CN103468308B - 一种可优化产品质量和液体收率的延迟焦化设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了属于重质油热加工技术领域的一种可优化产品质量和液体收率的延迟焦化设备及方法。该设备由依次连接的原料油进料线、分馏塔、加热炉进料泵、加热炉、加热炉转油线、焦炭塔进料四通阀、焦炭塔、焦炭塔顶防结焦器、反应油气管线等构成。本发明采用新的流程设计和控制方法，解决了常规延迟焦化工艺流程中产品携带焦粉、蜡油产品质量差、分馏塔重蜡油段容易结焦、焦炭塔反应油气管线容易结焦、装置循环比不易调节等缺点，使操作变得灵活可靠，并且在实际运行中能够满足全厂最优化的生产要求，使焦化产品质量和液体收率达到最优化，提高了全厂的经济效益。

Description

一种可优化产品质量和液体收率的延迟焦化设备及方法

技术领域

本发明属于重质油热加工技术领域，具体涉及一种可优化产品质量和液体收率的延迟焦化设备及方法。

背景技术

延迟焦化工艺是一种重质油热加工工艺，将重质油通过加热炉快速加热至反应温度后，迅速转移至焦炭塔，在焦炭塔内进行“延迟”的热裂化和缩合反应，将重质油转化为干气、液化石油气、焦化石脑油、焦化柴油、焦化蜡油、焦炭等。延迟焦化装置的产品质量和液体收率是衡量这套装置的直接经济效益指标，产品质量和液体收率是一个复杂的关系，一般产品质量比较好时，液体收率比较低，液体收率比较高时，产品质量较差。循环比作为一个重要的工艺参数，对产品质量和液体收率影响较大。蜡油产品质量的指标主要是干点、残炭含量硫氮含量和重金属含量等，干点主要取决于蜡油和重蜡油切割的温度，残炭含量、硫氮含量和重金属含量主要取决于胶质和沥青质含量。循环比为加热炉总进料量与装置原料量之比。

常规的延迟焦化装置主要有两种流程，一种是原料油经过换热后，通过分馏塔的上下进料口进入分馏塔底部，与反应油气换热后，通过加热炉加热后进焦炭塔反应；另一种是原料油经过换热后不进分馏塔，直接进入进料缓冲罐与循环油混合后进加热炉加热，然后进入焦炭塔反应。

第一种流程中原料油通过上下进料口进入分馏塔底部，循环比主要由分馏塔上进料量来调节，上进料与反应油气在进料段挡板上换热，将反应油气中的重组分冷凝落入塔底形成循环油，经加热炉返回焦炭塔再反应。但是该流程循环比低于1.2运行时，上进料量明显减少，反应油气在进料段的取热量降低，造成重蜡油集油箱抽出温度过高(大于390℃)，而且重蜡油集油箱液体停留时间较长，液位控制较高，分馏塔重蜡油集油箱极易结焦。因此这种流程循环比在低于1.2的工况下运行，装置难以实现长周期操作。第一种流程中洗涤段存在三个问题：第一，换热挡板无分离和洗涤效果，只是一个原料油和反应油气换热的载体，并不是真正的洗涤段，处于过冷状态的洗涤油与反应油气在挡板上达不到气液平衡，导致反应油气中一部分蜡油组分被原料油携带落入塔底形成循环油，造成轻组分蜡油经加热炉进焦炭塔再次反应，即降低了产品的液体收率，又增加了能耗；第二，换热挡板结构简单，无防止携带功能，由于反应油气的气速较大，一部分洗涤段的重组分被反应油气携带进入蜡油段，导致蜡油产品中硫氮、胶质、沥青质、重金属等含量较高，使蜡油产品质量较差；第三，采用密度大、残炭和重金属含量高的原料油作为“脏”洗涤油，洗涤效果很差，经过洗涤后的反应油气仍携带大量焦粉和重组分，无法保证蜡油产品的质量，并且焦粉含量高。因此这种流程的洗涤段不能满足反应油气的洗涤要求。

第二种流程中，焦化原料油直接进缓冲罐而不再进分馏塔，分馏塔设有塔底循环取热回流，冷却后的循环油返回到换热段挡板与反应油气换热，控制反应油气冷凝量来调节循环比。循环油进入缓冲罐和原料油混合进入加热炉，经加热后进入焦炭塔反应。该工艺虽然可以通过改变循环油和原料油的混合比例来灵调节循环比，但是分馏塔洗涤段依然采用换热挡板，同样无分离和洗涤效果，无防止携带功能，不能将油气中携带的焦粉和重组分大部分除去，降低了蜡油产品质量，降低了产品的液体收率。该流程中采用密度大、残炭和重金属含量高的塔底循环油作为洗涤油，除了一小部分塔底循环油经加热炉进焦炭塔再次反应外，大部分在塔底作循环回流，这样就等于采用另一种“脏”洗涤油来洗涤反应油气，而且处于过冷状态的循环油作为洗涤油，与反应油气在挡板上无法达到气液平衡，导致反应油气中一部分蜡油组分被原料油携带落入塔底，经加热炉进焦炭塔再次发生反应，既降低了产品的液体收率，又增加了能耗。该工艺流程中装置循环比在低于1.15时，塔底循环油取热量要明显降低，同时作为洗涤油的循环油量要相应减少或者返回温度大大降低，导致洗涤段的效果更差，使反应油气携带更多的焦粉和重组分进入蜡油段，所得的蜡油产品质量很差，焦粉携带严重。因此，这种工艺流程如果循环比在低于1.15的工况下运行，蜡油产品质量差，焦粉携带严重。该工艺流程还增加了进料缓冲罐、塔底循环油回流泵和塔底循环油换热器等，使工艺变复杂，增加了操作难度。

