开以允许在除炭操作期间含固体的塔底材料离开容器1020。

在泵唧循环回路1024的第一端1040与容器1020流体隔离并且泵1025与泵唧循环回路1024流体隔离的情况下，可以通过打开阀1048将经由管线1050的含水流体和/或氧化剂引入管线1021中。含水流体和/或氧化剂可以经由管线2010绕过泵1025。例如，可以打开阀2012以允许含水流体和/或氧化剂流经那里并且进入泵唧循环回路1024的管线1027中。

随着经由管线1050引入泵唧循环回路1024中的含水流体和/或氧化剂流经那里，含水流体和/或氧化剂可以在管线1029内被加热以产生加热的或第一加热的混合物。如以上所指出的，在一些实施方案中，管线1029可以被设置在蒸汽裂解炉1003的对流段1005外部的热交换器内。含水流体和/或氧化剂可以经由剥落和/或一种或多种其他物理机制去除泵唧循环回路1024内沉积的炭的至少一部分。当存在氧化剂时，可以使炭的至少一部分燃烧以产生燃烧产物。如此，管线1031中的第一加热的混合物可以包括蒸汽、(如果存在氧化剂的话)任何未反应的氧化剂和以下中的至少一项：(i)任何炭的至少一部分和(如果存在氧化剂的话)(ii)燃烧产物。管线1031中的第一加热的混合物可以流入容器1020中。

可以从容器1020获得经由管线1023的气相塔顶产物和经由管线1021的含固体的材料。气相塔顶产物可以处于气相或可以主要地处于气相，其中次要量处于液相。当管线1023中次要量的气相塔顶产物处于液相时，此种次要量可以是基于气相塔顶产物的总重量至多约5wt％、4wt％、3wt％、2wt％、1wt％、0.5wt％、0.1wt％、或0.01wt％。管线1023中的气相塔顶产物可以主要包括蒸汽和(如果存在的话)氧化剂以及燃烧产物和可能存在于泵唧循环回路1024中的潜在地微小量的夹带的炭和/或烃。管线1021中的含固体的材料可以包括炭。管线1021中的含固体的塔底材料也可以包括液体，例如，残留的烃和/或塑料材料。可以通过打开阀2018(如果尚未打开的话)经由管线2022去除管线1021中的含固体的塔底材料。在一些实施方案中，可以使管线2022与容器1020紧密连接以降低管线1021变得被炭堵塞的可能性。

在阀1004关闭使得管线1007中的烃进料不再被引入方法/系统2000中的情况下，离线模式还可以包括例如通过打开阀1058引入经由管线1056的氧化剂，并且可以使经由管线1011的含水流体的引入继续，使得在管线1015中提供加热的氧化剂和蒸汽混合物，可以将该混合物与管线1023中的气相塔顶产物合并以产生管线1033中的合并混合物。可以将管线1033中的合并混合物在设置在蒸汽裂解炉1003的对流段1005内的管线1035中加热，并且然后经由管线1037引入设置在蒸汽裂解炉1003的辐射段1006内的一个或多个辐射管1039中。

随着管线1033中的合并混合物流经管线1035、管线1037、一个或多个辐射管1039、管线1041和任选的一个或多个下游导管，沉积在其中的任何焦炭、沥青质、和/或炭的至少一部分可以经由剥落和/或一种或多种其他物理机制去除。也可以使沉积在管线1035、管线1037、一个或多个辐射管1039、管线1041和任选的一个或多个下游导管内的任何焦炭、沥青质、和/或炭的至少一部分燃烧以产生燃烧产物。燃烧产物可以通过使气相塔顶产物中存在的任何夹带的炭的至少一部分和/或沉积在管线1035、管线1037、一个或多个辐射管1039、管线1041、和/或任选的一个或多个下游导管的内表面上的任何焦炭、沥青质、和/或炭的至少一部分燃烧而产生。

在一些实施方案中，可以避免经由管线1056的氧化剂的引入并且可以使经由管线1011的蒸汽的引入停止，使得仅管线1023中的气相塔顶产物流经管线1033、热交换器1035、管线1037，进入一个或多个辐射管1039和管线1041中。在此种实施方案中，泵唧循环回路1024和/或塑料热解容器1020内的结垢水平或程度可以足以要求从泵唧循环回路1024和/或塑料热解容器1020去除炭的至少一部分，而管线1035、管线1037、一个或多个辐射管1039、管线1041、和/或任选的一个或多个下游导管内的结垢水平或程度不需要启动从其中去除焦炭、沥青质、和/或炭的方法。然而，在此种实施方案中，应当理解，随着气相塔顶产物流经那里，可以进行从管线1035、管线1037、一个或多个辐射管1039、管线1041、和/或任选的一个或多个下游导管去除焦炭、沥青质、和/或炭的至少一些。在其他实施方案中，可以避免经由管线1056的氧化剂的引入并且可以使经由管线1011的蒸汽的引入继续，使得管线1023中的气相塔顶产物和管线1015中的蒸汽的合并混合物流经管线1033、管线1035、管线1037、一个或多个辐射管1039、管线1041和任选的一个或多个下游导管。

