CN104673372A - 一种改善延迟焦化产品分布的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改善延迟焦化产品分布的方法，该方法包括以下步骤：1)经换热后的新鲜进料先去加热炉的对流段加热，加热到310℃～350℃后进入分馏塔与分馏塔底用于循环的循环油在塔底混合，混合后的物料从分馏塔底引出经加压后进入加热炉的辐射段加热，加热到485℃～515℃的焦化温度后从焦炭塔的底部或/和上部进入焦炭塔进行焦化反应；2)向步骤1)中发生焦化反应的焦炭塔内注入惰性气体，惰性气体的注入位置位于焦炭塔内泡沫层以上，注入的惰性气体与新鲜进料反应生成的油气混合后从焦炭塔的塔顶出塔，经急冷后去分馏塔进行分馏。采用该方法可减少干气和焦炭的产率，提高液体产品收率，显著改善延迟焦化的产品分布。

Description

一种改善延迟焦化产品分布的方法
技术领域
本发明属于石油炼制技术领域，涉及到重油加工方法的改进，具体地说涉及一种改善延迟焦化产品分布的方法。
背景技术
重油加工分为加氢和脱碳两大类，在脱碳工艺中，因延迟焦化工艺可加工高残炭(10～45％)、高沥青质(5～20％)以及高金属含量(＞120μg/g)的劣质重油，且具有脱炭彻底、加工工艺流程简单、技术成熟、装置投资低等特点，故已成为重油加工的重要工艺之一。但因重油通过延迟焦化工艺加工，产生了部分低附加值的气体和焦炭，从而降低了延迟焦化工艺加工重油的经济效益。
为了降低延迟焦化工艺加工重油产生的气体和焦炭产率，提高液体产品的收率，石油炼制研究者研究和开发了相关的专利技术：
专利US4443325是利用减黏和焦化的组合工艺，将减黏馏出油分馏后，减黏渣油作为延迟焦化装置的进料，以提高液体的收率，该组合工艺流程较长，不仅装置投资高，其操作费用也高。
专利CN98117811.1公开了一种改进的延迟焦化工艺，是将焦化原料油先缓和热裂化，得到5V％～15V％的低沸点物质作为供氢剂和稀释剂，然后进入焦炭塔进行深度热裂化。采用该工艺可缓解焦化加热炉炉管的结焦，提高液体产品收率，但该工艺方法由2台加热炉组成，投资和能耗相应较高。
专利CN200910065261.0和CN200910065262.5公开了一种延迟焦化工艺，是利用延迟焦化装置的1台加热炉把浅度热裂化过程和深度热烈化过程有机地结合在一起提高液体产品产率的方法，该工艺流程简单，还可减缓加热炉辐射段炉管的结焦。
美国专利US4455219、US4784744、US5006223、US4378288、US4518487以及中国专利CN01143254.3、CN200410050791.5、CN03133538.1、CN02139673.6、CN02109408.X等主要是利用低沸点的物质部分或全部取代重质循环油，和新鲜进料一起加热到焦化温度(485～515℃)，然后从焦炭塔的底部入塔进行焦化反应，一方面提高了加热炉出口的温度，为焦炭塔内的重油反应提供了更多热量，另一方面降低了焦炭塔内油气的分压。据文献报道，焦化温度每增加5.6℃时，粗柴油收率增加1.1v％，或焦炭塔顶压力每降低0.05MPa，液体产品体积收率增加1.3v％。
虽然在焦化的进料中直接掺入低沸点的物质或分开加热然后再混合从焦炭塔的底部入塔可提高延迟焦化的液体收率，降低焦炭和气体的收率，改善了延迟焦化的产品分布，但从焦炭塔的底部入塔，会显著提高生焦孔、反应层以及泡沫层内的油气线速，从而带来焦炭塔的震动，威胁着装置的安全生产；另外油气夹带焦粉严重，到分馏塔蒸馏后，产品携带焦粉，会影响到后续装置的加工，循环油携带大量的焦粉会加剧辐射段炉管的结焦，缩短装置的运行周期。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种改善延迟焦化产品分布的方法，采用该方法可减少干气和焦炭的产率，提高液体产品收率，显著改善延迟焦化的产品分布。
本发明提供的改善延迟焦化产品分布的方法，包括以下步骤：
1)经换热后的新鲜进料先去加热炉的对流段加热，加热到310℃～350℃后进入分馏塔与分馏塔底用于循环的循环油在塔底混合，混合后的物料从分馏塔底引出经加压后进入加热炉的辐射段加热，加热到485℃～515℃的焦化温度后从焦炭塔的底部或/和上部进入焦炭塔进行焦化反应；
2)向步骤1)中发生焦化反应的焦炭塔内注入惰性气体，惰性气体的注入位置位于焦炭塔内泡沫层以上，注入的惰性气体与新鲜进料反应生成的油气混合后从焦炭塔的塔顶出塔，经急冷后去分馏塔进行分馏。
