CN103102892B - 一种减少泡沫的延迟焦化反应工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种减少泡沫的延迟焦化反应工艺方法，包括：延迟焦化进料经过加热炉加热至延迟焦化反应温度，然后送入焦化反应塔进行延迟焦化反应，延迟焦化反应产物进入分馏塔，得到焦化汽油、焦化柴油和焦化蜡油，部分焦化柴油和部分焦化蜡油与焦化原料混合作为焦化进料，与焦化原料混合的焦化柴油与排出的焦化柴油的质量比称为焦化柴油循环比，与焦化原料混合的焦化蜡油与排出的焦化蜡油的质量比称为焦化蜡油循环比，焦化柴油循环比为0.1：1~1：1，焦化蜡油循环比为0.1：1~1：1。与现有技术相比，本发明可以有效抑制延迟焦化反应塔泡沫生成，降低消泡剂的加入量，减轻了有机硅消泡剂对下游加氢催化剂的污染。

Description

一种减少泡沫的延迟焦化反应工艺方法

技术领域

本发明涉及一种抑制延迟焦化反应塔泡沫的延迟焦化反应方法，具体地说是涉及一种通过改变延迟焦化循环油组成来抑制延迟焦化反应塔泡沫生成的改进工艺。

背景技术

延迟焦化是一种将渣油深度裂化转化为焦化干气、焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油和焦炭的热加工工艺。延迟焦化的原料渣油中含有天然表面活性剂，使得在延迟焦化过程中，焦化反应塔内产生大量泡沫，形成很高的泡沫层。泡沫层中含有大量焦粉，焦化后期焦炭塔内焦层上升到一定高度时，泡沫层随焦化油气一起从焦炭塔顶的油气管线携带到分馏塔，引起分馏塔结焦，进而造成分馏塔底循环过滤器、辐射段进料过滤器和进料泵堵塞，炉管结焦，影响装置的安全生产。携带到分馏塔内的焦粉经分馏装置部分被夹带进入焦化汽油、柴油中，对后续加氢工艺造成危害。

为了消除焦炭塔泡沫层的不利影响，目前的通用方法是采用在焦炭塔使用消泡剂进行消泡，消泡剂用于泡沫层后，在液体表面迅速铺展，其中的活性分子使泡沫破灭速度加快。早期使用的消泡剂是硅含量较高的二甲基硅油，使用这种高硅消泡剂，虽然可以快速消泡，但会使焦化汽油、柴油产生硅污染，造成下游加氢装置催化剂中毒。目前使用的消泡剂基本属于低硅有机硅型，但仍对下游的焦化产品加氢精制工艺带来危害。如硅会沉积在精制催化剂上，导致催化剂失活，缩短装置的运行时间。因此，无硅产品将成为消泡剂的发展方向。

US3700587公开了一种用于消除焦炭塔内泡沫的消泡剂，其主要成分为聚二甲基硅氧烷，加入0.5~100ppm消泡剂后，塔内泡沫层高度显著降低。然而该消泡剂的硅含量高，硅元素会沉积在延迟焦化装置后期加氢精制催化剂上，导致催化剂中毒失活，缩短了催化剂再生置换时间间隔，降低了生产效率。

CN101444708A公开了一种低硅含量的消泡剂，主要由消泡组分有机硅氧烷和疏水二氧化硅、抑泡组分有机硅改性聚醚和长链脂肪醇、溶剂加氢柴油、煤油及重芳烃等复合而成。该种消泡剂具有硅含量低，消泡抑泡能力强等优点，但是由于硅元素在延迟焦化装置后期加氢催化剂上的不断累计，仍不可避免的造成催化剂中毒失活，降低生产效率。

CN101045880公开了一种由高分子嵌段聚醚、脂肪醇和溶剂复合而成的消泡剂，其高分子嵌段聚醚是分子量为10000~20000的聚乙二醇，为起始剂环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物，脂肪醇是异辛醇，溶剂为乙醇和水。该消泡剂中不含任何硅元素，不会对下游加氢工艺及最终轻质油产品质量造成影响，但缺点是活性组分不够，在塔内渗透和扩散慢，因此造成加入量大，成本高于有机硅消泡剂，同时耐高温性能差，高温下消泡效率低。

US5667669提供了一种用动、植物油和聚异丁烯等代替含硅消泡剂的方法，不但会使消泡成本增加，而且消泡效果一般。US4961840提出用聚硅氮烷与惰性气体混合直接注入方式来降低焦炭塔的泡沫，其注入方式是从焦炭塔顶部注入，惰性气体是作为伴随气体，起作用是控制聚硅氧烷的粘度，防止注入口堵塞，但对降低硅含量效果不大。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种通过改变延迟焦化循环油性质来抑制延迟焦化反应塔泡沫生成的工艺方法，本发明方法可以有效抑制延迟焦化反应塔泡沫生成，降低消泡剂的加入量，减轻了有机硅消泡剂对下游加氢催化剂的污染。