常规的延迟焦化集油箱为只有一个大升气孔，由于塔径较大，会导致气体分布不均匀，压降较大，影响塔内的分离效果。延迟焦化焦炭塔反应油气急冷油注入位置一般设在焦炭塔顶的反应油气出口立管段，控制油气急冷油后的温度降低到410℃以下，防止反应油气管线结焦，因而急冷油用量较大，造成过多的反应油气未经过分馏塔洗涤而直接冷凝落入焦炭塔形成循环油再次反应，增大了循环比。另外，即使反应油气降低到410℃以下，反应油气还是存在结焦的倾向，一旦焦炭塔反应油气和急冷油性质、流量、温度等产生波动，极易引起反应油气管线结焦。焦化装置自身产生的污油一般进污油罐回炼，增加了装置的能耗。

在常规的焦化工艺设计中，一般只考虑焦化装置自身的情况，主要是从装置处理量、产品质量、产品收率、能耗等某一方面考虑，追求某一方面效益最大化。但在实际生产中，最大化并不等于最优化，追求单方面的最大化难以考虑到焦化原料性质变化、市场需求变化、全厂的原料及产品价格波动等因素引起的总效益变化。一般炼油厂的的生产安排主要考虑市场需求和价格体系，目标是满足市场供应并使效益最大化，因此常规的延迟焦化工艺设计中忽略了全厂的生产优化，难以实现焦化装置的产品质量和液体收率的优化。

发明内容

本发明目的在于提供一种可以优化产品质量和液体收率的延迟焦化设备与方法，该工艺采用新的流程设计和控制方法，解决了常规延迟焦化工艺流程中产品携带焦粉、蜡油产品质量差、分馏塔重蜡油段容易结焦、装置循环比不易调节等缺点，使操作变得灵活可靠，并且在实际运行中能够满足全厂最优化的生产要求，使焦化产品质量和液体收率达到最优化。

一种可优化产品质量和液体收率的延迟焦化设备，原料油进口1位于分馏塔19底部，反应油气进口2位于原料油进口1的下部，洗涤油分布器9位于反应油气进口2和重蜡油集油箱5之间，重蜡油集油箱5与重蜡油抽出泵6通过管线相连，重蜡油抽出泵6的出口与洗涤油过滤器8、重蜡急冷油换热器10、重蜡油上回流管线11、重蜡油返回管线7、重蜡油产品备用管线12分别相连，洗涤油过滤器8与洗涤油分布器9相连，重蜡急冷油换热器10与重蜡急冷油分布器23相连，重蜡急冷油分布器23位于重蜡油集油箱5上部，重蜡油上回流管线11的入口位于重蜡油回流段塔盘22之上，重蜡油返回管线7连接到分馏塔19底部，蜡油下回流管线16的入口位于蜡油下回流段塔盘21之上，蜡油上回流管线17的入口位于蜡油上回流段塔盘20之上，蜡油集油箱13设在蜡油上回流段塔盘20之下，依次与蜡油抽出泵14和蜡油换热器15相连，焦炭塔28与反应油气进口2相连，反应油气急冷油29位于焦炭塔28反应油气管线出口，四通阀27与焦炭塔28相连，加热炉25通过转油线26与四通阀27相连，加热炉进料泵24通过管线与加热炉25相连，加热炉进料泵24通过管线连接于分馏塔19底部。

分馏塔19底部还设有塔底循环泵3及循环过滤器4；蜡油换热器15与蜡油产品出装置线18相连。

反应油气进口2和洗涤油分布器9之间的洗涤段为空塔，不设置任何塔内件。

所述重蜡油集油箱5为升气孔式倾斜集油箱，升气孔的个数为5-100个，升气孔挡板为倒U型，重蜡油集油箱的液位控制在抽出斗内；所述重蜡急冷油分布器23为环管形分布器；所述洗涤油分布器9采用多层分布器设计，分布器的层数为2-5层，每层分布器均采用动力式旋转喷嘴，喷嘴个数为3-100个；所述蜡油集油箱13为升气孔式集油箱，升气孔的个数为5-100个，升气孔的挡板为V型。

