CN102816587A - 一种全蜡油下回流脱过热及循环比定量控制的延迟焦化装置及方法 - Google Patents

一种全蜡油下回流脱过热及循环比定量控制的延迟焦化装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全蜡油下回流脱过热及循环比定量控制的延迟焦化装置及方法。装置包括:加热炉、焦炭塔和分馏塔,分馏塔内换热挡板设置于蜡油集油箱和重油集油箱之间,高温油气进口设置于换热挡板下。方法包括:所述高温油气用从蜡油集油箱中抽出的蜡油下回流从上而下与高温油气进行洗涤及换热,洗涤下来的重蜡油进入重蜡油集液盘。所述循环油和原料油之间采用比例控制,当分馏塔底液位变化时,可同时调节原料油的流量和循环油的流量;一部分重蜡油经换热后返回重蜡油集液盘进行冲洗。本发明所述的方法可以解决目前存在的焦化蜡油与循环油分离精度低、蜡油残炭及干点较高、循环比波动较大以及分馏塔容易结焦等问题,同时操作简单灵活可靠。

Description

一种全蜡油下回流脱过热及循环比定量控制的延迟焦化装置及方法
技术领域
本发明属于石油化工领域,进一步的说,是涉及一种全蜡油下回流脱过热及循环比定量控制的延迟焦化装置及方法。
背景技术
延迟焦化工艺是一种重油深度热裂化加工工艺,将重油在加热炉中迅速加热至所需温度(约500℃)后进入焦炭塔,在焦炭塔内适宜的温度、压力及长时间停留后进行高温热裂化和缩合反应,反应生成干气、液化气、汽油、柴油、蜡油及焦炭。对延迟焦化装置经济性影响较大的三个工艺参数分别是焦炭塔顶压力、循环比及加热炉出口温度,其中焦炭塔顶压力和加热炉出口温度分别通过压缩机和加热炉来控制。循环比定义为加热炉进料中循环油量与焦化原料油量之比,循环比通常通过分馏塔重蜡油取热上回流量或焦化原料油上进料量来控制,循环比的变化对装置的产品分布及产品质量的影响较大。
图1为延迟焦化常规流程简图,如图所示,焦炭塔顶的反应油气进入换热挡板下面,循环比由焦化原料油上进料和重蜡油控制。该流程有几个缺点:
(1)焦化原料油上进料在换热挡板上与高温油气接触换热时,渣油的换后温度较高,尤其是循环比较小(小于0.1)时换热挡板上的渣油温度高达410℃,结焦倾向明显增大,不利于焦化装置的长周期稳定操作。
(2)由于循环油被原料油上进料直接洗涤冷凝下来,使洗涤下来的循环油中带有较多的蜡油组分,携带的蜡油组分随原料油经加热炉进入焦炭塔内进行反应,造成蜡油组分的再裂化,增加了装置能耗。同时在高温油气和渣油的换热过程中,又有部分渣油被油气带入蜡油产品中,导致蜡油残炭升高。被原料渣油洗涤下来的循环油的流量不能直接计量。
(3)当采用重蜡油上取热回流时,重蜡油也会吸收部分蜡油,使蜡油与重蜡油的分离精度降低,蜡油中携带部分重蜡油,使蜡油产品的干点、残炭较高,影响蜡油产品质量。另外,采用重质循环油或重蜡油和原料渣油的换热器,高温渣油换热器的容易结焦,给操作带来困难。
(4)当分馏塔底液位波动时,进入分馏塔的原料油的流量也将随之波动,循环油量未随之变化,循环比也随之波动(循环油和原料油的混合比例);当重蜡油集油箱液位波动时,和原料混合的循环油量也将随之波动,而新鲜原料量未随之变化,循环比也随之波动;这都会使分馏塔底物料的性质也随之变化,从而导致加热炉和焦炭塔的进料性质变化,反应产品分布和产品性质随之变化,影响装置的平稳操作。
为了解决焦化原料油上进料在换热挡板上容易结焦及分馏塔底结焦等问题、CN 1189540C公开了一种可灵活调节循环比操作的延迟焦化工艺。该工艺设置一台加热炉进料缓冲罐,焦化原料油直接进入该缓冲罐而不再进入分馏塔与油气换热,分馏塔底设有循环油取热回流,经换热冷却后的循环油返回分馏塔换热挡板之上与油气进行洗涤换热,以控制装置的循环比。洗涤下来的循环油由塔底抽出后送入加热炉进料缓冲罐,再由加热炉进料泵送经加热炉加热后进入焦炭塔。该工艺解决了常规流程中分馏塔换热挡板上结焦的问题,循环比的控制比较简单,但没有解决蜡油和循环油的分馏精度较低和蜡油质量较差的问题,也没有解决分馏塔底液位波动和循环油集油箱液位波动而引起循环比波动的问题,另外该工艺额外增加了加热炉进料缓冲罐,使工艺流程更加复杂化。