所述的新鲜进料包括但不限于减压渣油、常压渣油、重质原油、减压蜡油、脱油沥青、脱沥青油、渣油加氢重油、热裂化渣油、润滑油精制的抽出油、催化裂化的循环油和澄清油、乙烯裂解渣油、页岩油以及煤焦油和焦油沥青等中的一种或一种以上的混合物。
所述的惰性气体包括但不限于水蒸汽、氮气或轻烃，所述的轻烃为干气、液化气、轻汽油、重汽油中的一种或两种以上(含两种)的混合物。
所述的惰性气体与新鲜进料的质量比为0.5％～20％，优选1.0％～5.0％。
所述的惰性气体经换热到100℃～400℃后入塔，或常温直接入塔。
所述的惰性气体的注入位置位于焦炭塔内泡沫层以上2m及2m以上处。因焦炭塔为间歇进料，随着进料时间的延长，泡沫层会不断上移，为此在焦炭塔的中上部(最初泡沫层以上)设置至少2组进料口。
为了防止较低位置的惰性气体进料口因焦层升高而堵塞，因此当泡沫层接近或高于较低位置的惰性气体进料口时，可减少该进料口的惰性气体注入量(以不堵塞进料口为宜，注入量一般占惰性气体总进料的1％～15％)，这时可打开较高位置的惰性气体进料口阀门，注入剩余惰性气体。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1)可降低焦化气体和焦炭的产率，提高液体产品的收率。
2)和已有技术相比，基本不改变现有焦化装置焦炭塔内生焦孔、反应层以及泡沫层的油气线速，对焦炭塔内的焦粉携带量影响较小。
3)与现有技术相比，仅添加少量阀门和工艺管道，因此流程简单，投资少。
4)惰性气体易得，且不用特殊处理，可经换热后入塔，也可常温入塔，因此能耗很低。
附图说明
图1是本发明方法的工艺流程示意图。
图中：1-加热炉，2A、2B-焦炭塔，3-分馏塔，4A-a、4A-b、4B-a、4B-b-惰性气体入口阀，5-新鲜进料，6-辐射段进料，7-高温油气，8-惰性气体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详述，本领域技术人员可根据原料的性质、目的产品的要求，在本发明范围内很容易的选择适宜的操作参数。
如图1所示，经换热后的新鲜进料5先去加热炉1的对流段加热，加热到310℃～350℃后进入分馏塔3的下部对来自焦炭塔2A(或2B)的高温油气7进行洗涤和换热，冷凝下来的用于循环的循环油在塔底和来自加热炉对流段的新鲜进料混合成为加热炉辐射段进料6，然后通过辐射段进料泵加压后进入加热炉1的辐射段加热，加热到焦化温度(485～515℃)后从焦炭塔2A(或2B)的底部入塔进行焦化反应；而惰性气体8经换热到100℃～400℃后通过惰性气体入口阀4A-b(或者4B-b)进入焦炭塔2A(或2B)，以降低生成油气的分压，同时减少油气的停留时间，当然惰性气体8也可以常温入塔；来自焦炭塔顶部的高温油气7(即反应生成的油气和入塔的惰性气体)经急冷后去分馏塔3进行分馏，得到气体、焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油等产品。图1中示出的辐射段进料6从加热炉出来后是从焦炭塔底部入塔的，实际上，从加热炉出来的物料既可以从焦炭塔底部入塔，也可以从焦炭塔上部入塔，当然也可以从焦炭塔底部和上部同时入塔。
实施例1
120℃的重油I(新鲜进料，性质列于表1)经泵加压后分别经原料-柴油换热器、原料-顶循回流换热器、原料-轻蜡油换热器、原料-中段回流换热器、原料-重蜡油换热器等换热后先去加热炉1的对流段加热，加热到330℃左右去分馏塔3的底部对来自焦炭塔塔顶的高温油气进行洗涤和换热，冷凝下来的焦化重油(循环油)在分馏塔底与来自加热炉对流段的新鲜进料混合，通过辐射段进料泵抽出进入加热炉的辐射段加热，加热到495℃后进入焦炭塔2A进行焦化反应；而来自蒸汽管网1.0MPa的水蒸汽(惰性气体，占新鲜原料的1.99％)先从焦炭塔2A中部靠下的惰性气体入口阀4A-b进入焦炭塔2A，以降低生成油气的分压，缩短生成油气停留时间，减少油气的二次热反应、提高油气的终馏点，达到提高液体产品产率的目的；出焦炭塔2A顶的高温油气7经急冷后去分馏塔3进行分馏，得到焦化富气、焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油和循环油。
进料16小时后，关小焦炭塔2A中部靠下的惰性气体入口阀4A-b，使进入的蒸汽量占到总进汽量的10％左右，以维持管道通畅；这时打开位于焦炭塔2A上部的惰性气体入口阀4A-a，使进汽量占到总进汽量的90％左右。
因加热炉为连续进料，而焦炭塔为间歇进料，当焦炭塔2A停止进料转入焦炭塔2B进料时，关小焦炭塔2A上部的惰性气体入口阀4A-a，进汽量占到总进汽量的10％左右，维持焦炭塔2A进汽1.5小时后关闭所有进气阀门。