本发明减少泡沫的延迟焦化反应工艺方法，包括如下内容：延迟焦化进料经过加热炉加热至延迟焦化反应温度，然后送入焦化反应塔进行延迟焦化反应，延迟焦化反应产物进入分馏塔，得到焦化汽油、焦化柴油和焦化蜡油，部分焦化柴油和部分焦化蜡油与焦化原料混合作为焦化进料，与焦化原料混合的焦化柴油与排出的焦化柴油的质量比称为焦化柴油循环比，与焦化原料混合的焦化蜡油与排出的焦化蜡油的质量比称为焦化蜡油循环比，焦化柴油循环比为0.1：1~1：1，优选为0.1：1~0.2：1，焦化蜡油循环比为0.1：1~1：1，优选为0.2：1~0.4：1。

本发明方法中，焦化原料选自任何原油的常压渣油、减压渣油、减粘渣油、催化裂化油浆、油砂沥青等一种或几种。

本发明方法中，延迟塔入口操作温度为490～510℃。

本发明方法中，延迟焦化塔内当中子料位计下料位的相对百分密度显示20%~30%时开始从焦化塔塔顶注入消泡剂。所述的消泡剂包括延迟焦化常用的各种商品消泡剂，消泡剂的用量根据消泡剂的性能具体确定，一般为加入量为10~100μg/g（按总消泡剂用量在总焦化原料中的浓度计算），优选为10~20μg/g。常见的消泡剂如CDF-10（石油科学研究院）、QSXP-1（山东齐胜工贸股份有限公司）、LYJH-2（辽阳精细化工厂）、SHG（江苏科创有限公司）等。

与现有技术相比，本发明方法具有以下优点：

（1）循环的部分焦化柴油与焦化塔底油一起与原料混合进入焦化塔反应，柴油在受热的条件下有较强的供氢作用，可释放出活泼氢，氢与焦化原料中的极性基团反应，可以减少原料中起到稳定气泡作用的表面活性物质。因此循环的焦化柴油可以有效地降低了焦炭塔内生成泡沫的高度，缩短了加注消泡剂的时间。

（2）由于焦炭塔内泡沫高度降低，使消泡剂的加入量减少，焦化产品中的杂质（主要是消泡剂中的硅）含量降低，有效地降低了对下游加氢催化剂的污染。

（3）循环的部分焦化柴油与焦化蜡油一起与原料混合进入焦化塔反应，还能够使汽、柴油产品收率有所增加。实验表明，焦化柴油部分循环，并没有引起最终焦化柴油收率降低，而略有增加，说明循环的焦化柴油在延迟焦化反应过程并没有进一步发生焦化反应，同时对焦化原料的焦化反应起到优化促进作用，焦化汽油和焦化柴油的产率均略有增加。这是本领域技术人员所预想不到的。

附图说明

图1为本发明延迟焦化工艺流程示意图。

其中1为原料与加热炉管线，2为焦炭塔顶油气管线，3为加热炉进料管线，4为油气去焦炭塔管线，5为柴油循环管线，6为焦化干气抽出线，7为焦化汽油抽出线，8为焦化柴油抽出线，9为焦化蜡油抽出线；A为焦化加热炉，B为焦炭塔，C为焦化分馏塔。

具体实施方式

本发明为了抑制延迟焦化反应塔泡沫生成，对常规延迟焦化进行了改进。将焦化分馏塔的焦化柴油抽出线抽出的柴油部分循环，通过柴油泵打往焦化加热炉的进料泵的出口管线与进料泵出来的焦化分馏塔底油相混合。混合后的循环油与焦化原料经过加热炉加热后，进入焦炭塔进行焦化反应，当中子料位计下料位的相对百分密度显示20%~30%时开始注消泡剂。延迟焦化工艺中，焦化蜡油的循环是本领域常规技术内容，焦化蜡油循环后可以进一步发生焦化反应得到轻质产品，一般根据蜡化蜡油产量及焦化汽油和焦化柴油的产量要求进行调整，在极限的情况下，可以将焦化蜡油全部循环，即延迟焦化装置不产焦化蜡油。

本发明中对常规的延迟焦化工艺加以改进，有效抑制延迟焦化反应塔泡沫生成，降低消泡剂的加入量，减轻了有机硅消泡剂对下游加氢催化剂的污染。

下面结合附图和具体实施例详细地说明本发明，但是本发明不局限于这些实施例。

焦化原料减压渣油经管线进入加热炉A的对流室预热后，再经过管线进入分馏塔C下部与塔底循环油混合，然后从塔底流出与循环柴油混合进入加热炉A辐射室加热，加热后经管线进入焦炭塔B进行焦化反应，焦炭聚集在焦炭塔内，生成的焦化油气经管线进入分馏塔C，分馏得到焦化干气、焦化汽油、焦化柴油和焦化蜡油。消泡剂的加入方式：在焦化塔的中子料位计下料位的相对百分密度显示20%~30%时开始在焦化塔顶注入消泡剂。下面结合实施例进一步说明本发明的过程和效果，实施例中采用的减压渣油的性质见表1。