所述焦炭塔顶防结焦器29将反应油气急冷油通过雾化喷嘴注入反应油气出口水平段管线，反应油气急冷油来自装置自产的蜡油和污油。

所述焦炭塔顶防结焦器29的结构为：焦炭塔28的出口上方为反应油气出口管线32，反应油气出口管线32水平方向上设有急冷油管线33，通过急冷油入口法兰34连接，急冷油管线33末端设有急冷油喷嘴31，反应油气出口管线32的顶部为清焦法兰30。如果管线产生结焦，可以方便清理。

重蜡急冷油分布器23由进料管线(左边)和右边分布管构成，重蜡急冷油从左边进入分布器，从分布器的右侧水平喷出，落到集油箱上，急冷油快速流入重蜡油集油箱5的抽出斗，将重蜡油集油箱5的温度降低。

一种可优化产品质量和液体收率的延迟焦化方法，包括：原料油和循环油在塔底混合形成塔底油，由加热炉进料泵24抽出去加热炉，加热后塔底油转移到焦炭塔28内发生裂解、缩合反应，生成的高温反应油气经过反应油气急冷油29急冷后，进入分馏塔进行分离。反应油气向上依次经过重蜡洗涤油分布器9、重蜡油集油箱5、重蜡油回流段22、蜡油下回流段21、蜡油集油箱13、蜡油上回流段20，与重蜡洗涤油、重蜡油回流、蜡油上下回流接触换热分离。反应油气继续向上进入分馏塔19上部，循环比的调节，通过蜡油下回流管线16和重蜡油返回管线7的流量来控制。优化产品质量的方法是：当要求产品质量高，即蜡油干点、残炭含量、重金属含量低时，需要提高蜡油和循环油的切割点，增大循环比，如果要求高的液体收率，需要降低蜡油和循环油的切割点，降低循环比。

所述焦炭塔顶防结焦器29注入的反应油气急冷油流量通过反应油气急冷前后的温差来控制。

重蜡油集油箱5下气相温度通过重蜡洗涤油流量控制，蜡油集油箱13下气相温度通过蜡油下回流量控制，蜡油产品和循环油的切割点通过重蜡油集油箱5下气相温度和蜡油集油箱13下气相温度控制。

重蜡油集油箱5的液位通过重蜡油返回管线7的流量来控制；蜡油集油箱13的液位通过蜡油产品出装置线18的流量来控制。

本发明的有益效果：本发明采用重蜡急冷油返回重蜡油集油箱来控制重蜡油集油箱的温度，防止了分馏塔重蜡油段结焦问题，保证了装置长周期运转；采用干净的重蜡油作为洗涤油，解决常规延迟焦化产品的焦粉携带和产品质量差的问题；与常规延迟焦化装置循环比相同的情况下，本发明可以明显改善产品质量，减少轻组分循环回炼，降低焦炭收率，提高液体收率，提高装置的经济效益；本发明通过调节循环比，可以控制蜡油产品残炭含量和干点，也可以控制液体的收率，因而可以根据生产要求，调整操作，寻找最优循环比，使产品质量和液体收率达到最优；本发明循环比可以在1.05-1.6之间灵活调节，使本发明可以实现超低循环比(1.05)操作，并且通过增设重蜡油抽出侧线可以实现更低的循环比操作，进一步提高液体收率；本发明亦可以实现大循环比操作，将部分液体产品回炼，改善产品分布，大大提高液体轻收；本发明升气孔式倾斜重蜡油集油箱可以使气体分布更加均匀、防止气体产生夹带，减少集油箱的结焦倾向，提高蜡油产品的质量；所设计的重蜡急冷油换热器与原料油换热，增加了高温位换热，降低了装置的能耗；本发明升气孔式蜡油集油箱可以使气体分布更加均匀，降低装置压降，提高分馏效果；本发明蜡油下回流采用大流量的热回流，可以提高重蜡油和蜡油分离段的分馏效果，改善蜡油产品质量；本发明焦炭塔顶防结焦器采用水平注入方式和雾化喷嘴设计，并采用优化的温差控制方案，使反应油气急冷油用量大大降低，既防止了油气管线的结焦，又将反应油气急冷造成的循环油降到最低，降低了装置的循环比，提高了蜡油产品的质量，增加了产品的液体收率；将装置产生的污油作为反应油气的急冷油，可以减少污油回炼，降低装置的能耗；新建的延迟焦化装置，全厂开工后，在原料性质、处理量、产品质量、液体收率等发生变化时，延迟焦化装置可以最大限度的满足生产要求，保证产品质量和液体收率，使全厂的生产效益最大化；在改扩建的延迟焦化装置，本发明也可以根据延迟焦化的实际情况和全厂生产需要，满足装置改扩建的要求，在循环比一定时，较改造前可以明显提高液体收率，改善产品质量，增强本发明的操作弹性。

