CN102408911A - 延迟焦化焦炭塔的冷焦工艺及其装置 - Google Patents

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郭守学
袁志祥
钟湘生
雷平
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Abstract

本发明涉及石油炼制领域，特别涉及延迟焦化焦炭塔的冷焦过程。本发明的技术方案为：延迟焦化焦炭塔的冷焦工艺，在大吹汽阶段，用高温水代替蒸汽对焦炭进行汽提、冷却。延迟焦化焦炭塔的冷焦装置，给水给汽管线的一侧设置与其连通的高温水管线。本发明的有益效果在于：(1)节约能耗：可降低焦化装置能耗0.85kg标油/t原料。(2)废水综合利用：污水汽提后的净化污水需进一步进污水处理场处理后方可达到排放标准，属于工业废水，采用高温净化污水代替蒸汽大吹汽的方法后，每天可减少废水排放量100吨。(3)安全：利用高温水进行大吹汽阶段的汽提、冷却，可以避免因冷焦水急冷可能导致的炸焦危险。

Description

延迟焦化焦炭塔的冷焦工艺及其装置
技术领域
本发明涉及石油炼制领域，特别涉及延迟焦化焦炭塔的冷焦过程。 
背景技术
延迟焦化装置的焦炭塔为间断切换生产，当其中一个未充满焦炭的焦炭塔处于正常生产过程中，则另外一个充满焦炭的焦炭塔处于冷焦、切焦或预热状态，其中的冷焦过程要经历小吹汽、大吹汽、小给水、大给水过程，首先给小吹汽冷却至410℃，然后进行大吹汽冷却至390℃，然后由吹汽切换至给冷焦水，逐渐提大冷焦水量，最终将焦炭冷却至80℃，达到切焦条件。 
现有的焦化装置大吹汽工艺技术均采用将1.0MPa蒸汽吹进焦炭塔内，用于汽提出焦炭中的易挥发组份，满足焦炭的质量要求，同时起到冷却焦炭的作用。此阶段吹汽量大、吹汽时间长，称为大吹汽。在大吹汽过程中，每加工一吨焦化原料约消耗1.0Mpa蒸汽11.2kg。以一套250万吨/年的延迟焦化装置为例，每天用于大吹汽的蒸汽消耗约100吨，存在着巨大的能量消耗。 
若直接给进冷焦水，以冷焦水代替蒸汽，由于大吹汽阶段开始时焦炭塔温度在410℃左右，冷焦水温度约40～60℃，过冷的水进入焦炭塔后急剧升温汽化，存在焦炭塔底部炸焦的危险。 
发明内容
本发明旨在通过改变传统的延迟焦化焦炭塔大吹汽阶段的冷焦工艺，在同样达到对焦炭进行汽提、冷却目的的前提下，利用生产过程产生的高温净化污水代替蒸汽进行冷焦，起到降低能耗、污水利用的目的，同时避免了直接用冷焦水急冷可能导致的的炸焦危险。 
本发明的技术方案为： 
一种延迟焦化焦炭塔的冷焦工艺，在大吹汽阶段，用高温水代替蒸汽对焦炭进行汽提、冷却，具体步骤包括： 
(1)开启大吹汽蒸汽控制阀17，通过大吹汽管线18给蒸汽； 
(2)逐步关闭大吹汽蒸汽控制阀17，同时缓慢开启高温水控制阀11，给高温水； 
(3)逐渐开启小给水控制阀15，向焦炭塔4给冷焦水，逐渐关闭高温水控制阀11。 
高温水的温度为100～200℃，压力为0.3～1.0MPa。 
高温水为石油炼制过程中产生的含硫污水经污水汽提装置处理后得到的高温净化污水。 
步骤(1)给蒸汽的时间控制在15～30min。 
步骤(2)给高温水的时间控制在100～140min。 
一种延迟焦化焦炭塔的冷焦装置，给水给汽管线19的一侧设置与其连通的高温水管线12，在高温水管线12上设置高温水控制阀11。 
高温水管线12一端连通石油炼制过程中污水汽提装置的出口管线，另一端连通给水给汽管线19。 
高温水控制阀11设置在高温水管线12上靠近高温水管线12与给水给汽管线19连通处的一端。 
本发明的有益效果在于：(1)节约能耗：可降低焦化装置能耗0.85kg标油/t原料，即每加工一吨焦化原料约节约1.0Mpa蒸汽11.2kg。以2.5Mt/a规模的焦化装置而言，每天可节约1.0MPa蒸汽80吨。(2)废水综合利用：污水汽提后的净化污水需进一步进污水处理场处理后方可达到排放标准，属于工业废水，采用高温净化污水代替蒸汽大吹汽的方法后，每天可减少废水排放量80吨。(3)安全：利用高温水进行大吹汽阶段的汽提、冷却，可以避免因冷焦水急冷可能导致的炸焦危险。 
附图说明
图1是本发明延迟焦化焦炭塔冷焦装置的示意图。 