一旦从泵唧循环回路1024去除炭以及从管线1035、管线1037、一个或多个辐射管1039、管线1041、和/或任选的一个或多个下游导管去除焦炭、沥青质、和/或炭的离线模式已经进行了足够的持续时间，就可以分别通过关闭阀1048和1058使经由管线1050的含水流体和/或氧化剂向泵唧循环回路1024中的引入和(如果使用的话)经由管线1056的氧化剂向管线1007中的引入停止。可以通过打开阀1028、1030和1044并且关闭阀2018和2012使泵唧循环回路1024重新流体连接至容器1020。可以分别通过打开阀1002和1004使经由管线1001的重质进料和经由管线1007的烃进料的引入重新启动。

图3

图3描绘了根据一个或多个实施方案的用于从与塑料热解容器1020和蒸汽裂解炉1003集成的泵唧循环回路1024去除炭同时维持烃进料在蒸汽裂解炉1003的辐射段1006内的蒸汽裂解的说明性方法/系统3000。在正常热解操作期间，方法/系统3000可以被配置成用于使管线1037中的混合物蒸汽裂解，该混合物包括来自管线1015的烃进料/蒸汽混合物和来自管线1023的气相流出物。当泵唧循环回路1024中已经积聚了足够量的炭时，可以启动并且在在线模式下进行用于去除炭的方法。

方法/系统3000与以上参考图2所描述的方法/系统2000类似。主要差异在于，仅将经由管线1050的含水流体引入泵唧循环回路1024中以进行泵唧循环回路1024的除炭操作，而经由管线1007的烃进料继续被引入并且与管线1011中的含水流体合并以产生管线1015中的第一加热的混合物。如此，管线1007中的烃进料的蒸汽裂解可以与泵唧循环回路1024的除炭同时地继续。

可以使泵唧循环回路1024的除炭以如以上参考图2所描述的类似的方式启动。在启动除炭操作之前，可以通过关闭阀1002使经由管线1001的重质进料向容器1020中的引入停止。可以维持经由管线1007的烃进料向蒸汽裂解炉的对流段1005中的引入。可以通过关闭阀1028和1030使泵1025与容器1020和泵唧循环回路1024流体隔离。可以将设置在容器1020内的内容物的至少一部分从其中清除。设置在容器1020内的内容物可以是或可以包括但不限于熔融/溶解的塑料材料、热解的塑料材料、液体烃诸如任选的载体液体、炭、或其任何混合物。在一个实施方案中，可以打开阀1059，并且来自容器1020的内容物可以经由管线1021流入清除管线1022中并且被从方法/系统2000中去除，如以上参考图1所描述的。在另一个实施方案中，可以打开阀2018，并且来自容器1020的内容物可以经由管线1021流入清除管线2022中。如果使用清除管线1022来去除容器1020的内容物，一旦容器1020已经被清除，就可以关闭阀1059以使清除管线1022与管线1021流体隔离。还可以通过关闭阀1044使容器1020与泵唧循环回路1024的第一端1040流体隔离。如果使用清除管线2022来去除容器1020的内容物，阀2018可以保持打开以允许在除炭操作期间含固体的塔底材料离开容器1020。

在一些实施方案中，在停止管线1001中的重质进料的引入和清除容器1020期间，可以通过关闭阀1054使塔顶产物管线1023与管线1015流体隔离。关闭阀1054可以防止管线1015中的烃进料和蒸汽的加热的混合物经由塔顶产物管线1023流入容器1020中。在泵唧循环回路1024的第一端1040与容器1020流体隔离并且泵1025与泵唧循环回路1024流体隔离的情况下，可以通过打开阀1048将经由管线1050的含水流体引入管线1021中。含水流体可以经由旁路管线2010环绕泵1025流动。例如，可以打开阀2012以允许含水流体和/或氧化剂流经那里并且进入泵唧循环回路1024的管线1027中。如果阀1054被关闭，一旦足够量的含水流体已经经由管线1050引入泵唧循环回路1024中，就可以打开阀1054。

随着经由管线1050引入泵唧循环回路1024中的含水流体流经那里，含水流体可以在管线1029中被加热以产生管线1031中的加热的混合物，该加热的混合物可以包括蒸汽和设置在泵唧循环回路1024内的炭。含水流体可以经由剥落和/或一种或多种其他物理机制去除泵唧循环回路1024内沉积的炭的至少一部分。管线1031中的第一加热的混合物可以流入容器1020中。

可以从容器1020获得经由管线1023的气相塔顶产物和经由管线1021的含固体的塔底材料。气相塔顶产物可以处于气相或可以主要地处于气相，其中次要量处于液相。当管线1023中次要量的气相塔顶产物处于液相时，此种次要量可以是基于气相塔顶产物的总重量至多约5wt％、4wt％、3wt％、2wt％、1wt％、0.5wt％、0.1wt％、或0.01wt％。管线1023中的气相塔顶产物可以主要包括蒸汽和可能存在于泵唧循环回路1024中的潜在地微小量的夹带的炭和/或烃。管线1021中的含固体的塔底材料可以包括炭。管线1021中的含固体的塔底材料也可以包括液体，例如，残留的烃、塑料材料、冷凝蒸汽、或其混合物。可以通过打开阀2018(如果尚未打开的话)经由管线2022去除管线1021中的含固体的塔底材料。在一些实施方案中，可以使管线2022与容器1020紧密连接以降低管线1021变得被炭堵塞的可能性。

