CN101775300A - 一种延迟焦化过程的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种延迟焦化过程中焦化塔之间周期性切换操作时，控制焦化塔预热速度的方法，其通过改变焦化塔预热操作中控制暖塔速率的调节部位，改善了该控制系统的操作环境条件，大大地延长了设备的寿命，减少了设备的投资。

Description

一种延迟焦化过程的控制方法

技术领域

本发明涉及一种延迟焦化过程中的控制方法，更具体地说是涉及一种延迟焦化过程中焦化塔周期性切换操作时，控制焦化塔预热速度的方法。

背景技术

在现有的炼油过程中，对各种重烃材料采用延迟焦化工艺对其进行炼焦，使重烃在焦化塔中热裂解和缩合反应而生成较轻质的烃类气体和固体焦炭。通常，焦化塔塔顶排出的气体进入分馏塔，分馏出气体和液体产品，部分液体冷凝下来作为循环油流入分馏塔的底部，与需要加工的重烃材料一起泵送经加热炉升温到适宜的温度，为焦化反应提供热量后，进入在线焦化塔，所生成的固体焦炭沉积在焦化塔的内壁上，高温油气自焦化塔塔顶排出进入分馏塔，分馏出气体和液体产品。

在现有的焦化过程中，典型的延迟焦化单元中一般包括一对焦化塔，其交替地进行装料和出料过程。为了连续化操作，每当焦化原料泵送经加热炉进入其中的一个塔进行焦化时，另一个塔则需要进行清除焦炭的操作，清除焦炭后的空塔则采用来自前一个热焦化塔的热油气进行预热，使空焦化塔的温度升高。此预热步骤通常是必要的，如果不进行预热，当周期性地把热焦化原料加入到相对较冷的塔中，所产生的热应力将对设备(焦化塔)造成严重的应力损伤。此处所述的将一部分来自在线焦化塔(装料塔)顶部的热油气切换到非在线焦化塔(空塔)的操作，在本领域中通常是通过两焦化塔塔顶上的一组隔断阀控制的。这组隔断阀通常至少包括：分别设置在每一个焦化塔上的油气线阻断阀(附图中的4和5)和一个总管线的阻断阀(附图中的6)。当对冷焦化塔进行预热时，通常的操作是将热的在线焦化塔塔顶的阻断阀全开，通过调节冷的非在线焦化塔塔顶的阻断阀开度和总管线的阻断阀开度来控制冷的非在线焦化塔的预热速度。所述的阻断阀通常采用直径较大的闸阀或球阀。但不论使用哪一种阻断阀，都存在一定的问题。

当使用闸阀时，由于闸阀结构上的固有缺陷，其关断不严密，通常需要设置双阀。而由于该部位处于410-450℃的高温下并含焦粉、蜡油等介质环境，闸阀很容易结焦卡死。而且闸阀的调节性能差，无法连续均匀地控制预热速度和在线焦炭塔的操作压力。如果焦化塔的预热速度过快，疲劳应力的累积会影响焦化塔使用寿命；如果焦化塔的预热速度过慢，将影响焦化塔的切换周期。

当使用球阀时，球阀的关断比较严密。如果仅设置一道球阀，在冷焦化塔预热过程中，设置在冷焦化塔上的油气线阻断阀和设置在总管线的阻断阀，由于用于控制冷焦化塔暖塔速度，均经常处于非全开或非全关的中间状态，且处于410-450℃的高温下和含焦粉、蜡油等介质中，因此很容易造成球阀结焦。为了保证装置的可靠运行，需要在每个焦化塔顶油气线上设置两道球阀或一道闸阀及一道球阀。但这种管径规格较大的球阀或闸阀价格十分昂贵，因此增加了设备的投资成本，同时用于调节操作的闸阀或球阀仍然存在易结焦出现故障的风险。

因此，非常需要提供一种新的控制焦化塔预热速度的方法，不仅可以连续地控制冷焦化塔的预热速度和热焦化塔的操作压力，而且可以延长控制系统(即焦化塔顶油气线阻断阀)的使用寿命，同时减少设备的投资。

发明内容

本发明涉及一种延迟焦化过程中焦化塔之间周期性切换操作时，控制焦化塔预热速度的方法，其通过改变焦化塔预热操作中控制暖塔速率的调节部位，改善了该控制系统的操作环境条件。

一种焦化过程中焦化塔预热速度的控制方法，该方法一般在炼焦延迟焦化工艺中的一对焦化塔切换操作时实施。该方法包括：在一对焦化塔切换操作时，将一部分来在线(热)焦化塔顶部的热油气引入到非在线(冷)焦化塔对其进行预热的过程中，包括以下步骤：将设置于在线焦化塔和非在线焦化塔之间的油气连接管线上的阻断阀处于全开状态，通过调节和/或控制非在线焦化塔与分馏塔或放空塔之间的油气流通量，来控制冷焦化塔的预热速度或热焦化塔的操作压力。

