CN102373080A - 一种延迟焦化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种延迟焦化方法，将加热至450～520℃的易结焦原料与加热至500～580℃不易结焦原料混合，混合物料从焦炭塔下部进入焦炭塔，裂化产物进入分馏系统，焦炭留在焦炭塔内，液体收率可提高0.79个百分点，焦炭产率下降1.38个百分点。

Description

一种延迟焦化方法

技术领域

本发明涉及一种焦化工艺过程，特别涉及一种延迟焦化方法。

背景技术

延迟焦化技术是石油炼制过程中重要的重油轻质化工艺技术。它的最突出特点是原料适应性强，能够加工其它重油加工工艺无法加工的劣质重油，甚至可以加工污油、油泥。随着原油的持续开采，原油的劣质化和重质化的趋势愈来愈明显，重油和劣质重油的量会愈来愈多，延迟焦化工艺就愈来愈重要。

延迟焦化工艺的原料一般是原油经过常减压蒸馏后的渣油，其馏程范围通常大于500℃。在延迟焦化过程中为了生产更多的轻质油品，一般是将馏程大于350～500℃的生成油返回到焦化中进行进一步的裂化，通常称为延迟焦化循环油，一般情况下延迟焦化循环油与馏程大于500℃的新鲜原料油一起经过加热炉加热至500℃左右进入延迟焦化的焦化塔，在450～480℃的温度下进行热裂化及缩合反应。裂化产物通常是干气、液化气、石脑油、中间馏分油和焦化蜡油，缩合产物是焦炭。

在延迟焦化过程中，裂化和缩合反应是自由基机理的热反应，所以反应温度是一个非常重要的参数。物料通过加热炉加热至反应温度，使裂化和缩合反应尽量延迟在焦炭塔中进行，而不希望在加热炉管中进行。而对于易结焦的劣质原料来说，通常是还没有加热到足够的裂化反应温度，原料已经在加热炉管中结焦。轻则造成加热炉管的热效率降低，重则造成炉管堵塞而使装置被迫停工。延迟焦化过程的一个最大优点就是能够加工劣质重油，所以在延迟焦化过程中，如何提高劣质重油的反应温度进而提高液体产品收率降低焦炭产率是个重要的问题。

专利CN97193162.3提出了一种方法，在常规的焦化进料之外再专门加入一种沸程为168℃～454℃(335F～850F)的不结焦稀释剂，加热到比较高的温度直接进入焦炭塔来提高焦炭塔的温度，从而提高液体收率降低焦炭产率。该方法由于加入了沸程比较低的馏分油，而这部分油并不裂解或者裂解很少，必然增加了分馏塔的负荷，致使能耗增加。

专利CN02121593.6提出了一种方法，在原料油直接进入分馏塔和焦化生成油气换热后和焦化循环油一起进入第一加热炉加热至常规焦化温度进焦炭塔进行焦化反应。同时将分馏塔出来的焦化蜡油和直馏蜡油、溶剂脱沥青油混合后进入第二加热炉加热至比较高的温度和常规焦化原料混合后进入焦炭塔，这样提高了焦化反应温度，增加了柴油收率，降低了蜡油收率。这种方法使得不易结焦的循环油和易结焦的原料混合加热，使得不易结焦循环油的潜力没有完全发挥出来。

发明内容

本发明提出了一种延迟焦化方法，克服了现有技术的不足，通过将不易结焦原料和易结焦原料分别加热至不同的温度，保证两者的加热炉管都不结焦的温度，然后在进焦炭塔前混合或者在焦炭塔内混合至焦化反应温度，在焦化塔内进行一系列裂解缩合反应的方法，避免了由于加热炉管结焦而影响焦化原料的加热温度，从而提高劣质原料的反应温度。具体到延迟焦化技术通过将延迟焦化循环油不易结焦原料和减压渣油等易结焦原料分别加热至不同的温度，然后在进焦炭塔前混合或者在焦炭塔内混合至焦化反应温度，在焦化塔内进行一系列裂解缩合反应的方法，避免了由于加热炉管结焦而影响焦化原料的加热温度，从而提高劣质原料的反应温度。

本发明一种延迟焦化方法，易结焦原料加热至450～520℃与加热至500～580℃不易结焦原料进行混合，混合物料从焦炭塔下部进入焦炭塔，焦炭塔顶流出的裂化产物进入分馏系统，焦炭留在焦炭塔内，除去焦炭塔焦炭。

