CN103814111A - 石油残留物的延迟焦化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及石油加工，尤其涉及采用延迟焦化工艺生产焦炭和收集焦炭气化和冷却过程中形成的产物。石油焦炭积存在延迟焦化反应鼓中。当鼓填满时，关闭到该鼓的流动。关闭的鼓中温度上升到420-450℃。为了从鼓中移除焦炭，将其水冷到60-90℃，但首先需要移除石油蒸汽产品和蒸水蒸汽。在焦炭气化和冷却过程中形成的低质量分馏产物会导致石油产品的损失和大气污染。

Description

石油残留物的延迟焦化方法
技术领域
本发明涉及石油加工，尤其涉及以延迟焦化工艺生产焦炭和用于收集焦炭气化和冷却过程中的形成的产品的装置。
背景技术
石油焦炭沉积在延迟焦化反应鼓中。当反应鼓充满时，关闭到该鼓的流入。在关闭的反应鼓中，温度升高至420-450℃。为了从反应鼓中移除焦炭，需要将反应鼓水冷到60-90℃，但是需要首先除去石油蒸汽和水蒸汽。蒸汽和冷凝过程中形成的低质量分馏产品会导致石油产品损失和大气污染。
表1显示了通过延迟焦化生产的焦炭产品汽蒸和冷凝产物的典型组成。
表1
Figure BPA0000178369900000011
在现有的延迟焦化装置中，气态产物通常作为燃料转移到特制的燃烧器熔炉中。密度在950kg/cm3的石油产品容易通过沉淀从水中分离和重新进入工艺流程。捕集密度＞950kg/cm3的石油产品是极其困难的，因为其密度接近或等于水。即使使用乳化剂也不能将其通过沉降从水中分离出来。
已有的渣油(即石油残留物)延迟焦化方法，包括在蒸发柱中通过循环器分馏混合的主要焦化原料成为轻馏分和重残渣。通过延迟焦化工艺处理残留物。形成于焦化鼓中的焦化产品蒸汽在精馏塔中分离成轻馏分和残留物，残留物可用作再循环(俄罗斯联邦专利2209826，分类号C10B55/00，公开于2003年)。
这种方法的缺点是使用来自精馏塔底部的残留油分。残留油分是从焦化鼓进入精馏塔的底部的焦化馏出物高沸点组分浓缩的结果。焦化馏出物可能含有二次进料入炉的焦炭颗粒。因此增加了整个单元需要大修的频率。
另一个缺点是由于缺少收集汽蒸和冷凝产品的设备导致的石油产品的巨大损失和对大气的污染。
与本发明相似的方法包括加热在管道中的主要产物，将其与再循环物混合，通过分馏蒸发器中的轻馏分生产二次原料，在反应管道中加热二次原料，在焦化鼓中焦化，生产焦炭和溜出物，分馏在蒸发器中产生的轻馏分，混合焦化溜出物，在精馏塔中气蒸，轻汽油、重瓦斯油和残留油分。初始原料在400℃加热，冷凝水可能进入加热原料的管道的入口(俄罗斯联邦专利2410409，分类号C01B55/10，公开于2011年1月27日)。
此方法的缺点是焦炭产品：烃类气体，苯，轻瓦斯油和残渣的产率不足，有提高产率的空间。
发明内容
本发明的新的方法提高了装置的产率，同时提高了焦化产品收率。
为了实现此目的，本发明的的石油残留物(即石油渣油)延迟焦化的方法，所述石油残留物包括初始原料，在本发明方法中焦化在焦化鼓中的存放物，分馏焦化物成为气化物、轻瓦斯油、重瓦斯油和重残留油分，用水蒸气气化焦化物，用水将其冷却，将气化和冷凝物加入到具有质量交换装置的吸收塔，在吸收塔中分离气化和冷凝物成气相和液相，通过添加吸收塔底部的残留物到质量交换设备从气相吸收低挥发性石油产品，在冷凝器/冷冻机冷却和冷凝蒸气，分馏冷凝物为气体，石油产品和水。在本发明中，所产生的重瓦斯油分成若干部分，其中之一用作再循环物在蒸发鼓中与焦化前的原料混合，其他部分用于稀释进入吸收塔前的气化和冷凝物。残留物从吸收塔底部回到位于吸收塔中部的质量交换设备(优选三级或四级质量交换板)，其余残留物回到精馏塔的底部。