附图说明

图1为本发明延迟焦化设备结构示意图；

图2为本发明重蜡急冷油分布器结构示意图；

图3为本发明焦炭塔顶防结焦器结构示意图；

图中，1-原料油进口、2-反应油气进口、3-塔底循环泵、4-循环过滤器、5-重蜡油集油箱、6-重蜡油抽出泵、7-重蜡油返回管线、8-洗涤油过滤器、9-洗涤油分布器、10-重蜡急冷油换热器、11-重蜡油上回流管线、12-重蜡油产品备用管线、13-蜡油集油箱、14-蜡油抽出泵、15-蜡油换热器、16-蜡油下回流管线、17-蜡油上回流管线、18-蜡油产品出装置线、19-分馏塔、20-蜡油上回流段塔盘、21-蜡油下回流段塔盘、22-重蜡油回流段塔盘、23-重蜡急冷油分布器、24-加热炉进料泵、25-加热炉、26-转油线、27-四通阀、28-焦炭塔、29-焦炭塔顶防结焦器、30-清焦法兰、31-急冷油喷嘴、32-反应油气出口管线、33-急冷油管线、34-急冷油入口法兰。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种可优化产品质量和液体收率的延迟焦化设备，如图1所示，原料油进口1位于分馏塔19底部，反应油气进口2位于原料油进口1的下部，洗涤油分布器9位于反应油气进口2和重蜡油集油箱5之间，重蜡油集油箱5与重蜡油抽出泵6通过管线相连，重蜡油抽出泵6的出口与洗涤油过滤器8、重蜡急冷油换热器10、重蜡油上回流管线11、重蜡油返回管线7、重蜡油产品备用管线12分别相连，洗涤油过滤器8与洗涤油分布器9相连，重蜡急冷油换热器10与重蜡急冷油分布器23相连，重蜡急冷油分布器23位于重蜡油集油箱5上部，重蜡油上回流管线11返回重蜡油回流段塔盘22之上，重蜡油返回管线7连接到分馏塔19底部，蜡油下回流管线16和蜡油上回流管线17分别返回蜡油下回流段塔盘21和蜡油上回流段塔盘20之上，蜡油集油箱13设在蜡油上回流段塔盘20之下，依次与蜡油抽出泵14和蜡油换热器15相连，焦炭塔28与反应油气进口2相连，焦炭塔顶防结焦器29位于焦炭塔28反应油气管线出口，四通阀27与焦炭塔28相连，加热炉25通过转油线26与四通阀27相连，加热炉进料泵24通过管线与加热炉25相连，加热炉进料泵24通过管线连接于分馏塔19底部。分馏塔19底部还设有塔底循环泵3及循环过滤器4；蜡油换热器15与蜡油产品出装置线18相连。

所述重蜡油集油箱5为升气孔式倾斜集油箱，升气孔的个数为5-100个，升气孔挡板为倒U型，集油箱液位控制在抽出斗内；所述重蜡急冷油分布器23为环管形分布器；所述洗涤油分布器9采用多层分布器设计，分布器的层数为2-5层，每层分布器均采用动力式旋转喷嘴，喷嘴个数为3-100个；所述蜡油集油箱13为升气孔式集油箱，升气孔的个数为5-100个，升气孔的挡板为V型。

所述焦炭塔顶防结焦器29将反应油气急冷油通过雾化喷嘴注入反应油气出口水平段管线，反应油气急冷油来自装置自产的蜡油和污油。

所述焦炭塔顶防结焦器29(如图3所示)的结构为：焦炭塔28的出口上方为反应油气出口管线32，反应油气出口管线32水平方向上设有急冷油管线33，通过急冷油入口法兰34连接，急冷油管线33末端设有急冷油喷嘴31，反应油气出口管线32的顶部为清焦法兰30。

所述重蜡急冷油分布器23(如图2所示)由进料管线(左边)和右边分布管构成，重蜡急冷油从左边进入分布器，从分布器的右侧水平喷出，落到集油箱上，急冷油快速流入重蜡油集油箱5的抽出斗，将重蜡油集油箱5的温度降低。

一种可优化产品质量和液体收率的延迟焦化方法，包括：原料油和循环油在塔底混合形成塔底油，由加热炉进料泵24抽出去加热炉，加热后塔底油转移到焦炭塔28内发生裂解、缩合反应，生成的高温反应油气经过焦炭塔顶防结焦器29急冷后，进入分馏塔进行分离，反应油气向上依次经过重蜡洗涤油分布器9、重蜡油集油箱5、重蜡油回流段22、蜡油下回流段21、蜡油集油箱13、蜡油上回流段20，与重蜡洗涤油、重蜡油回流、蜡油上下回流接触换热分离，反应油气继续向上进入分馏塔19上部，循环比的调节，通过蜡油下回流管线16和重蜡油返回管线7的流量来控制。焦炭塔顶防结焦器29注入的反应油气急冷油流量通过反应油气急冷前后的温差来控制。重蜡油集油箱5下气相温度通过重蜡洗涤油流量控制，重蜡油集油箱5下气相温度通过蜡油下回流量控制，蜡油产品和循环油的切割点通过重蜡油集油箱5下气相温度和蜡油集油箱下气相温度控制。优化产品质量的方法是：当要求产品质量高，即蜡油干点、残炭含量、重金属含量低时，需要提高蜡油和循环油的切割点，增大循环比，如果要求高的液体收率，需要降低蜡油和循环油的切割点，降低循环比。重蜡油集油箱5的液位通过重蜡油返回管线7的流量来控制；蜡油集油箱13的液位通过蜡油产品出装置线18的流量来控制。