发明内容
为了解决目前延迟焦化工艺流程中存在的焦化蜡油与循环油分离精度低、蜡油残炭及干点较高、循环比波动较大以及分馏塔容易结焦等问题。本发明提供了一种全蜡油下回流脱过热及循环比定量控制的延迟焦化装置及方法,克服了现有延迟焦化流程中的缺陷,同时操作简单灵活可靠。
本发明的目的之一是提供一种全蜡油下回流脱过热及循环比定量控制的延迟焦化装置。
包括依次连接的加热炉、焦炭塔和分馏塔,分馏塔底部出料口与加热炉进料口连接,所述分馏塔内换热挡板设置于蜡油集油箱和重油集油箱之间,高温油气进口设置于换热挡板下;在分馏塔底可设置搅拌器;分馏塔底可设置塔底循环系统及过滤器,循环油与原料油混合之前设置过滤器。
本发明的目的之二是提供一种全蜡油下回流脱过热及循环比定量控制的延迟焦化方法。
包括:焦化油由分馏塔底部抽出,进入加热炉加热后进入焦炭塔内进行高温热裂化及缩合反应;反应生成的焦炭残留在焦炭塔中,高温油气进入分馏塔内脱过热,
所述高温油气进入分馏塔换热挡板以下,用从蜡油集油箱中抽出的蜡油下回流从上而下与高温油气进行洗涤及换热,洗涤下来的重蜡油进入重蜡油集液盘;
所述重蜡油从重蜡油集液盘中抽出,一部分作为循环油与原料油混合进入分馏塔底,所述循环油和原料油的流量比为0.05~0.8;一部分重蜡油经换热后返回重蜡油集液盘进行冲洗;当所述循环油和原料油流量比为0.05时,蜡油下回流进分馏塔应采用环形喷嘴组;循环油和原料油的流量比通过流量调节阀控制;
所述重蜡油集液盘的液位由重蜡油抽出量或蜡油下回流控制;
所述循环油与原料油混合之前设置过滤器。
具体技术方案如下:
焦化原料油经换热后与循环油混合进入分馏塔底,经加热炉进料泵抽出送至加热炉加热至所需温度进入焦炭塔,在焦炭塔内适宜的温度、压力和长时间停留后进行高温热裂化和缩合反应,反应后生成的高温油气进入分馏塔换热挡板以下,与自上而下蜡油下回流进行洗涤及换热,洗涤下来的重蜡油馏分进入重蜡油集液盘。重蜡油从集液盘中抽出,作为循环油直接与原料油混合进入分馏塔底;如果生产一部分重蜡油;重蜡油可作产品抽出。
本发明所述方法中,由于蜡油下回流自上而下进行洗涤,蜡油下回流流量较大,且蜡油和重蜡油之间的分馏板数较多(没有取热回流板),有利于提高蜡油与重蜡油之间的分馏精度,降低蜡油的残炭及干点,提高蜡油产品的质量;当装置按超低循环比设计(0.05)时,蜡油下回流进分馏塔可以采用环形喷嘴组,换热挡板以上至蜡油集油箱之间的塔盘可以取消以简化流程。
本发明的方法中,循环油和原料油之间采用比例控制,循环油和原料油都带有流量控制调节阀,且受分馏塔底的液位控制,当分馏塔底液位变化时,按照设定的比例同时调节原料油的流量和循环油的流量,采用比例控制以实现当原料油的流量变化时循环油的流量按照一定的比例来变化,控制循环油和原料油的流量比例范围为0.05-0.8;采用该方法后,当分馏塔底液位波动时,原料油的流量发生变化,循环油的流量也随之相应变化,但循环油流量和原料油流量之间的比例不变,使分馏塔底混合焦化油的性质保持稳定,从而使加热炉进料的性质保持稳定,有利于加热炉、焦炭塔及延迟焦化装置的长周期稳定操作。
本发明的方法中,重蜡油作为产品抽出时,重蜡油集液箱的液位由重蜡油抽出量控制。当不生产重蜡油产品时,重蜡油集液箱的液位由蜡油下回流控制。