表1 减压渣油的性质

分析项目	减压渣油
		密度（20℃）/g·cm-3	0.8929
粘度（100℃）/mm2/s	28.9
		元素分析，质量%
碳	86.22
		氢	13.27
硫	0.15
		氮	0.2
氢碳原子比	1.84
		闪点（开口）/℃	240
凝点/℃	44
		残炭，质量%	4.3
四组分，质量%
		饱和烃	55.5
芳香烃	27.2
		胶质	17.3
沥青质	-

实施例中涉及的延迟焦化消泡剂选择各种有机硅消泡剂。本实施例采用了山东奇胜工贸股份有限公司生产的QSXP-03延迟焦化消泡剂。消泡剂主要性质见表2。

表2  消泡剂的物化性质

分析项目	QSXP-03
		密度（20℃）/kg·m-3	872.4
倾点/℃	<-50
		闪点（闭口）/℃	77
凝点/℃	<-50
		粘度（20℃）/mm·s2	119.4
硅元素含量，质量%	13.2

实施例1~2

实施例1将分馏塔柴油抽出线抽出的焦化柴油部分循环，通过柴油泵打往焦化加热炉的进料泵的出口管线与进料泵出来的焦化分馏塔底油相混合。焦化蜡油循环比为0.4。焦化柴油循环比为0.1。混合后的循环油与焦化原料减压渣油经过加热炉加热后，进入焦炭塔进行焦化反应，当中子料位计下料位的相对百分密度显示20%~30%时开始从塔顶注入10μg/g消泡剂（占减压渣油），消泡剂选择QSXP-03延迟焦化消泡剂。与实施例1相比，实施例2的焦柴油循环比为0.2，其他条件与实施例1相同。实施例1～2的具体工艺条件及产品性质见表3。

对比例1

采用常规的延迟焦化工艺。与实施例相比，分馏塔抽出的焦化柴油不循环，直接出装置，其它与实施例1相同，当中子料位计下料位的相对百分密度显示20%~30%时开始从塔顶注入50μg/g消泡剂（占减压渣油），消泡剂选择QSXP-03延迟焦化消泡剂。具体工艺条件及产品性质见表3。

从表3中实施例和对比例的比较数据可知，本发明过程与现有技术相比，延迟焦化消泡剂的加入量虽然由50μg/g降至10μg/g，但注入后的消泡效果相当，而焦化产品中的硅含量显著降低，其中焦化汽油的硅含量由6.2μg/g降至1.8μg/g，焦化柴油的硅含量由1.5μg/g降至1.3μg/g。有效地降低了硅对下游加氢催化剂的污染。同时本发明得到的焦化汽油和柴油的收率有所提高，其中焦化汽油的液收提高了大约1%（质量），焦化柴油的液收提高了大约2%（质量）。

表3 实施例与对比例的工艺条件及结果

试验编号	实施例1	对比例1	实施例2
				操作条件
加热炉出口温度/℃	500	500	500
				焦炭塔顶压力/MPa	0.18	0.18	0.18
焦化蜡油循环比	0.4	0.4	0.4
				柴油循环比	0.1	0	0.2
消泡剂加入量，μg/g	10	50	10
				消泡剂注入时间	焦化周期最后4小时	焦化周期最后5小时	焦化周期最后4小时
试验结果
				DSC显示泡沫层上沿高度/m	22.27	23.49	22.01
实测焦高/m	20.5	21	20.2
				泡沫层高度/m	1.77	2.49	1.81
产品硅含量，μg/g
				焦化汽油	1.86	6.2	1.78
焦化柴油	1.31	1.5	1.32
				焦化蜡油	0.35	1.0	0.17
产品收率，质量%
				焦化汽油	14.24	13.23	15.03
焦化柴油	37.89	35.28	37.92
				焦化蜡油	16.21	19.08	15.98
焦炭	24.15	24.9	24.3

从表3数据可以看出，本发明方法可以明显减少消泡剂用量。

Claims (8)

1.一种减少泡沫的延迟焦化反应工艺方法，包括：延迟焦化进料经过加热炉加热至延迟焦化反应温度，然后送入焦化反应塔进行延迟焦化反应，延迟焦化反应产物进入分馏塔，得到焦化汽油、焦化柴油和焦化蜡油，其特征在于：部分焦化柴油和部分焦化蜡油与焦化原料混合作为焦化进料，与焦化原料混合的焦化柴油与排出的焦化柴油的质量比称为焦化柴油循环比，与焦化原料混合的焦化蜡油与排出的焦化蜡油的质量比称为焦化蜡油循环比，焦化柴油循环比为0.1：1～1：1，焦化蜡油循环比为0.1：1～1：1。 

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：焦化柴油循环比为0.1：1～0.2。 

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：焦化蜡油循环比为0.2：1～0.4：1。 

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：焦化原料选自常压渣油、减压渣油、减粘渣油、催化裂化油浆、油砂沥青中的一种或几种。 

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：焦化反应塔入口操作温度为490～510℃。 

6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：焦化反应塔内当中子料位计下料位的相对百分密度显示20％～30％时开始注消泡剂。 

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于：消泡剂加入量为10～100μg/g。

8.按照权利要求6所述的方法，其特征在于：消泡剂加入量为10～20μg/g。