上述可优化产品质量和液体收率的延迟焦化设备的工艺流程描述如下：

(1)洗涤段：

经过换热后的焦化原料油通过原料油进口1进入分馏塔底部，与循环油混合经过加热炉进料泵24，送入加热炉25加热至反应温度并通过转油线26迅速转移至焦炭塔28的A塔或B塔进行热裂化和缩合反应。反应油气在焦炭塔顶经过焦炭塔顶防结焦器29急冷后进入分馏塔，反应油气中少量的液相落入塔底，反应油气中的气相向上进入洗涤段。

洗涤油经过洗涤段的洗涤油分布器9后变为旋转状态的雾状液滴，并且呈伞状分布，由这些细小的雾状液滴组成一个洗涤油层，反应油气需要从这个均匀分布的洗涤油层穿过，在穿过的同时，由于洗涤油温度较高，反应油气与洗涤油接触充分，反应油气与洗涤油将达到气液平衡状态。重蜡油中较轻的组分吸热再次汽化，反应油气中较重的组分放热冷凝，这部分冷凝的重组分和少部分未汽化的重蜡油组分形成小液滴，小液滴凝聚到一起，携带焦粉、胶质、沥青质、重金属等落入塔底，形成循环油返回加热炉25。经过洗涤后的反应油气通过重蜡油集油箱5依次向上通过重蜡油回流段、蜡油下回流段、蜡油集油箱13、蜡油上回流段，然后继续向上进入分馏塔19的上部。

(2)重蜡油段

重蜡油从重蜡油集油箱5抽出，通过重蜡油抽出泵6后分为五路，第一路作为重蜡油集油箱5的液位控制返回重蜡油返回管线7，并且调节循环比；第二路作为分馏塔的洗涤油进入洗涤油分布器9，将反应油气中的重组分和携带的焦粉洗涤落入塔底做循环油回炼；第三路经过重蜡急冷油换热器10取热后作为重蜡油集油箱冷却的急冷油，降低重蜡油集油箱的温度，第四路作为重蜡油段上回流去重蜡油上回流管线11，将反应油气中在洗涤段未全部洗涤的重组分和焦粉进一步分离落入重蜡油集油箱5，保证蜡油产品的质量，进入重蜡油集油箱5的重组分和焦粉经过重蜡油抽出的第一路返回分馏塔底做循环油；第五路作为重蜡油产品出重蜡油产品备用管线12，如果重蜡油可以作为产品时，可以将部分重蜡油作产品出装置，即可以提高装置的液体收率，又能进一步降低循环比。

(3)蜡油段

蜡油从蜡油集油箱13抽出，通过蜡油抽出泵14后分三路，第一路从泵出口直接返回蜡油集油箱下部作下回流去蜡油下回流管线16，通过调节蜡油下回流量控制蜡油产品中重组分的含量；第二路经过蜡油换热器15取热后返回塔内作为上回流去蜡油上回流管线17，通过调节蜡油的上回流量可以控制蜡油产品中轻组分的含量，第三路经过蜡油换热器15后作为蜡油产品出蜡油产品出装置线18。

(4)焦炭塔反应油气急冷

焦炭塔顶防结焦器29采用水平注入方式和雾化喷嘴设计，采用装置自产的蜡油和污油作为反应油气急冷油，采用优化的温差控制方案，使反应油气冷凝形成的液体附着在管线上形成冲洗油，防止了油气管线的结焦。在保证管线不结焦的前提下，尽可能的降低急冷油的注入量，使反应油气冷凝量最小化、反应油气进分馏塔的气相分率最大化，然后增大分馏塔洗涤油用量，进而增大反应油气与洗涤油的接触量，改善蜡油产品的质量，而且降低急冷油注入量会减小装置循环比，提高液体产品收率。

(5)产品质量和液体收率的优化

原料油和循环油在塔底混合形成塔底油，由加热炉进料泵24抽出去加热炉，加热后塔底油的迅速转移到焦炭塔28内发生裂解、缩合反应，生成的高温反应油气经过焦炭塔顶防结焦器29急冷后，进入分馏塔进行分离。反应油气向上依次经过重蜡洗涤油分布器9、重蜡油集油箱5、重蜡油回流段塔盘22、蜡油下回流段塔盘21、蜡油集油箱13、蜡油上回流段塔盘20，与重蜡洗涤油、重蜡油回流、蜡油上下回流接触换热分离，反应油气继续向上进入分馏塔19上部。

重蜡油集油箱5的液位通过重蜡油返回管线7返回塔底流量来控制，重蜡油集油箱5下的温度通过调节洗涤油流量控制；洗涤油流量和反应油气进料量采用比例控制；蜡油集油箱的液位通过蜡油出装置量来控制，蜡油集油箱下的温度通过调节蜡油下回流量来控制；循环比的调节是通过蜡油下回流管线16和重蜡油返回塔管线7的流量来控制；重蜡油集油箱5下气相温度通过洗涤油流量控制，蜡油集油箱13下气相温度通过蜡油下回流量控制，因此蜡油产品和循环油的切割点通过重蜡油集油箱5下气相温度和蜡油集油箱13下气相温度控制；重蜡油集油箱5的液位通过重蜡油返回管线7的流量来控制；蜡油集油箱13的液位通过蜡油产品出装置线18的流量来控制。