可以将管线1015中的烃进料和蒸汽的加热的混合物与管线1023中的气相塔顶产物(在阀1054打开的情况下)合并以产生管线1033中的合并混合物。可以将管线1033中的合并混合物在设置在蒸汽裂解炉1003的对流段1005内的管线1035中加热，并且然后经由管线1037引入设置在蒸汽裂解炉1003的辐射段1006内的一个或多个辐射管1039中。随着管线1033中的合并混合物流经管线1035、管线1037、一个或多个辐射管1039、管线1041和任选的一个或多个下游导管，沉积在其中的任何焦炭、沥青质、和/或炭的至少一部分可以经由剥落和/或一种或多种其他物理机制去除并且离开蒸汽裂解炉1003。如此，管线1041中的流出物可以包括裂解烃(例如，乙烯、丙烯、和/或丁烯)、未裂解的烃进料、焦炭、沥青质、蒸汽、和/或炭。

可以将经由管线1041从蒸汽裂解炉1003离开的流出物引入热交换器3002中以产生经由管线3041的冷却的流出物。在一些实施方案中，可以将经由管线3004的急冷流体引入热交换器3002中并且与流出物接触以产生管线3041中的冷却的流出物。在其他实施方案中，可以将传热流体引入热交换器3002中并且热可以从流出物间接传递至传热流体以产生管线1041中的冷却的流出物和加热的传热流体。在还其他实施方案中，可以使用与管线3004中的急冷流体的直接接触和与传热流体的间接热交换两者以产生经由管线3041的冷却的流出物。应当理解，热交换器3002可以存在于以上参考图1和2所描述的实施方案中。

在一些实施方案中，可以将管线2022中的含固体的塔底材料经由管线3008与管线1041中的流出物合并以产生管线1041中的合并的混合物。在其他实施方案中，可以将管线2022中的含固体的塔底材料经由管线3010与管线3041中的冷却的流出物合并以产生管线3041中的合并的混合物。在还其他实施方案中，可以将管线2022中的含固体的塔底材料的第一部分经由管线3008与管线1041中的流出物合并，并且可以将管线2022中的含固体的塔底材料的第二部分经由管线3010与管线3041中的冷却的流出物合并。在还其他实施方案中，可以将含固体的塔底材料引导至被配置成处理含固体的塔底材料的处理单元，而不将含固体的塔底材料与管线1041中的流出物或管线3041中的冷却的流出物合并。

一旦图3中所示出的炭从泵唧循环回路1024的在线模式去除已经进行了足够的持续时间，就可以通过关闭阀1048使经由管线1050的含水流体向泵唧循环回路1024中的引入停止。可以通过打开阀1028、1030和1044并且关闭阀2018和2012使泵唧循环回路1024重新流体连接至容器1020。可以通过打开阀1002使经由管线1001的重质进料的引入重新启动。在一些实施方案中，在从在线模式除炭操作转变回正常操作期间，可以关闭阀1054，直到足够量的经由管线1001的重质烃进料已经被引入容器1020中。

在供选择的实施方案中，在以上参考图1-3所描述的方法/系统1000、2000和3000的任一种中，在正常热解操作期间或在从泵唧循环回路去除炭和/或从管线1035、管线1037、一个或多个辐射管1039、管线1041、和/或任选的一个或多个下游导管去除焦炭、沥青质、和/或炭期间，管线1029可以被设置在外部热交换器内，即，不位于蒸汽裂解炉1003的对流段1005内。在一个此种供选择的实施方案中，可以将加热的流体介质引入外部热交换器中，并且可以将热从加热的流体介质间接地传递至进入外部热交换器中的管线1027中的流体。可以从外部热交换器获得冷却的流体介质和经由管线1031的加热的混合物。在一些实施方案中，可以被引入外部热交换器中的加热的流体介质可以是或可以包括但不限于一种或多种加热的烃、蒸汽、加热的燃烧或烟道气、非烃流体(例如，液相水)、其任何组合、或其任何混合物。应当理解，可以使用在对流段1005外部的多个热交换器，并且加热的流体介质可以具有相对于彼此相同的组成或不同的组成以及相同或不同的温度。在另一个此种供选择的实施方案中，可以使用一个或多个电加热元件来向外部热交换器1029提供热。例如，可以在外部热交换器内设置辐射/传导热源，该热源可以是或可以包括一个或多个电加热元件，其可以加热经由管线1027引入外部热交换器中的含水流体和/或氧化剂。在还其他实施方案中，可以使用加热的流体介质和一个或多个电加热元件来加热经由管线1027引入外部热交换器中的含水流体和/或氧化剂。

塑料热解条件

在一些实施方案中，管线1001中的重质进料中的塑料材料可以被处理以从中去除任何污染物中的至少一部分。在其他实施方案中，管线1001中的重质进料中的塑料材料可以按原样使用。如果塑料材料被处理以从中去除任何污染物中的至少一部分，则此种处理可以包括但不限于分类、过滤、水洗涤、溶剂萃取、与超临界水接触、与超临界二氧化碳接触、或其任何组合。在一些实施方案中，可以使管线1001中的重质进料中的塑料材料已经经受了一个或多个物理过程，诸如切碎、研磨、撕碎、或可以减小塑料材料的尺寸的其他合适的过程。在一些实施方案中，塑料材料可以具有10cm或更小、3cm或更小、2.5cm或更小、2cm或更小、1cm或更小、0.1cm或更小、或0.01cm或更小的中值粒度。中值粒度是含有塑料颗粒的最小包围球的直径。