另外，在对非在线焦化塔预热前，即向冷的焦化塔通入热油气预热之前，还可以通过调节焦化气体压缩机出口9与甩油罐3管线上的阻断阀12，向冷焦化塔2补充气体，使冷焦化塔2维持一定的初始压力。

附图说明

为了说明本发明的延迟焦化过程的控制方法，现参照附图1来详细描述本发明焦化循环中一对焦化塔进行装料和出料的交替操作。

附图1是本发明延迟焦化过程中一对焦化塔的工艺示意图。

在附图1中，只使用了一对焦化塔，但应当理解本发明可用于多塔的情况。焦化塔1和焦化塔2交替地进行填充和排空的操作。当一个焦化塔充满固体焦炭后，另一个塔可进行取出焦炭的操作。

在图1中：1-焦化塔、2-焦化塔、3-甩油罐、4-阻断阀、5-阻断阀、6-总管线的阻断阀、7-连接分馏塔、8-连接放空塔、9-连接焦化气体压缩机、10-连接甩油罐3和分馏塔7的管线上的阻断阀、11-连接甩油罐3至放空塔8的油气管线上的阻断阀、12-连接焦化气体压缩机9和甩油罐3管线上的阻断阀。

本发明的一个具体实施方案可按下述步骤进行：经过加热的热焦化原料从焦化塔1的底部加入到焦化塔1中进行焦化，其塔顶排出的气体通过管线进入分馏塔7。在焦化塔1结束焦化过程前一定的时间，大约5小时左右开始，将塔顶排出的气体一部分通过管线进入分馏塔7，而另一部分通过阻断阀4和阻断阀5，从焦化塔2的顶部进入焦化塔2。焦化塔2的底部与甩油罐3相连，在甩油罐3的顶部设置管线分别与分馏塔7和放空塔8相连，并设置由焦化气体压缩机9出口来的补充气体的管线。

一对焦化塔的具体工艺过程包括如下：在焦化塔1的焦化过程中，所生成的固体焦炭沉积在焦化塔的内壁上。焦化结束后，用蒸汽蒸吹充满了焦炭的焦化塔1以除去塔中焦床里残余的挥发性碳氢化合物。在蒸汽吹出后，把塔里充满冷焦水进行冷焦。然后将水排出塔，再对焦床进行切割，把焦炭从塔底移出，重新安装上端盖后。进行下一个焦化周期的操作。

在上述焦化塔1的焦化过程结束前，大约5小时开始，将来自焦化塔1顶部的部分热油气切换到吹洗干净的焦化塔2里，把冷的焦化塔2加热到预定温度。接着把热原料从焦化塔2的底部加入，重复上述焦化塔1的焦化操作。其中所述的来自焦化塔1顶部的部分热油气切换到吹洗干净的焦化塔2的操作，按如下步骤进行：将设置在焦化塔1和焦化塔2之间的油气连接管线上的阻断阀4和阻断阀5处于全开状态，通过调节总管线的阻断阀6的开度，并调节焦化塔2至甩油罐3至分馏塔7的油气管线上的阻断阀10的开度，和/或甩油罐3至放空塔8的油气管线上的阻断阀11的开度，即调节冷焦化塔2与分馏塔7之间，和/或甩油罐3至放空塔8之间的油气流通量来控制冷焦化塔2的预热速度或热焦化塔1的操作压力。

另外，在向冷焦化塔2开始通入热油气之前，还可以通过调节焦化气体压缩机出口9与甩油罐3管线上的阻断阀12，向冷焦化塔2补充气体，使冷焦化塔2维持一定的初始压力，以避免开始的暖塔速度过快。

一般来说，焦炭塔1和2塔顶油气线上隔断阀4和5的操作环境为：操作温度为410～450℃，操作压力0.1～0.3MPa(g)，操作介质含焦粉并含高温下易于结焦的蜡油及以上重馏份，管径规格较大。在本发明的方法中，由于将隔断阀4和5处于全开状态，不需要经常的调节，减少了阀门结焦的机会，因此可延长阀门的使用寿命。

并且，本发明在控制焦化塔预热速度时，需要经常调节的仅仅是焦化塔2的甩油罐3顶至分馏塔的油气管线上的阻断阀10，以及至放空塔的油气管线上的阻断阀11，和由焦化气体压缩机出口返回的气体管线上的阻断阀12(作为冷焦化塔补充压力用)，由于甩油罐3顶的油气线介质已是冷凝冷却后的介质，较重的易结焦的物质大多被除去，因此操作温度较低，一般低于380℃，不易结焦，因此可以延长此处阀门的使用寿命。并且由于此处的管径规格较小，约为焦炭塔顶油气线隔断阀(隔断阀4和5)的1/2，其可以采用球阀、环阀、截止阀或仪表控制调节阀等可调节阀门或设施，大大地节约了成本。