图中：1-焦炭塔顶油气温度显示器，2-焦炭塔放空管线，3-焦炭塔油气管线，4-焦炭塔，5-焦炭塔底进料温度显示器，6-焦炭塔进料管线，7-小吹汽管线，8-小吹汽控制阀，9-焦炭塔进料控制阀，10-四通阀，11-高温水控制阀，12-高温水管线，13-大给水控制阀，14-大给水管线，15-小给水控制阀，16-小给水管线，17-大吹汽蒸汽控制阀，18-大吹汽管线，19-给水给汽管线，20-给水给汽总控制阀。 
具体实施方式
以某250万吨/年的焦化装置为例，采用“两炉四塔”工艺流程。 
实施例1：，采用本发明提供的技术方案进行冷焦。 
1、打开小吹汽控制阀7，通过小吹汽管线8给蒸汽，时间约为1小时，气流量约为5t/h 
2、打开大吹汽蒸汽控制阀17，通过大吹汽管线18给蒸汽，时间不低于15分钟，目的是确保给汽通道畅通，此时焦炭塔顶油气温度显示器1显示塔顶温度冷却至400℃。 
3、逐渐关闭大吹汽蒸汽控制阀17，同时缓慢开启高温水控制阀11，通过高温水管线12向塔内给高温净化污水。当焦炭塔进料管线6上的焦炭塔底进料温度显示器5显示温度骤降，听到塔内有水击声时，表明水已进入焦炭塔4，关闭大吹汽蒸汽控制阀17；若高温水未给进焦炭塔4，此时要立即开启大吹汽蒸汽控制阀17向塔内吹汽，然后重 复上述操作，直到焦炭塔进料管线6上的焦炭塔底进料温度显示器5显示温度骤降，听到塔内有水击声。 
4、给高温净化污水约2小时，此时焦炭塔顶油气温度显示器1显示塔顶温度降至320℃。 
5、逐渐开启小给水控制阀15，向焦炭塔4给冷焦水，逐渐关闭高温水控制阀11，停用高温净化污水。 
6、逐渐开启小给水控制阀15、大给水控制阀13，提高冷焦水量给水量，最终将塔内温度冷至80℃以下，完成冷焦过程。 
操作数据如表1： 
  焦炭塔体积   2197m3
  焦炭的初始温度   ＞420℃
  蒸汽压力   1.0MPa
  小吹汽阶段给蒸汽时间   1小时
  小吹汽阶段蒸汽流量   5吨/小时
  大吹汽阶段给蒸汽时间   ＞0.25小时
  大吹汽阶段蒸汽流量   20吨/小时
  大吹汽阶段给高温水时间   2小时
  大吹汽阶段高温水温度   100～200℃
  大吹汽阶段高温水压力   0.3～1.0MPa
  大吹汽阶段高温水流量   20吨/小时
  冷焦水给水时间   5～6小时
  冷焦水流量   50～600吨/小时
  焦炭塔冷焦结束时焦炭的温度   ＜80℃
  单塔冷焦蒸汽消耗   10吨/天
  双塔冷焦蒸汽消耗   20吨/天
实施例2：采用现有技术进行冷焦。 
1、打开小吹汽控制阀7，通过小吹汽管线8给蒸汽，时间约为1小时，气流量约为5t/h 
2、打开大吹汽蒸汽控制阀17，通过大吹汽管线18给蒸汽，时间2小时，此时焦炭塔顶油气温度显示器1显示塔顶温度冷却至390℃。 
3、逐渐关闭大吹汽蒸汽控制阀17，同时缓慢开启小给水控制阀15，向焦炭塔4给冷焦水，当焦炭塔进料管线6上的焦炭塔底进料温度显示器5显示温度骤降，听到塔内有 水击声时，表明水已进入焦炭塔4，关闭大吹汽蒸汽控制阀17；若冷焦水未给进焦炭塔4，此时要立即开启大吹汽蒸汽控制阀17向塔内吹汽，然后重复上述操作，直到焦炭塔进料管线6上的焦炭塔底进料温度显示器5显示温度骤降，听到塔内有水击声。 
4、逐渐开启小给水控制阀15、大给水控制阀13，提高冷焦水量给水量，最终将塔内温度冷至80℃以下，完成冷焦过程。 
操作数据如表2： 
  焦炭塔体积   2197m3
  焦炭的初始温度   ＞420℃
  蒸汽压力   1.0MPa
  小吹汽阶段给蒸汽时间   1小时
  小吹汽阶段蒸汽流量   5吨/小时
  大吹汽阶段给蒸汽时间   2.25小时
  大吹汽阶段蒸汽流量   20吨/小时
  冷焦水给水时间   5～6小时
  冷焦水流量   50～600吨/小时
  焦炭塔冷焦结束时焦炭的温度   ＜80℃
  单塔冷焦蒸汽消耗   50吨/天
  双塔冷焦蒸汽消耗   100吨/天
通过表1和表2中的数据比较可以得出，本发明的能量消耗约为现有技术的20％，大大降低了能量消耗，以实施例1为例，单塔消耗高温净化污水40吨，减少污水排放，保护环境。 