可以将经处理和/或经受一个或多个物理过程或按原样的管线1001中的重质进料引入容器1020中。在一些实施方案中，方法/系统1000可以包括两个或更多个容器1020，其中每个容器1020被配置成接收管线1001中的重质进料的一部分和/或相对于彼此具有相同或不同组成的单独的重质进料。在一些实施方案中，可以将管线1001中的重质进料在环境温度下引入容器1020中。在其他实施方案中，可以将管线1001中的重质进料预热至在例如从50℃、75℃、100℃、或150℃至200℃、275℃、或350℃的范围内的温度。可以使经由管线1001引入容器1020中的重质进料中的塑料材料的至少一部分在容器1020中在塑料热解条件下裂解以产生可以分别经由管线1023和1021从容器1020回收或以其他方式获得的气相流出物和液相流出物。

在一些实施方案中，容器1020中的塑料热解条件可以包括容器1020中在例如从275℃、300℃、325℃、350℃、或375℃至400℃、425℃、450℃、475℃、500℃、525℃、或550℃的范围内的平均温度。在此种温度下，塑料材料和一些重质烃在容器1020中经历热解以产生更小、更轻质的分子，例如，分子氢、C1-C4烃和C5+烃。因此，容器1020部分地充当热解反应器。热解反应通常可以是吸热的。在一些实施方案中，容器1020中的此种期望的温度可以部分地通过以下方式实现和维持：除了经由交换器1029加热再循环流体流1027和/或预热流1001之外，还在容器1020中包括内部加热器(例如，热交换器)。然而，在优选实施方案中，容器1020内不安装内部加热器以减少结垢并且简化容器1020内部的必要清洁，并且容器1020中的温度通过如以下所描述的管线1001和1031中料流的合适温度和流量来得以实现和/或维持。在优选实施方案中，管线1001中的重质进料料流具有比管线1031中的流体料流的温度更低的温度(例如，低100℃、120℃、140℃、150℃、160℃、180℃、200℃、220℃、240℃、250℃、260℃、280℃、或300℃)。在容器1020内部，可以将来自管线1001和1031的流体混合(例如，通过一个或多个搅拌装置，诸如容器1020内部的旋转式混合器，未示出)以达到容器内部的期望平均温度。在一些实施方案中，容器1020中的塑料热解条件可以包括容器中在例如从350kPa-表压、500kPa-表压、700kPa-表压、或1,000kPa-表压至1,250kPa-表压、1,500kPa-表压、或1,750kPa-表压的范围内的压力。在一些实施方案中，容器1020中的塑料热解条件可以包括在容器1020中足以使塑料材料的至少一部分裂解的停留时间。至少部分地取决于经由在管线1001中引入容器1020中的重质进料中的塑料材料的组成和量，容器1020内的温度和/或使期望量的塑料材料裂解所需的时间的量可以大幅变化。典型地，提高温度可以减少有待在塑料热解条件下使给定量的给定塑料材料裂解以产生气相流出物和液相流出物所需的时间的量。

在图1-3中所示出的方法/系统中的热解操作期间，通过泵送含塑料液体流1027并且在对流段1003中的热交换器1029中对其进行加热，可以使其中所含有的未反应的塑料材料和重质分子(诸如重质烃)第二次或甚至多次暴露至容器1020中的热解条件，有效地延长其停留时间，以在期望的热解条件诸如温度下达到期望的热解水平，而不会在容器1020以及相连的泵和导管管线中引起过度结焦。离开蒸汽裂解炉的辐射段1006的烟道气中所夹带的热能可以被有效地且高效地用于加热交换器1029中的流体料流。可以将在气相流出物1023中离开容器1020的烃(诸如C₁-C₄气体和在石脑油沸程内沸腾的那些)(其高度适用于蒸汽裂解)与包括烃和蒸汽的管线1015中的加热的混合物合并，进一步加热，并且然后在蒸汽裂解炉1003的辐射段1006中裂解。

在一些实施方案中，可以将液体介质(例如，载体液体)与泵唧循环回路1024中的液相流出物混合、共混、合并、或以其他方式接触。在一些实施方案中，当管线1001中的重质进料包括大多数的或仅一种或多种塑料材料时，使泵唧循环回路1024中的液相流出物与液体介质接触，可以通过相比于与液体介质合并之前的液相流出物形成具有降低的粘度的混合物或以其他方式通过稀释改进流动，来帮助促进泵唧循环回路1024内液相流出物的流动。在其他实施方案中，可以将液体介质的至少一部分与管线1001中的重质烃进料合并并且成为其一部分和/或在容器1020内合并。在一些实施方案中，管线1001中重质进料的流量和(当使用时)液体介质的流量可以通过容器1020上的液位控制和通过经由管线1022从方法/系统1000去除的清除流的流量来控制。

蒸汽裂解条件

蒸汽裂解炉1003的辐射段1006内的蒸汽裂解条件可以包括但不限于以下项中的一项或多项：使加热的合并混合物暴露至≥400℃的温度(如在蒸汽裂解器的辐射出口处所测量的)，例如，约700℃、约800℃、或约900℃至约950℃、约1,000℃、或约1050℃的温度，约100kPa-绝对至约600kPa-绝对的压力，和/或约0.01秒至约5秒的蒸汽裂解停留时间。在一些实施方案中，可以使加热的合并混合物根据美国专利号6,419,885；7,993,435；9,637,694；和9,777,227；美国专利申请公开号2018/0170832；和国际专利申请公开号WO 2018/111574中所公开的方法和系统来蒸汽裂解。在一个或多个辐射管1039的出口处，管线1041中的蒸汽裂解器流出物可以处于≥400℃的温度，例如，约700℃、约800℃、或约900℃至约950℃、约1,000℃、或约1050℃的温度。还应当理解，蒸汽裂解炉1003可以进行操作以使适用于蒸汽裂解炉的任何燃料燃烧，以产生炉的辐射段中烃分子的热解所要求的热能。此种燃料可以包括例如甲烷、天然气、氢气及其以任何比例的混合物。