所述的易结焦原料和不易结焦原料是四通阀混合进入焦炭塔。

所述的易结焦原料至少为劣质渣油、稠油、脱油沥青、裂解渣油、劣质原油等胶质沥青含量高原料中的一种，易结焦原料的胶质+沥青质含量大于20重量％，残炭值大于15％的烃油。

所述的不易结焦原料至少为焦化重蜡油、焦化蜡油、直馏蜡油、中间馏分油、润滑油抽出油、FCC油桨和胶质沥青质含量较低原料中的一种，其胶质+沥青质含量小于15重量％、残炭值小于10％的油，最好是其胶质+沥青质含量小于10重量％、残炭值小于5％的油。

所述焦炭塔的进油时间为6～36小时，然后切换至另一个焦炭塔进油，结焦的焦炭塔则经过吹汽、冷焦等常规过程后用常规的方法进行除焦。除焦完毕后准备再进油，如此进行循环通过结焦机理分析可知，一般原料在较低的温度下是不结焦的，或者说结焦很少，可是一旦超过某个温度，结焦就会急剧发生，造成短时间内加热炉管结焦。研究还表明，结焦的难易和原料的性质有很大的关系。一般认为，原料油中的胶质沥青质含量和残炭值与结焦的难易程度有密切的关联。在延迟焦化的工业实践中，一般来说，延迟焦化原料是多种物料的混合物，而这些混合物中的每个组分的性质也是不同的，或者说它的胶质、沥青质和残碳的含量不同。由此可以想出，如果将性质不同的原料分别进行加热，每种物料都加热到不结焦的极限，混合后的温度可能达到很高，高于混合物直接加热的所能达到的不结焦温度，从而提高劣质原料的反应深度，提高轻油收率降低焦炭产率。为此提出了一种延迟焦化方法，将劣质渣油加热至它所能达到的不结焦温度；同时将胶质沥青质含量和残碳值低的不易结焦原料加热至另一个温度，这个温度高于劣质原料的加热温度而不至于引起该原料结焦。将这两种经过加热的原料混合后进入焦炭塔进行反应。

这种情况下，加热炉可以用两个独立的加热炉，也可以只用一个加热炉，用一个加热炉时，可以通过采用独立炉管设置不同的加热面积或者是将各自的加热炉管置于加热炉中不同的位置来实现最终加热温度的不同。

与现有技术相比，本技术的优点就是可以使劣质焦化原料的反应温度高于常规焦化所能达到的反应温度，从而提高转化率、轻质油收率，降低焦炭产率，延长加热炉操作周期。

附图说明

图1为本发明一种延迟焦化方法的一种流程示意图。

1.原料缓冲罐，2.原料油泵，3.加热炉，4.循环油泵，5、6.焦炭塔，7.分馏塔，8.反应生成物，9.气体，10.石脑油，11.中间馏分，12.蜡油，13.重油，14.循环油。

具体实施方式

焦化原料油由原料缓冲罐1经原料油泵2抽出，泵入加热炉3的对流段和辐射段。经辐射段加热至450～520℃后，进入焦炭塔下面的四通阀；从焦化分馏塔7过来的重焦化蜡油和/或焦化蜡油经循环油泵4泵入加热炉3的辐射段(专门设置的炉管)，加热至500～580℃也进入焦炭塔下面的四通阀。两股物料混合后进入焦炭塔进行热裂化和缩合反应。裂化产物从焦炭塔顶流出进入分馏系统，分馏出气体、石脑油、中间馏分油、蜡油和重蜡油。缩合生成的焦炭则留在焦炭塔内。一个焦炭塔的进油时间为6～36小时，然后切换至另一个焦炭塔进油。第一个焦炭塔则经过吹汽、冷焦等常规过程后用常规的方法进行除焦。除焦完毕后准备再进油，如此进行循环。

两股物料可以用两个加热炉分别进行加热，这样可以很方便地调节两种物料的最终加热温度。也可以用一个加热炉，这时，两股物料分别有各自独立的炉管，通过两股物料加热炉管的加热面积不同，而达到不同的加热温度。也可以将需要加热到高温的炉管设置在加热炉的高温区，从而得以将原料加热至要求的较高温度。

在本发明中，易结焦原料可以是劣质渣油、稠油、脱油沥青、裂解渣油等胶质沥青含量高的原料；不易结焦原料可以是焦化重蜡油、焦化蜡油、直馏蜡油、中间馏分油、润滑油抽出油、FCC油桨及胶质沥青质含量较低的其它重油、污油等。

