CN103102935B - 一种焦化塔机械消泡的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种焦化塔机械消泡的方法和装置。设置新型离心消泡器，离心消泡器的泡沫吸入管伸入焦炭塔的泡沫层，高速旋转的叶轮将吸入的泡沫打破。消泡器内的气体随焦炭塔顶油气进入焦化分离塔，液体沿着消泡器壁汇集在消泡器的底部，可以作为循环油，也可以分离焦粉后，进入焦化分离塔。本发明方法和装置可以取消或减少在焦化工艺中加入的消泡剂，对焦化液体产品的后续加工不产生不利影响。

Description

一种焦化塔机械消泡的方法和装置
技术领域
 本发明涉及一种焦化塔机械消泡的方法和装置，属于石油化工技术领域。
背景技术
近年来，由于世界范围内石油资源日益匮乏以及各国对能源的需求不断增加，人们越来越重视渣油的加工利用。作为脱碳技术的一种，渣油焦化工艺具有投资少、操作费用低等优点，得到了广泛的发展。
在延迟焦化的操作过程中，随着进料和反应时间的增加，焦炭塔内的焦面逐渐增高，同时塔内的泡沫层也会接近塔顶，如果泡沫层随着焦化油气流出焦炭塔，会影响后续设备操作的稳定性，降低焦炭塔的有效使用容积。因此，为解决泡沫层的问题，往往需要向焦炭塔内注入含硅的消泡剂。研究表明，经过焦化分馏塔后，消泡剂中的硅会有60%～70%进入焦化汽油中，20%～30%进入焦化柴油中，10%～20%进入焦化蜡油中。而这些硅可以导致焦化馏分油（焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油）加氢精制催化剂的中毒。
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。CN200910232534.6提供了一种多活性组分的延迟焦化非硅消泡剂及其制备方法。其采用聚醚或改性聚醚聚合物、高碳醇混合物、高碳醇脂肪酸酯或脂肪酰胺、烃化油等原料制成消泡剂，虽然具有一定的消泡效果，但是原料构成复杂，成本较高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种焦化塔机械消泡的方法和装置，取消或减少消泡剂的用量，减少焦化馏分油中的硅含量，以利于后续加工处理。
本发明焦化塔机械消泡的方法包括如下内容：设置离心消泡器，离心消泡器的泡沫吸入管伸入焦炭塔的泡沫层，离心消泡器内设置旋转的叶轮将吸入的泡沫打破，离心消泡器内的气体与焦炭塔顶油气进入焦化分离塔，离心消泡器的液体沿着消泡器壁汇集在消泡器的底部，可以作为焦碳塔的循环油，也可以分离焦粉后，进入焦化分离塔。
本发明焦化塔机械消泡的方法具体包括以下内容：
a、焦化原料经焦化分馏塔底部换热及加热炉加热后，进入焦炭塔焦化进行焦化反应；当焦炭塔的料面和泡沫层达到离心消泡器的泡沫吸入管高度时，离心消泡器开始启动；
b、离心消泡器的叶轮高速旋转，将焦炭塔内的泡沫吸入消泡器。泡沫经过叶轮高速撕扯和消泡器壳体内壁的撞击破沫后，油气由离心消泡器的上部引出，与焦炭塔顶油气一起进入焦化分馏塔；液体沿着消泡器壁汇集在消泡器的底部，可以作为循环油或进入焦化分离塔。
所述离心消泡器由离心叶轮、壳体和泡沫吸入管组成，离心叶轮安装在壳体内，泡沫吸入管穿过壳体底部，泡沫吸入管伸入焦炭塔内部，泡沫吸入管末端距离焦炭塔顶盖的高度为焦炭塔高度的5%～30%，优选为10%～25%。当焦炭塔中泡沫高度达到泡沫吸入管末端时，离心消泡器开始启动。离心叶轮通过外加动力如电动机带动，转速一般为300～5000转/分钟。
本发明所述焦化工艺操作条件为：焦化原料加热到450～530℃，焦炭塔内的温度为465～525℃，操作压力为0.01～1.5MPa。具体操作条件可以根据原料性质及产品指标确定。