在一些实施方案中，蒸汽裂解炉1003可以包括多个内部热交换器1035和多个辐射管1039。每个内部热交换器1035可以与对应的辐射管1039或两个或更多个对应的辐射管1039流体连通，使得在蒸汽裂解炉1003内可以存在穿过对流段1035和辐射段1006的多个单独的“通道”。穿过对流段1035的一个或多个“通道”可以被配置成接收管线1033中的合并混合物，使得“通道”中的仅一些处理管线1033中的合并混合物。穿过对流段1005和辐射段1006的每个单独的“通道”可以被配置成处理可以彼此独立地被控制的独有进料。如此，在一些实施方案中，蒸汽裂解炉1003可以处理管线1033中的合并混合物，该合并混合物包括通过使塑料材料在容器1020内在一个或多个“通道”中热解所产生的一种或多种烃，而同时地处理一种或多种另外的烃进料，该一种或多种另外的烃进料不含有通过使塑料材料在容器1020内在一个或多个“通道”中热解所产生的一种或多种烃。例如，在一些实施方案中，可以将管线1015中的加热的混合物的第一部分与管线1023中的气相流出物合并，并且可以使管线1015中的加热的混合物的第二部分被运送穿过设置在蒸汽裂解炉1003的对流段1005内的另一个热交换器，并且然后进入设置在蒸汽裂解炉1003的辐射段1006内的一个或多个单独的辐射管1039中。在其他实例中，可以将具有相同或不同组成的多种烃进料在蒸汽裂解炉1003的辐射段1006内加热，其中一种或多种烃进料与管线1023中的气相流出物合并，而一种或多种烃进料被单独地处理，即不与管线1023中的气相流出物合并。该一个或多个“通道”中的每个内的工艺条件(例如，流量、温度、和/或压力)可以是相对于彼此相同或不同的。

在一些实施方案中，管线1037中的加热的混合物可以是气/液相混合物。在此种实施方案中，方法/系统1000、2000和3000可以被配置成通过将管线1037中的混合物引入分离鼓中来获得气相塔顶产物和液相塔底产物。可以将气相塔顶产物加热(例如，在蒸汽裂解炉1003的对流段1005中)并且然后引入设置在蒸汽裂解炉1003的辐射段内的一个或多个辐射管1039中。分离鼓也可以被称为气-液分离器、蒸发鼓、或闪蒸鼓。在一些实施方案中，从分离鼓回收的液相塔底产物可以具有300℃至700℃(例如，310℃至550℃)的截断点(cutoffpoint)，如根据ASTM D1160-18、ASTM D-86-20b、或ASTM D2887-19ae2所测量的。可以利用常规分离鼓来做到这一点，尽管本发明不限于此。此类常规分离鼓的实例可以包括美国专利号7,097,758；7,138,047；7,220,887；7,235,705；7,244,871；7,247,765；7,297,833；7,311,746；7,312,371；7,351,872；7,427,381；7,488,459；7,578,929；7,674,366；7,767,008；7,820,035；7,993,435；8,105,479；和9,777,227中所公开的那些。

在一些实施方案中，可以使从分离鼓回收的液相塔底产物的至少一部分再循环至容器1020并且进一步在其中经受塑料热解条件。在其他实施方案中，可以使从分离鼓回收的液相塔底产物的至少一部分再循环至管线1007中的烃进料，使得液相塔底产物可以构成管线1007中的烃进料的至少一部分。在其他实施方案中，可以使用从分离鼓回收的液相塔底产物的至少一部分作为载体液体，该载体液体可以存在于管线1001中的重质进料中和/或添加至容器1020中、和/或与从容器1020回收的泵唧循环回路1024内的液体塔底产物合并。在其他实施方案中，可以将从分离鼓回收的液相塔底产物的至少一部分从方法/系统1000、2000和3000去除并且在一个或多个其他精炼厂、化学、或其他石化操作中进一步处理和/或分离成两种或更多种产物。

应当理解，蒸汽裂解炉1003可以对可以在蒸汽裂解炉中处理的所有烃进料进行操作。例如，烃进料可以专门地对一种或多种在室温下是气体的烃(例如，乙烷、丙烷、和/或丁烷)、一种或多种在室温下是液体的烃(例如，石脑油)、一种或多种在室温下是固体的烃(例如，获得自原油的重质馏分)、或其任何组合或混合物进行操作。

在一些实施方案中，在方法/系统1000、2000和3000的启动(无论是第一次还是停机之后)期间，热可以经由热交换器(例如，蒸汽夹套或被配置成通过其载运蒸汽或其他加热介质的内部加热管)、加热元件、从蒸汽裂解炉1003回收的烟道气、和/或任何其他合适的热源被传递到容器1020中。在其他实施方案中，在方法/系统1000的启动期间，管线1001中的重质进料可以具有足够低的粘度或以其他方式改进的流动特性，使得重质进料可以经由管线1021获得、经由管线1027输送到并且穿过热交换器1029用于加热，并且然后经由管线1031重新引入容器1020中。在还其他实施方案中，在方法/系统1000的启动期间，可以首先将管线1001中的重质进料在对流段1005内加热以产生可以被引入容器1020中的加热的重质进料。在还其他实施方案中，在方法/系统1000的启动期间，可以将载体液体在对流段1005内(例如，在热交换器1029内)加热并且引入容器1020中，并且可以在容器1020内的一个或多个工艺条件(例如，容器1020内的温度)已经达到一个或多个预定值之后添加重质烃进料，该重质烃进料可以是或可以包括塑料材料。