一般重蜡油不作为产品，即正常情况下重蜡油产品备用管线12不投运，如果全厂对重蜡油产品有需求时，重蜡油产品备用管线12可以作为重蜡油产品线，可以进一步提高装置的液体收率。

重蜡油段作为蜡油和循环油之间的过渡段，如果能保证蜡油和循环油清晰的分离，即保证重蜡油段的正常运行，产品的收率就主要由蜡油和循环油的切割点控制。蜡油的产品质量也主要由蜡油和循环油的切割点控制，而循环比实际控制的是蜡油和循环油的切割点，当要求产品质量高(蜡油干点、残炭含量、重金属含量低)时，需要增大循环比，提高蜡油和循环油的切割点，如果要求高的液体收率，需要降低循环比，降低蜡油和循环油的切割点。

根据全厂生产计划的要求，确定好焦化产品的质量和液体收率的指标，按照上述规律，然后通过调节循环比满足全厂的生产要求，实现产品质量和总液收的最优化。

(6)其他

重蜡油集油箱5采用多升气孔倾斜式集油箱，集油箱为全抽出型，多个升气孔均匀分布在集油箱上，使上升的气体分布更加均匀；升气孔的上部设有倒U型挡板，除了防止液体从升气孔落入塔的下部，还可以防止气相中夹带泡沫、焦粉、液滴等，保证上部蜡油产品质量；集油箱的底板设计为倾斜式，向抽出斗一方倾斜，可以加快集油箱上液体的流动；集油箱的底板上设计为不存在液位，集油箱的液体在倾斜式的底板上快速流入抽出斗，液位被控制在抽出斗内，这样可以将集油箱上的易结焦组分快速带入抽出斗抽走，防止集油箱结焦。

所述重蜡油集油箱5的温度控制，是通过重蜡急冷油分布器23将重蜡急冷油均匀的分布在重蜡油集油箱5上，降低重蜡油集油箱5的温度。

采用重蜡油作为洗涤油，比原料油和循环油作洗涤油温度高、密度小，而且更“干净”，减少了易引起结焦的焦粉、胶质、沥青质和其他重组分等，可以大大降低重蜡油段结焦的倾向。

蜡油集油箱13采用多升气孔式集油箱，集油箱为全抽出型，多个升气孔均匀分布在集油箱上，使上升的气体分布更加均匀；升气孔的上部设有V型挡板，防止液体从升气孔落入塔的下部，并可以降低装置的压降。

蜡油下回流设计为热回流，没有经过取热，而且流量比较大，既有利于蜡油和重蜡油分离段的气液平衡，又增加了液体回流量，提高了蜡油和重蜡油的分离效果，减少蜡油和重蜡油的重叠度，保证了蜡油产品的质量。

分馏塔底设置塔底循环系统，包括塔底循环泵3及循环过滤器4，主要是将塔底焦粉过滤除去，并增加塔底的扰动，防止分馏塔底结焦。

本实施例可以控制延迟焦化装置的产品质量和产品液体收率；装置的原料油性质、处理量、反应条件、循环比等在合理的范围内发生变化时，通过重蜡油急冷油返回重蜡油集油箱，即可以防止重蜡油集油箱结焦；重蜡急冷油分布器可以将重蜡急冷油均匀分布在集油箱上，防止集油箱上任何部位温度过高而引起结焦；采用干净的重蜡油作洗涤油，并采用多层分布均匀的洗涤油分布器，保证洗涤油覆盖整个分馏塔底部，使洗涤油和反应油气逐层充分接触达到气液平衡，并且洗涤油分布器采用动力式旋转喷嘴，将反应油气中携带的焦粉大部分除去，大幅降低产品中焦粉的含量；洗涤油流量和反应油气进料流量采用比例控制，根据装置的原料油性质、处理量、反应条件、循环比等变化情况，调节洗涤油流量，防止反应油气携带焦粉和重组分，保证产品质量；重蜡油集油箱采用多升气孔倾斜式集油箱，升气孔的上部设有倒U型挡板可以防止气相中夹带(泡沫、焦粉、液滴等)，集油箱的底板设计为倾斜式可以加快集油箱上液体的流动，集油箱液位被控制在抽出斗内可以将集油箱上的易结焦组分快速带入抽出斗抽走，减少结焦的倾向；重蜡油上回流段理论板数不能小于2，并且采用接近饱和的大流量回流，即可以将反应油气中多余的热量脱除，又可以提高分馏效果；蜡油下回流段理论板数不能小于2，并且采用热回流，可以提高蜡油提馏段的分离效果，保证蜡油产品的质量；蜡油下回流量是装置的主要调节点，通过调节蜡油下回流量可以调节蜡油和循环油的切割点，进而控制蜡油产品的质量；通过调节蜡油下回流量还可以调节装置的循环比，进而控制产品的液体收率。蜡油集油箱采用多升气孔式全抽出型集油箱，升气孔上部挡板采用V型设计，可以使气体分布更均匀，提高分馏效果，降低装置压降；分馏塔底部设置塔底循环油系统，主要是将塔底的焦粉通过塔底循环油过滤除掉，并增加分馏塔底的扰动，防止分馏塔底部结焦；重蜡油换热器和原料油换热，可以提高原料油的换热终温，降低装置能耗；在旧装置改造时，有些分馏塔下部高度达不到上述的要求，采用本发明的流程设计，在不增加分馏塔的高度前提下，通过如下合理的设计：洗涤油分布器采用2层、喷嘴采用大角度尽量降低洗涤段所需要的空间高度、洗涤段不设置挡板，再通过合理调节循环比，亦可以最优化的满足装置改造的要求；焦炭塔顶反应油气出口设置焦炭塔顶防结焦器，采用雾化喷嘴设计，并在反应油气线出口的水平管段注入急冷油，通过调节反应油气急冷油用量来控制反应油气急冷前后温差，防止焦炭塔顶反应油气管线结焦；在保证反应油气管线不结焦的前提下，可以优化反应油气急冷油用量和洗涤油用量，尽量降低反应油气急冷油用量，提高反应油气的气相分率，将更多的热量带入分馏塔，分馏塔增加洗涤油用量，进而增大反应油气和洗涤油的接触，提高洗涤效果，改善上部蜡油产品的质量。