清洗剂、焦化产生的重馏油分也加入到冷凝器/冷冻机。
本发明的装置包括热交换器1，用于加热初始原料；蒸馏塔2，用于混合初始原料与再循环物4(重焦化油)生产二次原料3；加热反应炉5，用来加热二次原料；二次原料焦化鼓6；精馏塔7，用于分馏馏出物8成为重残渣9和蒸汽产物10；冷凝器/冷冻机11，用于冷却蒸汽产物10；分馏器12，用于将上述蒸汽产物分馏成气体，轻石油和水；吸收塔13，具有用于质量交换的装置，如阀板，用于石油产品的吸收，包括来自焦炭焦化鼓生产焦炭的气化然后冷却的过程中的产品14、气相15和残渣16；冷凝器/冷冻机17，用于冷却和浓缩吸收器中分离的蒸汽；分馏器18，分馏浓缩物为气体、轻石油产品和水；泵19，从吸收塔中移除残渣16；冷冻机20，用于冷却残渣；管道21，返回残渣到质量交换装置；管道22，用于把残渣分别供应给精馏塔。
通过实验确定，上升的蒸气和吸收塔中的吸收剂的质量交换发生时，阀板的数目等于10。
精馏塔7在中部具有管道系统以移除作为最终产物的轻瓦斯油分23和重瓦斯油分24，重瓦斯油分之一用作再循环物4其余部分用于稀释焦化鼓中焦炭气化和冷却过程中形成的产物14，经管道25进入吸收器入口，或经管道26供应到上部的质量交换器，或作为清洗剂27进入冷凝器/冷冻机17。管道28用于移除作为最终产物的油分24。
轻石油产物从分馏器18通过管道29返回精馏塔。管道30、31分别用于气化形成于焦化鼓中的焦炭和将其用水冷却。
本发明的方法按照如下方式进行。
炼焦的初始原料在热交换器1通过热流加热，然后进入蒸发柱2，在蒸馏塔中与重瓦斯油分形式的再循环物4混合生产二次原料3。二次原料在加热反应炉5加热，然后输送到焦化鼓6形成焦炭沉积物。焦化溜出物8输送到精馏塔7分馏成气化物10，包括气体、苯和水蒸气。汽油-轻瓦斯油23和重瓦斯油24从精馏塔中部移除。移除的轻瓦斯油作为最终产品，重瓦斯油分成若干束。一部分用作再循环物4，另一部分用做用作焦炭气化和冷却产物14的稀释剂25，第三部分用作吸收剂26进入吸收塔13上部的质量交换器。还有一部分重瓦斯油用作冷凝器/冷冻机17的清洗剂27。为实现此目的，冷凝器/冷冻机17一部分从吸收塔获得蒸汽，从而使热的重瓦斯油可以在这段时间内泵送通过。其余部分继续正常操作。当部分已经清洗的时候，下一部分转换到清洗。其余的重瓦斯油分从装置中除去。残留物9从精馏塔底部除去。其可以与从装置中移除的重瓦斯油混合或用作锅炉燃料。
焦化鼓6充满焦炭时，通过管道30的蒸汽气化，通过管道31的水冷却。气化和冷却产物14进入吸收塔13，吸收塔13具有10个阀板。高粘度的气化和冷却产物在吸收塔的入口处通过重瓦斯油25稀释。气化和冷却产物上升到吸收塔的顶部，石油由从吸收塔底部输送到顶部第四板的残留物21，和重瓦斯油26，吸收，然后进入吸收塔的顶板。
气化和冷却产物的液相向下流动到吸收塔的底部，在该位置通过泵19移除，通过冷冻机20分成两束：流21作为吸收剂进入吸收塔的第四板，其余部分进入精馏塔7。
气相15，由蒸汽、烃类气体和轻瓦斯油组成，进入冷凝器/冷冻机17，从该位置进入精馏塔18。分离气体、轻瓦斯油和水。气体进入废气处理系统，轻瓦斯油与来自吸收塔的残渣混合返回精馏塔7的底部，水送去纯化。
在进入吸收塔前用重瓦斯油稀释气化和冷却产物以降低低挥发性残留物的浓度，残留物从吸收塔底部移除作为吸收剂。这表明本发明提高了分馏的质量。
重瓦斯油进入顶板时，低挥发性组分稀释并在来自吸收塔底部的吸收剂所在的塔板上方的塔板洗脱。这显著降低了进入吸收塔顶部的低挥发性组分的量。