在图1-3中所示出的实施方案中，示出容器1020与单个蒸汽裂解炉连接。进一步设想到，在某些优选实施方案中，可以使容器1020与多个蒸汽裂解炉连接。例如，在一个实施方案(未示出)中，可以将管线1021中的液体料流的分料流泵送并且送至位于第二蒸汽裂解器(未示出)的对流段中的热交换器，在那里其被加热，并且然后任选地在与管线1031中的加热的流体料流合并之后返回容器1020中，或返回容器1020上与管线1031的进入点不同的位置处。在另一个实施方案(未示出)中，可以将管线1023中的气相流出物的分料流任选地在与另外的烃/蒸汽料流混合之后进料到第二蒸汽裂解炉中，在第二蒸汽裂解炉的对流段中加热，并且然后进料到第二裂解炉的辐射段中。因此，容器1020可以被配置成与两个或更多个蒸汽裂解炉同时地或交替地工作。此种多个蒸汽裂解炉布置可以确保即使一个蒸汽裂解炉由于例如除焦、维护、或其他需要而停止操作，塑料热解和蒸汽裂解操作仍继续。

在图1-3中所示出的实施方案中，示出单个容器1020与单个蒸汽裂解炉连接。进一步设想到，在某些优选实施方案中，可以使相同、类似、或不同尺寸和/或设计的多个容器1020与一个或多个蒸汽裂解炉连接。例如，在一个实施方案(未示出)中，一个容器1020可以被设计并且被配置成接收包含第一塑料材料的第一类型的重质进料，并且第二容器1020可以被设计成接收包含第二塑料材料的第二类型的重质进料，该第二塑料材料可以与第一塑料材料相同或不同。在第一和第二塑料材料不同的情况下，这两个容器1020可以在不同的热解条件下操作以满足不同塑料材料的需要。可以将离开这两个容器1020的管线1023中的蒸气流出物料流合并，并且然后任选地与烃流一起进料到蒸汽裂解炉中。可以将离开这两个容器1020的液体流出物料流1021(如果在温度和/或组成方面显著地不同)单独地泵送到一个或多个蒸汽裂解炉的一个或多个对流段中的单独的热交换器中，并且然后返回相同或不同的容器1020。包括多个容器1020的此类实施方案可以具有能够处理要求不同热解条件的多种不同塑料材料的优点。

各种术语已经在以上定义。如果权利要求中所使用的术语未在以上被定义，应当赋予其相关领域人员已经赋予该术语的、如在至少一个印刷出版物或已公布专利中所反映的最广泛的定义。此外，对于其中允许此种并入的所有司法管辖区，本申请中所引用的所有专利、测试程序和其他文件通过引用整体并入,只要此种公开内容不与本申请相矛盾。

尽管前述内容涉及本发明的实施方案，但可以在不脱离其基本范围的情况下设计出本发明的其他和另外的实施方案，并且其范围由以下权利要求书确定。

Claims (25)

1.一种用于使用泵唧循环回路去除热解工艺中形成的沉积物的方法，其中所述泵唧循环回路与用于使塑料裂解的容器流体连通，所述方法包括：

使与所述容器流体连通的所述泵唧循环回路的第一端和与所述容器流体连通的所述泵唧循环回路的第二端流体隔离以提供所述泵唧循环回路的流体隔离段，其中所述流体隔离段包含设置在蒸汽裂解炉的对流段或所述蒸汽裂解炉外部的热交换器内的第一导管，并且其中所述泵唧循环回路的所述流体隔离段包含沉积在所述第一导管的内表面上的炭；

使所述泵唧循环回路的所述隔离段的所述第一端流体连接至含水流体和氧化剂源；

使所述泵唧循环回路的所述隔离段的所述第二端与设置在所述蒸汽裂解炉的所述对流段内的第二导管流体连接；

将来自所述含水流体和氧化剂源的含水流体和氧化剂引入所述泵唧循环回路的所述隔离段的所述第一端中；

通过使所述含水流体和氧化剂流经所述泵唧循环回路的所述流体隔离段来加热所述含水流体和氧化剂以产生第一加热的混合物，所述第一加热的混合物包含蒸汽以及以下中的至少一种：炭、任何未反应的氧化剂和通过使所述炭的至少一部分燃烧所产生的燃烧产物；

使所述第一加热的混合物流经所述第二导管以产生第二加热的混合物；和

将所述第二加热的混合物引入所述蒸汽裂解炉的辐射段中。

2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：

将氧化剂在所述蒸汽裂解炉的所述对流段内加热并且将所述氧化剂与含水流体合并以产生包含所述氧化剂和蒸汽的加热的氧化剂和蒸汽混合物，其中所述加热在将所述氧化剂与所述含水流体合并之前、期间、和/或之后进行；和

将所述加热的氧化剂和蒸汽混合物与所述第一加热的混合物在所述第二导管上游合并以产生合并的加热混合物，其中所述合并的加热混合物流经所述第二导管以产生第二加热的混合物。