本发明可在循环油与焦化原料油混合之前设置过滤器,以减少由循环油带入分馏塔底的焦粉量;分馏塔底可以设置环形搅拌器,减少分馏塔底焦粉沉积;分馏塔底可以设置塔底循环系统及过滤器,即分馏塔底的焦化油由泵抽出,经过过滤器去除焦粉后再返回分馏塔底。
本发明与现有延迟焦化流程相比具有以下优势:
(1)来自焦炭塔的高温油气的脱过热度全部由蜡油下回流量来控制,蜡油下回流量大,提高了蜡油和循环油的分离精度,降低了蜡油的残炭及干点,提高了蜡油产品的质量。
(2)循环比维持恒定不变,不受分馏塔底液位或重蜡油集油箱液位波动的影响,有利于加热炉、焦炭塔及分馏塔的平稳操作和维持产品性质的稳定。操作上循环比可以根据原料变化及产品质量要求及时调整,操作简单灵活,且循环油的量可以单独计量。此外,维持循环比的恒定有利于保证延迟焦化装置的处理能力。
(3)焦化原料油不直接与油气的换热,减缓了换热挡板上的结焦倾向,降低了分馏塔底温度(约310-330℃),使分馏塔底的结焦倾向大大降低,同时减少了分馏塔底焦粉沉积。
(4)循环比的控制比较灵活。当装置采用超低循环比(0.05)设计及操作时,也能很好的满足要求。
附图说明
图1是常规延迟焦化方法流程示意图
图2是本发明所述的延迟焦化方法流程示意图
附图标记说明:
设备:a分馏塔;b加热炉进料泵;c加热炉;d四通阀;e焦炭塔;f蜡油集油箱;g换热挡板;h重蜡油集油箱
物流:1原料油;2焦化油(原料油+循环油);3高温油气;4循环油;5重蜡油回流;6蜡油下回流;7重蜡油产品;8原料油上进料
具体实施方式
下面结合实施例,进一步说明本发明。
实施例:
如图2所示,一种全蜡油下回流脱过热及循环比定量控制的延迟焦化装置,包括依次连接的加热炉c、焦炭塔e和分馏塔a,分馏塔a底部出料口与加热炉c进料口连接,所述分馏塔a内换热挡板g设置于蜡油集油箱f和重油集油箱h之间,高温油气进口设置于换热挡板g下;在分馏塔a底设置搅拌器;分馏塔a底设置塔底循环系统及过滤器,循环油与原料油混合之前设置过滤器。
焦化原料油1经换热后与循环油4混合进入分馏塔a底,焦化油2经加热炉进料泵b从分馏塔a底抽出送至加热炉c快速加热至所需温度(约500℃),经四通阀d切换后进入焦炭塔e内进行反应,反应后生成的高温油气3进入分馏塔a换热挡板g以下,用从蜡油集油箱f中抽出的蜡油下回流6从上而下与焦化油气3进行洗涤及换热,洗涤下来的重蜡油组分进入重蜡油集液盘h。重蜡油从集液盘h中抽出,一部分作为循环油4直接与焦化原料油1混合进入分馏塔底;一部分重蜡油5经换热后返回集液盘h进行冲洗,以降低集液盘h中的温度,减缓其结焦倾向;余下部分作为重蜡油产品7抽出。重蜡油集液盘h中的液位由重蜡油产品7出装置或蜡油下回流6调节阀控制,
循环油4的流量和原料油1的流量设置成比例控制,循环油4和原料油1都带有流量控制调节阀,且受分馏塔a底的液位控制,当分馏塔a底液位变化时,按照设定的比例同时调节原料油1的流量和循环油4的流量,采用比例控制以实现当原料油1的流量变化时循环油4的流量按照一定的比例来变化,控制循环油4和原料油1的流量比为0.14,具体实施效果详见表1、表2。
循环油与原料油混合之前设置过滤器,以减少由循环油带入分馏塔底的焦粉量;分馏塔底设置环形搅拌器,减少分馏塔底焦粉沉积;分馏塔底还设置塔底循环系统及过滤器,塔底焦粉可以通过过滤器及时取出。通过过滤和分馏塔底搅拌措施,加热炉进料焦化油中的焦粉含量减少85%以上,避免了因分馏塔底结焦而使装置停工的事故发生。
对比例:
采用常规延迟焦化流程,即分馏塔内换热挡板设置于重蜡油集油箱下,焦炭塔顶的反应油气进入换热挡板下面,和焦化原料油上进料换热脱过热。
实施例和对比例的对比见表1,
表1
  项目   单位   对比例   实施例
  原料油密度,20℃   kg/m3   987.3   1012.5
  原料油残炭   w%   14.7   15.9