步骤（a）所述离心消泡器操作压力与焦炭塔保持一致。
焦化原料一般为＞350℃的重、渣油原料。通常可选择常减压整流装置的渣油、减粘裂化的渣油、脱沥青装置的重脱沥青油、催化裂化油浆、稠油、拔头原油等。也可以选择煤加工油、页岩油、油砂等作为原料。
本发明方法中，当焦炭塔泡沫高度低于泡沫吸入管末端时，可以从离心消泡器的泡沫吸入管引入焦化柴油对焦炭塔进行喷淋，实现辅助消泡的作用。
本发明延迟焦化装置，包括焦炭塔和离心消泡器，离心消泡器由离心叶轮、壳体和泡沫吸入管组成，离心叶轮安装置在壳体内，泡沫吸入管与壳体底部联通，泡沫吸入管伸入焦炭塔内部，泡沫吸入管末端距离焦炭塔顶盖的高度为焦炭塔高度的5%～30%，优选为10%～25%。当焦炭塔中泡沫高度达到泡沫吸入管末端时，离心消泡器开始启动。离心叶轮通过外加动力如电动机带动，转速一般为300～5000转/分钟。叶轮为吸气式叶轮。叶轮与泡沫吸入管上端为可自由转动式联接，也可以与泡沫吸入管上端具有适宜间隙，通过叶轮的吸气功能将焦化塔内的泡沫吸入离心消泡器，然后通过叶轮的撕扯、撞击作用将泡沫破除。离心消泡器可以设置焦化塔的上部，也可以并列设置。焦炭塔一般设置两个切换操作，每个焦炭塔可以单独设置离心消泡器，也可以两个焦炭塔设置一个共用的离心消泡器。两个焦炭塔共用一个消泡器时，消泡器的泡沫吸入管通过三通结构分别伸入两个焦炭塔中，也可以设置两个泡沫吸入管，分别伸入两个焦炭塔中，伸入两个焦炭塔的泡沫吸入管上分别设置阀门。
本发明的优点是：
1、机械法消除泡沫，无须化学药剂，不产生二次污染，对焦化馏分油的后续加工不产生影响。
2、占地面积小，投资成本低。
3、运行成本低，使用寿命长。
附图说明
图1是本发明工艺方法流程示意图。
图中：1-焦炭塔，2-离心消泡器，3-焦化分馏塔，4-消泡器叶轮，5-泡沫吸入管，6-焦化油气，7-循环油，8-焦化原料油。
具体实施方式
为进一步阐述本发明的具体特征，将结合附图加以说明。
结合附图1，本发明一种焦化塔机械消泡的方法的过程为：
焦化原料8经加热后，进入焦炭塔1焦化。当焦炭塔1的料面和泡沫层达到适宜高度时，离心消泡器2开始启动；离心消泡器2的叶轮4高速旋转，将焦炭塔1内的泡沫吸入离心消泡器2。泡沫经过叶轮4高速撕扯和消泡器壁的撞击破沫后，油气由离心消泡器2的上部引出，与焦炭塔顶油气一起进入焦化分馏塔；液体沿着消泡器壁汇集在消泡器的底部，作为循环油使用。
通过以下试验进一步说明本发明的方案和效果。对于其它原料或需生产其它指标产品时，可以相应调整操作条件等技术内容。实施例和比较例采用处理量为5Kg/h的延迟焦化试验装置，离心消泡器叶轮为吸气式叶轮，转速为1000转/分钟，焦炭塔的正常操作周期为16小时。
实施例1
在焦炭塔的顶部设立离心消泡器，离心消泡器的泡沫吸入管深入焦炭塔的长度为焦炭塔高度的10%，当泡沫层达到泡沫吸入管时，启动离心消泡器。试验原料性质见表1，工艺操作条件及试验结果见表2。实施例主要考察在没有消泡剂的情况下，依靠离心消泡器，也可以达到焦炭塔正常的操作周期。
比较例1
在焦炭塔顶注入传统的硅消泡剂。试验原料性质见表1，工艺操作条件及试验结果见表2。
表1  原料油性质。
项目 原料油
密度(20℃) /kg·m-3 988.5
残炭/% 15.8
硫/μg·g-1 11500
H/C 1.51
初馏点/℃ 388
50%/℃ 465
95%/℃ 560
表2操作条件及试验结果。
操作条件 实施例 比较例
加热炉出口温度/℃ 500 500
操作压力/MPa 0.17 0.17
循环比/（重量/重量） 0.18 0.18
消泡剂注入量/μg·g-1 0 14
产品中硅含量/μg·g-1    