在本发明中，易结焦原料的加热炉出口温度为430～520℃，以保证加热炉管的期望操作周期为宜；不易结焦原料的加热炉出口温度为470～580℃。

两股物料的混合可以在焦炭塔入口之前，也可以在焦炭塔内混合。最好还是在四通阀前混合，这样设备的投资及工艺流程简单一些。

实施例

下面的实施例进一步说明了本发明，但不限制本发明。

对比实施例

在中型延迟焦化试验装置上(装置流程见附图2)，对某减压渣油进行了常规延迟焦化实验。原料油和焦化重蜡油按一定比例预先配好装入原料油罐1中。原料油从原料油罐1中经泵3抽出和水蒸汽发生炉6产生的水蒸汽混合后泵入加热炉5中，同时去离子水从水罐2中经泵4抽出泵入水蒸汽发生炉6，产生的蒸汽和泵3出来的原料油混合。原料油和水蒸汽的混合物经加热炉5加热到焦化温度后从焦化塔7的底部进入焦化塔进行裂化和缩合反应。焦化生成油气从焦化塔7的顶部流出，经冷凝器8冷凝后进入生成油接收罐9，未冷凝的气体经冷井10进一步冷凝冷却后经湿式气体流量计计量后采样放空。接收罐9和冷井10收集到的焦化生成油经FY-III型实沸点装置蒸馏后得到石脑油、中间馏分油、焦化蜡油。原料油的性质见表1，操作条件见表2，物料平衡见表3。

实施例

在中型延迟焦化装置上(装置流程见附图3)，对某减压渣油进行了本发明的延迟焦化实验。原料油加入原料油罐1中，而循环油则加入到循环油罐中。水蒸汽注入比例同对比实施例。原料油从原料油罐1中经泵3抽出和注入的水蒸汽混合后泵入加热炉5中，加热至490℃。焦化重蜡油从重蜡油罐2抽出，经泵4后和注入的水蒸汽混合进入加热炉6，加热至525℃。两者混合后进入焦炭塔7，混合后的温度500℃。这两股物料在焦化塔7中进行裂化和缩合反应。焦化生成油气从焦化塔7的顶部流出，经冷凝器8冷凝后进入生成油接收罐9，未冷凝的气体经冷井10进一步冷凝冷却后经湿式气体流量计计量后采样放空。接收罐9和冷井10收集到的焦化生成油经FY-III型实沸点装置蒸馏后得到石脑油、中间馏分油、焦化蜡油。原料油的性质见表1，操作条件见表2，炉管结焦情况见表3，物料平衡见表4。

从实施例的可以看出，液体收率增加了0.79个百分点，焦炭产率下降了1.38个百分点。

表1原料油性质

	减压渣油	焦化重蜡油
			密度(20℃)，kg/m3	1016.2	952.4
残炭，％	21.8	0.6
			硫含量，％	3.70	3.21
饱和烃，％	16.0	45.1
			芳烃，％	50.4	49.5
胶质+沥青质	33.7	5.4

表2操作条件

表3产品分布

表4焦化气体的组成

表5焦化石脑油的性质

表6焦化中间馏分油的性质

表7焦化蜡油性质分析

表8焦炭性质分析

Claims (8)

1.一种延迟焦化方法，其特征在于：加热至450～520℃的易结焦原料与加热至500～580℃不易结焦原料混合，混合物料从焦炭塔下部进入焦炭塔，裂化产物进入分馏系统，焦炭留在焦炭塔内。

2.依照权利要求1所述的一种延迟焦化方法，其特征在于：所述的易结焦原料和不易结焦原料通过四通阀混合进入焦炭塔。

3.依照权利要求1所述的一种延迟焦化方法，其特征在于：所述的易结焦原料至少为劣质渣油、稠油、脱油沥青、裂解渣油、劣质原油等胶质沥青含量高原料中的一种。

4.依照权利要求1或者3所述的一种延迟焦化方法，其特征在于：所述的易结焦原料的胶质+沥青质含量大于20重量％，残炭值大于15％的烃油。

5.依照权利要求1所述的一种延迟焦化方法，其特征在于：所述的不易结焦原料至少为焦化重蜡油、焦化蜡油、直馏蜡油、中间馏分油、润滑油抽出油、FCC油桨和胶质沥青质含量低的原料中一种。

6.依照权利要求1或者5所述的一种延迟焦化方法，其特征在于：所述的不易结焦原料其胶质+沥青质含量小于15重量％、残炭值小于10％的油。

7.依照权利要求1或者5所述的一种延迟焦化方法，其特征在于：所述的不易结焦原料其胶质+沥青质含量小于10重量％、残炭值小于5％的油。

8.依照权利要求1所述的一种延迟焦化方法，其特征在于：焦炭塔内焦炭积满后除焦，原料油切换到另一焦炭塔。

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