在吸收塔的中间部分引入吸收剂(优选从顶部数第三到第四个)提高了吸收率并减少了穿过吸收塔顶部的低挥发性组分的量。这表明本发明改善了分馏收集产品的质量。
持续用重瓦斯油清洗冷凝器/冷冻机改善了热交换。清洗方式能够让冷凝器/冷冻机长时间工作，无需关停清洁。
吸收塔的残留物和从分馏器分离的石油产品返回精馏塔能更好地获得产品，在蒸发柱中预先混合原料和重瓦斯油作为二次原料，以恒定速率向加热炉提供原料加热，保持本发明延迟焦化方法获得或收集焦炭气化和冷却产物的高产率。(相比而言，在原型方法中，吸收塔底部的残留物和来自分馏器的分离的石油产品进入精馏塔保持恒定的进料速率，相对于初始原料，该方法获得产品的产率降低)。
附图说明
附图1显示了本发明装置的流程图，该流程图说明了本发明所公开的残留油分延迟焦化方法。
具体实施例
实施例1(本发明的方法)
初始原料(西-西伯利亚焦油)进入蒸发柱，在此处混合再循环物产生二次原料。二次原料在加热炉中加热并输送到焦化鼓，在此位置产生焦炭并沉积。炼焦过程产生的石油产物和蒸汽在焦化鼓的顶部移除并输送到精馏塔分馏成馏分，重瓦斯油、轻瓦斯油和残留物。重瓦斯油用作再循环物。
焦炭充满焦化鼓时，采用水蒸气气化并水冷冷却。
焦炭气化和冷却产物，包括水、气相物，沸点在40-350℃、密度为650-950kg/m3的石油和沸点高于350℃、密度高于950kg/m3的石油。焦炭气化和冷却产物从焦化鼓输送到吸收塔。到达吸收塔时，与沸点在250℃的重瓦斯油分混合。气相上升到吸收塔顶部在质量交换装置中与吸收剂接触。吸收塔底部的残留物用作吸收剂。残留物从顶部进入第四塔板。重瓦斯油进入吸收塔顶部的塔板作为回流。其温度在120-150℃。然后气相转移到冷凝器/冷冻机，冷却并输送到分馏器进行分馏。200-250℃的重瓦斯油作为清洗剂进入冷凝器/冷冻机的一部分脱离工艺流程。气体产物从分馏器的顶部移除，水和石油产物从底部移除。吸收塔底部的多余残留物返回精馏塔。水进入水流疏浚系统。
实施例2(使用原型方法)。作为对比，原型的炼焦方法使用相同的原料。
表2显示了炼焦过程的物料平衡和工艺条件，使用本发明的方法与原型方法做对比。
从表2所示数据我们可以看到，本发明的新的是有残留物延迟焦化方法提高了装置的整体性能，同时提高了焦化产品的产率：二氧化碳、苯、轻瓦斯油和残留油。
表2：焦化的工艺条件和物料平衡
Figure BPA0000178369900000051
Figure BPA0000178369900000061

Claims (2)

1.石油残留物的延迟焦化方法，包括焦化原料，在焦化鼓沉积焦炭，在精馏塔中分馏馏分成为蒸汽、轻瓦斯油、重瓦斯油和重残留油分，水蒸气气化焦炭并冷却进入具有质量交换装置的吸收塔，在吸收塔中气化和冷却产物为气相和液相，通过将吸收塔底部的残留物引入到质量交换装置气相中的低挥发性石油产品，在冷凝器/冷冻机中冷却气相组分并分馏冷却产物为气体、石油产品和水，其特征在于所产生的重瓦斯油分成若干部分：一部分用做再循环物在焦化前与精馏塔中的原料混合，第二部分用于在进入吸收塔前稀释气化和冷却产物，第三部分进入吸收塔顶部的质量交换装置，同时残留物从吸收塔的底部进入位于吸收塔中部的质量交换装置，优选进入第三或第四质量交换装置，吸收塔余下的残留物与分馏器的分离的石油产品回到精馏塔的底部。
2.权利要求1所述的方法，其特征在于清洗剂为重焦化油。
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