焦化汽油 0 15.8
焦化柴油 0 5.3
焦化蜡油 0 3.2
16小时焦化液体产物中焦粉含量/% 0.041 0.039
以上结果可以看出，在相同的工艺操作条件下，采用离心消泡器可以达到使用消泡剂消泡同样的效果。由于没有引入硅消泡剂，所以对液体产品的后续精制不产生影响。

Claims (12)

1.一种焦化塔机械消泡的方法，其特征在于：设置离心消泡器，离心消泡器的泡沫吸入管伸入焦炭塔的泡沫层，离心消泡器内设置旋转的叶轮将吸入的泡沫打破，离心消泡器内的气体与焦炭塔顶油气进入焦化分离塔，离心消泡器的液体沿着消泡器壁汇集在消泡器的底部，作为焦碳塔的循环油，或者分离焦粉后，进入焦化分离塔。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：焦化原料经焦化分馏塔底部换热及加热炉加热后，进入焦炭塔焦化进行焦化反应；当焦炭塔的料面和泡沫层达到离心消泡器的泡沫吸入管高度时，离心消泡器开始启动。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：离心消泡器的叶轮高速旋转，将焦炭塔内的泡沫吸入消泡器，泡沫经过叶轮高速撕扯和消泡器壳体内壁的撞击破沫后，油气由离心消泡器的上部引出，与焦炭塔顶油气一起进入焦化分馏塔；液体沿着消泡器壁汇集在消泡器的底部，作为焦碳塔的循环油或进入焦化分离塔。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：离心消泡器由离心叶轮、壳体和泡沫吸入管组成，离心叶轮安装置在壳体内，泡沫吸入管穿过壳体底部，泡沫吸入管伸入焦炭塔内部，泡沫吸入管末端距离焦炭塔顶盖的高度为焦炭塔高度的5%～30%。
5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于：泡沫吸入管末端距离焦炭塔顶盖的高度为焦炭塔高度的10%~25%。
6.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：当焦炭塔中泡沫高度达到泡沫吸入管末端时，离心消泡器开始启动，离心叶轮通过外加动力带动，转速为300～5000转/分钟。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：焦化工艺操作条件为：焦化原料加热到450～530℃，焦炭塔内的温度为465～525℃，操作压力为0.01～1.5MPa。
8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：在焦炭塔泡沫高度低于泡沫吸入管末端时，从离心消泡器的泡沫吸入管引入焦化柴油对焦炭塔进行喷淋。
9.一种延迟焦化装置，其特征在于：包括焦炭塔和离心消泡器，离心消泡器由离心叶轮、壳体和泡沫吸入管组成，离心叶轮安装置在壳体内，泡沫吸入管穿过壳体底部，泡沫吸入管伸入焦炭塔内部，泡沫吸入管末端距离焦炭塔顶盖的高度为焦炭塔高度的5%～30%。
10. 按照权利要求9所述的装置，其特征在于：泡沫吸入管末端距离焦炭塔顶盖的高度为焦炭塔高度的10%~25%。
11.按照权利要求9所述的装置，其特征在于：离心叶轮通过外加动力带动，转速为300～5000转/分钟，叶轮为吸气式叶轮，叶轮与泡沫吸入管为可自由转动式联接；或者叶轮与泡沫吸入管上端具有适宜间隙，通过叶轮的吸气功能将焦化塔内的泡沫吸入离心消泡器。
12.按照权利要求9或11所述的装置，其特征在于：离心消泡器设置在焦化塔的上部，或者与焦化塔并列设置。
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