3.根据权利要求2所述的方法，其中：

所述第二加热的混合物流经设置在所述蒸汽裂解炉的所述辐射段内的导管，所述导管包含沉积在其内表面上的焦炭，和

使所述第二加热的混合物流经设置在所述蒸汽裂解炉的所述辐射段内的导管以产生包含所述焦炭的至少一部分、通过使所述焦炭的至少一部分燃烧产生的燃烧产物、或其混合物的流出物。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，将包含熔融和/或溶解的塑料、热解的塑料、或其混合物的液相流出物设置在所述容器内，所述方法进一步包括在使所述泵唧循环回路的所述第一端和第二端与所述容器流体隔离的同时将所述液相流出物的至少一部分从所述容器清除。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述含水流体和所述氧化剂被引入其中的所述泵唧循环回路的所述隔离段的所述第一端位于所述第一导管与泵之间或所述泵与所述容器之间。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，沉积在所述第一导管的内表面上的所述炭通过使包含塑料材料的重质进料经受塑料热解条件而产生。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述塑料材料包含含氮聚合物、含氯聚合物、含溴聚合物、含氟聚合物、含氧聚合物、聚乙烯聚合物、聚丙烯聚合物、聚苯乙烯聚合物、聚酰胺聚合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙烯乙酸乙烯酯、丁二烯聚合物、异戊二烯聚合物、异丁烯聚合物、或其混合物。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述烃进料包含原油或其馏分。

9.一种用于使用泵唧循环回路去除热解工艺中形成的沉积物的方法，其中所述泵唧循环回路与用于使塑料裂解的容器流体连通，所述方法包括：

将烃进料在蒸汽裂解炉的对流段内加热并且将所述烃进料与含水流体合并以产生包含烃和蒸汽的第一加热的混合物，其中所述加热在将所述烃进料与所述含水流体合并之前、期间、和/或之后进行；

使与所述容器流体连通的所述泵唧循环回路的第一端和与所述容器流体连通的所述泵唧循环回路的第二端流体隔离以提供所述泵唧循环回路的流体隔离段，其中所述流体隔离段包含设置在所述蒸汽裂解炉的所述对流段或所述蒸汽裂解炉外部的热交换器内的第一导管，并且其中所述泵唧循环回路的所述流体隔离段包含沉积在所述第一导管的内表面上的炭；

使所述泵唧循环回路的所述隔离段的所述第一端流体连接至含水流体源；

使所述泵唧循环回路的所述隔离段的所述第二端流体连接至设置在所述蒸汽裂解炉的所述对流段内的第二导管；

将来自所述含水流体源的含水流体引入所述泵唧循环回路的所述隔离段的所述第一端中；

通过使所述含水流体流经所述泵唧循环回路的所述流体隔离段来加热所述含水流体以产生包含蒸汽和炭的第二加热的混合物；

将所述第二加热的混合物与所述第一加热的混合物合并以产生第三混合物；

使所述第三混合物流经所述第二导管以产生加热的第三混合物；和

将所述加热的第三混合物引入所述蒸汽裂解炉的辐射段中。

10.根据权利要求9所述的方法，其中：

所述第三加热的混合物流经设置在所述蒸汽裂解炉的所述辐射段内的导管，所述导管包含沉积在其内表面上的焦炭，和

使所述第三加热的混合物流经设置在所述蒸汽裂解炉的所述辐射段内的所述导管产生包含一种或多种烯烃的流出物。

11.根据权利要求9或权利要求10所述的方法，其中，将包含熔融和/或溶解的塑料、热解的塑料、或其混合物的液相流出物设置在所述容器内，所述方法进一步包括在使所述泵唧循环回路的所述第一端和第二端与所述容器流体隔离的同时将所述液相流出物的至少一部分从所述容器清除。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中，沉积在所述第一导管的内表面上的所述炭通过使包含塑料材料的重质进料经受塑料热解条件而产生。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述塑料材料包含含氮聚合物、含氯聚合物、含氧聚合物、聚乙烯聚合物、聚丙烯聚合物、聚苯乙烯聚合物、聚酰胺聚合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙烯乙酸乙烯酯、丁二烯聚合物、异戊二烯聚合物、异丁烯聚合物、或其混合物。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法，其中，所述烃进料包含原油或其馏分。

15.一种用于使用泵唧循环回路去除热解工艺中形成的沉积物的方法，其中所述泵唧循环回路与用于使塑料裂解的容器流体连通，所述方法包括：

使与所述容器流体连通的所述泵唧循环回路的第一端流体隔离，其中所述泵唧循环回路包含设置在蒸汽裂解炉的对流段或所述蒸汽裂解炉外部的热交换器内的导管并且具有与所述容器流体连通的第二端，并且其中所述泵唧循环回路包含沉积在设置在所述对流段或所述热交换器内的所述导管的内表面上的炭；

使所述泵唧循环回路的所述第一端流体连接至含水流体和/或氧化剂源；

将来自所述含水流体和/或氧化剂源的含水流体和/或氧化剂引入所述泵唧循环回路的所述第一端中；

通过使所述含水流体和/或氧化剂流经所述泵唧循环回路来加热所述含水流体和/或氧化剂以产生第一加热的混合物，所述第一加热的混合物包含蒸汽，以下中的至少一种：炭和如果所述氧化剂存在的话，任何未反应的氧化剂以及通过使所述炭的至少一部分燃烧所产生的燃烧产物；