对比例为常规延迟焦化流程，分馏塔底部采用换热挡板，洗涤油采用原料油或塔底循环油，循环比设计为1.2，焦炭塔顶反应油气急冷油注入立管段。

本实施例和对比例采用的原料油为中东原油的减压渣油，处理量为100万吨／年。

本实施例和对比例的对比表如下：

表1对比例和实施例产品收率和性质对比表

由表1中实施例的4个例子可以看出，循环比、产品质量和液体收率是一个复杂的关系，当循环比高时，蜡油残碳含量低，产品质量比较好，液体收率比较低；当循环比低时，蜡油残炭含量高，产品质量比较差，液体收率比较高。实施例循环比降低后，产品的液体收率逐渐增加，当循环比降到1.05时，蜡油残碳含量亦低于对比例，蜡油的产品质量好于对比例，效益的变化见表2。实施例和对比例循环比相同时，产品的液体收率有所增加，蜡油残碳含量低，蜡油产品质量明显改善，效益的变化见表3、表4、表5。

表1中可见蜡油产品的残炭含量从对比例的0.96wt％降低到例1的0.28wt％。在一个优化的案例中，炼油厂中有渣油加氢和蜡油加氢装置，蜡油产品的残炭含量从0.96wt％降低到0.28wt％，蜡油产品中基本不含焦粉，意味着例1的蜡油产品可以由渣油加氢装置原料改为蜡油加氢装置原料。由于渣油加氢装置的操作费用比较高，而且渣油加氢装置的产品质量低于蜡油加氢装置，所以例1可以提高炼油厂的经济效益，具体增加的效益见表4。

表2降低循环比产生的效益对比表

由表2可见，当实施例的例4的循环比降低为1.05时，产品的液体收率增加，比常规焦化流程产生的经济效益每年增加9287万元。

表3提高产品质量产生的效益对比表

由表3可见，当对比例和实施例的例1循环比同为1.2时，产品的液体收率有所增加，比常规焦化流程产生的经济效益每年增加847万元。

表4中列出了通过对全厂的优化，提高了蜡油产品质量和装置收率，实施例的例1较对比例的经济效益每年增加了3761万元。

表4蜡油产品进渣油加氢装置和蜡油加氢装置的经济效益对比情况

项目	单位	数值
			蜡油产量	吨／年	231300
蜡油作渣油加氢和蜡油加氢原料的效益差值	元／吨	126
			蜡油质量提高效益	万元／年	2914
装置收率变化产生的效益	万元／年	847
			例1较对比例增加的经济效益	万元／年	3761

表4是建立在表3的基础上的。

通过实施例和对比例的比较，可以看出，在目前的价格体系下，一般的炼油厂如果延迟焦化装置下游加氢和催化裂化等装置处理能力较大、原料适应性较强的情况下，尽可能的降低循环比，增加产品的液体收率，如果下游装置处理量偏低，对原料性质要求苛刻，这时尽可能增加焦化装置循环比，提高产品质量，降低产品的液体收率。

Claims (8)