Claims (8)

1.一种延迟焦化焦炭塔的冷焦工艺，包括大吹汽阶段，其特征在于，在所述大吹汽阶段，用高温水代替蒸汽对焦炭进行汽提、冷却，具体步骤包括：
(1)开启大吹汽蒸汽控制阀(17)，通过大吹汽管线(18)给蒸汽；
(2)逐步关闭大吹汽蒸汽控制阀(17)，同时缓慢开启高温水控制阀(11)，给高温水；
(3)逐渐开启小给水控制阀(15)，向焦炭塔(4)给冷焦水，逐渐关闭高温水控制阀(11)。
2.根据权利要求1所述的延迟焦化焦炭塔的冷焦工艺，其特征在于，所述的高温水的温度为100～200℃，压力为0.3～1.0MPa。
3.根据权利要求1或2所述的延迟焦化焦炭塔的冷焦工艺，其特征在于，所述高温水为石油炼制过程中产生的含硫污水经污水汽提装置处理后得到的高温净化污水。
4.根据权利要求1所述的延迟焦化焦炭塔的冷焦工艺，其特征在于，所述步骤(1)给蒸汽的时间控制在15～30min。
5.根据权利要求1所述的延迟焦化焦炭塔的冷焦工艺，其特征在于，所述步骤(2)给高温水的时间控制在100～140min。
6.一种延迟焦化焦炭塔的冷焦装置，包括给水给汽管线(19)，其特征在于，所述给水给汽管线(19)的一侧设置与其连通的高温水管线(12)，在所述高温水管线(12)上设置高温水控制阀(11)。
7.根据权利要求6所述的延迟焦化焦炭塔的冷焦装置，其特征在于，所述高温水管线(12)一端连通石油炼制过程中污水汽提装置的出口管线，另一端连通所述给水给汽管线(19)。
8.根据权利要求6所述的延迟焦化焦炭塔的冷焦装置，其特征在于，所述的高温水控制阀(11)设置在高温水管线(12)上靠近高温水管线(12)与给水给汽管线(19)连通处的一端。 
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