将所述第一加热的混合物引入所述容器中；

从所述容器获得气相塔顶产物和含固体的塔底材料；和

将所述气相塔顶产物引入所述蒸汽裂解炉的辐射段中。

16.根据权利要求15所述的方法，其中：

所述气相塔顶产物流经设置在所述蒸汽裂解炉的所述辐射段内的导管，所述导管包含沉积在其内表面上的焦炭，和

使所述气相塔顶产物流经设置在所述辐射段内的所述导管产生包含焦炭和如果所述氧化剂存在的话，任何未反应的氧化剂以及通过使沉积在设置在所述蒸汽裂解炉的所述辐射段内的导管的内表面上的所述焦炭的至少一部分燃烧所产生的燃烧产物中的至少一种的流出物。

17.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括：

将氧化剂在所述蒸汽裂解炉的所述对流段内加热并且将所述氧化剂与含水流体合并以产生包含所述氧化剂和蒸汽的加热的氧化剂和蒸汽混合物，其中所述加热在将所述氧化剂与所述含水流体合并之前、期间、和/或之后进行；和

将所述气相塔顶产物与所述加热的氧化剂和蒸汽混合物合并以产生合并混合物，其中将所述合并混合物引入所述蒸汽裂解炉的所述辐射段中，并且其中所述流出物包含所述燃烧产物。

18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其中，将包含熔融和/或溶解的塑料、热解的塑料、或其混合物的液相流出物设置在所述容器内，所述方法进一步包括在使所述泵唧循环回路的所述第一端流体隔离之后和在使所述泵唧循环回路的所述第一端流体连接至所述蒸汽/氧化剂源之前将所述液相流出物的至少一部分从所述容器清除。

19.根据权利要求15至18中任一项所述的方法，其中，所述泵唧循环回路包含位于所述泵唧循环回路的所述第一端与第二端之间的泵，所述方法进一步包括：

使所述泵与所述泵唧循环回路流体隔离；和

流体连接绕过所述泵的旁路导管，其中将所述含水流体和/或所述氧化剂引入所述泵上游的所述泵唧循环回路的所述第一端中，并且其中所述含水流体和/或所述氧化剂经由所述旁路导管绕过所述泵。

20.根据权利要求15至19中任一项所述的方法，其中，所述容器包含设置在其中的炭，并且其中从所述容器获得的所述含固体的塔底材料包含设置在所述容器内的所述炭的至少一部分。

21.一种用于使用泵唧循环回路去除热解工艺中形成的沉积物的方法，其中所述泵唧循环回路与用于使塑料裂解的容器流体连通，所述方法包括：

将烃进料在蒸汽裂解炉的对流段内加热并且将所述烃进料与含水流体合并以产生包含烃和蒸汽的加热的第一混合物，其中所述加热在将所述烃进料与所述含水流体合并之前、期间、和/或之后进行；

使与所述容器流体连通的所述泵唧循环回路的第一端流体隔离，其中所述泵唧循环回路包含设置在所述蒸汽裂解炉的所述对流段或所述蒸汽裂解炉外部的热交换器内的导管并且具有与所述容器流体连通的第二端，并且其中所述泵唧循环回路包含沉积在设置在所述对流段或所述热交换器内的所述导管的内表面上的炭；

使所述泵唧循环回路的所述第一端流体连接至含水流体源；

将来自所述含水流体源的含水流体引入所述泵唧循环回路的所述第一端中；

通过使所述含水流体流经所述泵唧循环回路来加热所述含水流体以产生包含蒸汽和所述炭的至少一部分的加热的第二混合物；

将所述加热的第二混合物引入所述容器中；

从所述容器获得气相塔顶产物和含固体的塔底材料；

将所述气相塔顶产物与所述加热的第一混合物合并以产生第三混合物；和

将所述第三混合物引入所述蒸汽裂解炉的辐射段中。

22.根据权利要求21所述的方法，其中：

所述第三混合物流经设置在所述蒸汽裂解炉的所述辐射段内的导管，和

使所述第三混合物流经设置在所述蒸汽裂解炉的所述辐射段内的所述导管产生包含一种或多种烯烃的流出物。

23.根据权利要求22所述的方法，其进一步包括：

使所述蒸汽裂解炉的所述辐射段中产生的所述流出物冷却以产生冷却的流出物；和

将所述含固体的塔底材料的至少一部分与所述流出物、所述冷却的流出物、或其组合合并。

24.根据权利要求21至23中任一项所述的方法，其中，将包含熔融和/或溶解的塑料、热解的塑料、或其混合物的液相流出物设置在所述容器内，所述方法进一步包括在使所述泵唧循环回路的所述第一端流体隔离之后和在使所述泵唧循环回路的所述第一端流体连接至所述蒸汽/氧化剂源之前将所述液相流出物的至少一部分从所述容器清除。

25.根据权利要求21至24中任一项所述的方法，其中，所述泵唧循环回路包含位于所述泵唧循环回路的所述第一端与第二端之间的泵，所述方法进一步包括：

使所述泵与所述泵唧循环回路流体隔离；和

流体连接绕过所述泵的旁路导管，其中将来自所述蒸汽源的所述蒸汽引入所述泵上游的所述泵唧循环回路的所述第一端中，并且其中来自所述含水流体源的所述含水流体经由所述旁路导管绕过所述泵。