1.一种可优化产品质量和液体收率的延迟焦化设备，其特征在于，原料油进口(1)位于分馏塔(19)底部，反应油气进口(2)位于原料油进口(1)的上部，洗涤油分布器(9)位于反应油气进口(2)和重蜡油集油箱(5)之间，重蜡油集油箱(5)与重蜡油抽出泵(6)通过管线相连，重蜡油抽出泵(6)的出口与洗涤油过滤器(8)、重蜡急冷油换热器(10)、重蜡油上回流管线(11)、重蜡油返回管线(7)、重蜡油产品备用管线(12)分别相连，洗涤油过滤器(8)与洗涤油分布器(9)相连，重蜡急冷油换热器(10)与重蜡急冷油分布器(23)相连，重蜡急冷油分布器(23)位于重蜡油集油箱(5)上部，重蜡油上回流管线(11)的入口位于重蜡油回流段塔盘(22)之上，重蜡油返回管线(7)连接到分馏塔(19)底部，蜡油下回流管线(16)的入口位于蜡油下回流段塔盘(21)之上，蜡油上回流管线(17)的入口位于蜡油上回流段塔盘(20)之上，蜡油集油箱(13)设在蜡油上回流段塔盘(20)之下，依次与蜡油抽出泵(14)和蜡油换热器(15)相连，焦炭塔(28)与反应油气进口(2)相连，焦炭塔顶防结焦器(29)位于焦炭塔(28)反应油气管线出口，四通阀(27)与焦炭塔(28)相连，加热炉(25)通过转油线(26)与四通阀(27)相连，加热炉进料泵(24)通过管线与加热炉(25)相连，加热炉进料泵(24)通过管线连接于分馏塔(19)底部；

所述重蜡油集油箱(5)为升气孔式倾斜集油箱，升气孔的个数为5-100个，升气孔挡板为倒U型，重蜡油集油箱(5)的液位控制在抽出斗内；所述重蜡急冷油分布器(23)为环管形分布器；所述洗涤油分布器(9)采用多层分布器设计，分布器的层数为2-5层，每层分布器均采用动力式旋转喷嘴，喷嘴个数为3-100个；所述蜡油集油箱(13)为升气孔式集油箱，升气孔的个数为5-100个，升气孔的挡板为V型；

所述焦炭塔顶防结焦器(29)的结构为：焦炭塔(28)的出口上方为反应油气出口管线(32)，反应油气出口管线(32)水平方向上设有急冷油管线(33)，通过急冷油入口法兰(34)连接，急冷油管线(33)末端设有急冷油喷嘴(31)，反应油气出口管线(32)的顶部为清焦法兰(30)。

2.根据权利要求1所述一种可优化产品质量和液体收率的延迟焦化设备，其特征在于，分馏塔(19)底部还设有塔底循环泵(3)及循环过滤器(4)；蜡油换热器(15)与蜡油产品出装置线(18)相连。

3.根据权利要求1所述一种可优化产品质量和液体收率的延迟焦化设备，其特征在于，反应油气进口(2)和洗涤油分布器(9)之间的洗涤段为空塔。

4.根据权利要求1所述一种可优化产品质量和液体收率的延迟焦化设备，其特征在于，所述焦炭塔顶防结焦器(29)是一种反应油气急冷装置，反应油气急冷油来自装置自产的蜡油和污油，通过雾化喷嘴将反应油气急冷油注入反应油气出口水平段管线。

5.一种采用如权利要求1～4所述的任一设备的可优化产品质量和液体收率的延迟焦化方法，包括：原料油和循环油在塔底混合形成塔底油，由加热炉进料泵(24)抽出去加热炉，加热后塔底油转移到焦炭塔(28)内发生裂解、缩合反应，生成的高温反应油气经过焦炭塔顶防结焦器(29)急冷后，进入分馏塔(19)进行分离，反应油气向上依次经过重蜡洗涤油分布器(9)、重蜡油集油箱(5)、重蜡油回流段(22)、蜡油下回流段(21)、蜡油集油箱(13)、蜡油上回流段(20)，与重蜡洗涤油、重蜡油回流、蜡油上下回流接触换热分离，反应油气继续向上进入分馏塔(19)上部，装置循环比的调节，通过蜡油下回流管线(16)和重蜡油返回管线(7)的流量来控制，优化产品质量的方法是：当要求产品质量高，即蜡油干点、残炭含量和重金属含量低时，需要提高蜡油和循环油的切割点，增大循环比，如果要求高的液体收率，需要降低蜡油和循环油的切割点，降低循环比。

6.根据权利要求5所述一种可优化产品质量和液体收率的延迟焦化的方法，其特征在于，所述焦炭塔顶防结焦器(29)注入的反应油气急冷油的流量通过反应油气急冷前后的温差来控制。

7.根据权利要求5所述一种可优化产品质量和液体收率的延迟焦化的方法，其特征在于，重蜡油集油箱(5)下气相温度通过重蜡洗涤油流量控制，蜡油集油箱(13)下气相温度通过蜡油下回流量控制，蜡油产品和循环油的切割点通过重蜡油集油箱(5)下气相温度和蜡油集油箱(13)下气相温度控制。

8.根据权利要求5所述一种可优化产品质量和液体收率的延迟焦化的方法，其特征在于，重蜡油集油箱(5)的液位通过重蜡油返回管线(7)的流量来控制；蜡油集油箱(13)的液位通过蜡油产品出装置线(18)的流量来控制。