焦炭塔2B进料后，其水蒸汽的注入方式和注入量同焦炭塔2A的操作。
上述的工艺操作条件和产品分布见表2。
对比例1
120℃的重油I(新鲜进料)经泵加压后分别经原料-柴油换热器、原料-顶循回流换热器、原料-轻蜡油换热器、原料-中段回流换热器、原料-重蜡油换热器等换热后先去加热炉的对流段加热，加热到330℃左右去分馏塔的底部对来自焦炭塔塔顶的高温油气进行洗涤和换热，冷凝下来的焦化重油(循环油)在分馏塔底与新鲜进料混合，通过辐射段进料泵抽出进入加热炉的辐射段加热，加热到495℃后进入焦炭塔A进行焦化反应；来自焦炭塔顶的高温油气经急冷后去分馏塔进行分馏，得到焦化富气、焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油等馏分。其工艺条件和产品分布见表2。
从表2看出，实施例1与对比例1相比，在延迟焦化工艺操作条件相同的情况下，采用本专利技术向焦炭塔内注入1.99％的水蒸汽与常规工艺相比，可使气体和焦炭的产率分别降低了0.68个百分点和0.89个百分点，液体产品的产率增加了1.55个百分点。
实施例2
实施例2的操作方法同实施例1，其新鲜进料重油II的主要性质见表3，注入焦炭塔内的惰性气体为液化气，其组成见表4，延迟焦化工艺的操作条件和产品分布见表5。
表1 实施例1和对比例1新鲜进料重油I的主要性质
表2 本发明专利方法与现有工艺的操作条件和产品分布对比
对比例2
对比例2的操作方法同对比例1，其工艺条件和产品分布见表5。
从表5看出，实施例2与对比例2相比，在延迟焦化工艺操作条件相同的情况下，采用本专利技术向焦炭塔内注入16.50％的液化气与常规工艺相比，可使气体和焦炭的产率分别降低了1.51个百分点和2.19个百分点，液体产品的产率增加了3.68个百分点。
表3 实施例2和对比例2新鲜进料重油II的主要性质
表4 液化气组成
表5 本发明专利方法与现有工艺的操作条件和产品分布对比

Claims (8)

1.一种改善延迟焦化产品分布的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)经换热后的新鲜进料先去加热炉的对流段加热，加热到310℃～350℃后进入分馏塔与分馏塔底用于循环的循环油在塔底混合，混合后的物料从分馏塔底引出经加压后进入加热炉的辐射段加热，加热到485℃～515℃的焦化温度后从焦炭塔的底部或/和上部进入焦炭塔进行焦化反应；
2)向步骤1)中发生焦化反应的焦炭塔内注入惰性气体，惰性气体的注入位置位于焦炭塔内泡沫层以上，注入的惰性气体与新鲜进料反应生成的油气混合后从焦炭塔的塔顶出塔，经急冷后去分馏塔进行分馏。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的惰性气体为水蒸汽、氮气或轻烃，所述的轻烃为干气、液化气、轻汽油和重汽油中的一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的惰性气体与新鲜进料的质量比为0.5％～20％。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的惰性气体与新鲜进料的质量比为1.0％～5.0％。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的惰性气体的注入位置位于焦炭塔内泡沫层以上2m及2m以上处。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的惰性气体为常温或100℃～400℃。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的新鲜进料为减压渣油、常压渣油、重质原油、减压蜡油、脱油沥青、脱沥青油、渣油加氢重油、热裂化渣油、润滑油精制的抽出油、催化裂化的循环油和澄清油、乙烯裂解渣油、页岩油以及煤焦油和焦油沥青中的一种或一种以上的混合物。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的新鲜进料为减压渣油、常压渣油、重质原油、减压蜡油、脱油沥青、脱沥青油、渣油加氢重油、热裂化渣油、润滑油精制的抽出油、催化裂化的循环油和澄清油、乙烯裂解渣油、页岩油以及煤焦油和焦油沥青中的一种或一种以上的混合物。
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