  操作循环比   R   0.21   0.14
  蜡油收率   w%   14.1   13.4
  蜡油密度,20℃   kg/m3   934   928
  蜡油干点   ℃   530   450
  蜡油残炭   w%   0.4   0.03
由表1明显看出,实施例虽然原料油性质差,操作的循环比小,但是蜡油的干点低,残炭小,实施例的蜡油质量明显好于对比例的蜡油质量。
对比例采用常规延迟焦化流程,即分馏塔底液位直接用原料油进分馏塔的流量控制,循环油被原料渣油冷凝进入分馏塔底和原料油混合,循环油量通过蜡油抽出板下温度控制,循环油量不能计量。实施例采用本发明的延迟焦化流程,即循环油和原料油之间采用比例控制,循环油和原料油都带有流量控制调节阀,且受分馏塔底的液位控制,当分馏塔底液位变化时,按照设定的比例同时调节原料油的流量和循环油的流量,采用比例控制以实现当原料油的流量变化时循环油的流量按照一定的比例变化。
当分馏塔底液位波动时,实施例和对比例的的对比见表2:
表2
  项目   单位   对比例   实施例
  分馏塔底液位波动   %   30-80   30-80
  操作循环比的波动   R   0.2±0.1   0.14
  蜡油收率   w%   14.1±3.51   13.4
  柴油收率   w%3   34.32±1.34   27.09
  汽油收率   w%   16.76±0.45   20.98
  气体收率   w%   8.24±0.35   11.29
由表2明显看出,对比例的分馏塔底液位波动,会导致操作循环比的波动,从而引起产品收率的波动,产品收率的不断变化使装置不能平稳操作,对产品质量控制不利。实施例的操作定量控制了循环比,产品收率和产品性质稳定,装置操作平稳。

Claims (9)

1.一种全蜡油下回流脱过热及循环比定量控制的延迟焦化装置,包括依次连接的加热炉、焦炭塔和分馏塔,分馏塔底部出料口与加热炉进料口连接,其特征在于:
所述分馏塔内换热挡板设置于蜡油集油箱和重油集油箱之间,高温油气进口设置于换热挡板下。
2.如权利要求1所述的延迟焦化装置,其特征在于:
所述分馏塔底设置搅拌器。
3.如权利要求2所述的延迟焦化装置,其特征在于:
所述分馏塔底设置塔底循环系统及过滤器。
4.一种采用如权利要求1~3之一所述的装置的全蜡油下回流脱过热及循环比定量控制的延迟焦化方法,包括:焦化油由分馏塔底部抽出,进入加热炉加热后进入焦炭塔内进行高温热裂化及缩合反应;反应生成的焦炭残留在焦炭塔中,高温油气进入分馏塔内脱过热,其特征在于:
所述高温油气进入分馏塔换热挡板以下,用从蜡油集油箱中抽出的蜡油下回流从上而下与高温油气进行洗涤及换热,洗涤下来的重蜡油进入重蜡油集液盘。
5.如权利要求4所述的延迟焦化方法,其特征在于:
所述重蜡油从重蜡油集液盘中抽出,一部分作为循环油与原料油混合进入分馏塔底,所述循环油和原料油的流量比为0.05~0.8;一部分重蜡油经换热后返回重蜡油集液盘进行冲洗。
6.如权利要求5所述的延迟焦化方法,其特征在于:
所述循环油和原料油的流量比通过流量调节阀控制,当分馏塔底液位波动时,原料油的流量发生变化,调整循环油的流量使得循环油和原料油的流量比保持不变。
7.如权利要求5所述的延迟焦化方法,其特征在于:
当所述循环油和原料油流量比为0.05时,蜡油下回流进分馏塔应采用环形喷嘴组。
8.如权利要求4所述的延迟焦化方法,其特征在于:
所述重蜡油集液盘的液位由重蜡油抽出量或蜡油下回流控制。
9.如权利要求4所述的延迟焦化方法,其特征在于:
所述循环油与原料油混合之前设置过滤器。
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