采用本发明上述方法不仅可以连续地控制冷焦化塔2预热速度，而且还可以用于对热焦炭塔1的压力进行控制。

当采用本发明的方法来控制焦化塔的预热速度时，每个焦化塔顶油气线上即使设置单阀，仍然可以保证装置的可靠运行，因此减少了设备的投资成本，同时由于可以减少焦化塔顶油气线上隔断阀结焦，因而可以适当地提高在线焦化塔顶的操作温度，从而提高焦化操作的液体收率，即提高经济效益。

具体实施方式

下面通过实施例详细说明本发明，但是本发明不受实施例的限制。

实施例

在如图1所示的延迟焦化工艺中，

(1)热焦化油，约500℃，约200吨/时，从焦化塔1的底部加入到焦化塔1中进行焦化，

(2)焦化塔1的体积约1800m³，塔直径为

操作温度为450～490℃，操作压力0.1～0.3MPa(g)，焦化时间20小时，焦化反应结束后，用蒸汽蒸吹充满了焦炭的焦化塔1以除去塔中焦床里残余的挥发性碳氢化合物。蒸吹约2小时，在可吹出碳氢化合物被吹出后，把塔里充满冷焦水进行冷焦。然后将水排出塔，再对焦床进行切割，把焦炭从塔底移出，重新安装上端盖后。进行下一个焦化的操作。

(3)在上述对焦化塔1底部加入热焦化油的的同时，用蒸汽吹洗焦化塔2并进行泄漏测试。将焦化气体压缩机出口9的压缩气体部分引入焦化塔2，使焦化塔2的压力达到一定值(约0.05～0.1MPag)。在焦化塔1焦化完成前约5小时，将热焦化塔1塔顶的阻断阀4仍处于全开状态，再将冷焦化塔2塔顶的阻断阀5也处于全开状态，并关小油气线总管阻断阀6的开度，将来自焦化塔1顶部的部分热油气部分引入到吹洗干净的焦化塔2里，通过调节甩油罐3至分馏塔7的油气管线上的阻断阀10的开度，或调节甩油罐3至放空塔8的油气管线上的阻断阀11的开度，即调节冷焦化塔2油气流通量来控制焦化塔2的预热速度，把焦化塔2加热至塔上部约为340℃。

(4)焦化塔2达到预热的温度后，将200吨/时约500℃的热焦化油，从焦化塔2的底部加入到焦化塔2中进行焦化，重复上述焦化塔1焦化的操作，此时对焦化塔1进行用蒸汽吹洗和泄漏测试，其重复上述焦化塔2预热塔的操作。

在上述工艺中，焦炭塔1和2塔顶油气线上隔断阀4和5、和总管线的阻断阀6，均设置为单阀。装置可靠运行时间达到3年，因此大大地减少了设备的投资成本。

Claims (5)

1.一种焦化过程中控制焦化塔预热速度的方法，该方法包括：在一对焦化塔切换操作时，将一部分来在线焦化塔顶部的热油气引入到非在线焦化塔对其进行预热的过程中，将设置于在线焦化塔和非在线焦化塔之间的油气连接管线上的阻断阀处于全开状态，通过控制非在线焦化塔与分馏塔或/和放空塔之间的油气流通量，来控制非在线焦化塔的预热速度或/和在线焦化塔的操作压力。

2.根据权利要求1所述的控制焦化塔预热速度的方法，在对非在线焦化塔预热前，通过调节焦化气体压缩机出口与甩油罐管线上的阻断阀，向非在线焦化塔补充气体，使非在线焦化塔在被预热前维持一定的初始压力。

3.根据权利要求1所述的控制焦化塔预热速度的方法，该方法包括：焦化塔1和焦化塔2，在焦化塔[1]和焦化塔[2]之间的油气连接管线上的设置阻断阀[4]和阻断阀[5]，焦化塔[1]和焦化塔[2]的底部与甩油罐3相连；

当需要预热焦化塔[2]时，将来自焦化塔[1]顶部的部分热油气引入到的焦化塔[2]，将设置在焦化塔[1]和焦化塔[2]之间的油气连接管线上的阻断阀[4]和阻断阀[5]处于全开状态，通过调节甩油罐[3]至分馏塔[7]油气管线上的阻断阀[10]或/和甩油罐[3]至放空塔[8]的油气管线上阻断阀[11]的开度，来控制焦化塔[2]的预热速度。

4.根据权利要求3所述的控制焦化塔预热速度的方法，在对焦化塔2预热前，通过调节焦化气体压缩机出口[9]与甩油罐[3]管线上的阻断阀[12]，向焦化塔[2]补充气体，使焦化塔[2]在被预热前维持一定的初始压力。

5.根据权利要求3所述的控制焦化塔预热速度的方法，其中焦化塔[1]和焦化塔[2]的操作温度为410～450℃，操作压力0.1～0.3MPa(g)。

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