CN104804764B - 一种延迟焦化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了石油炼制领域的一种延迟焦化方法，以解决现有延迟焦化方法所存在的焦炭塔在切换操作时会使减黏反应器出现操作波动等问题。本发明，原料油(70)在加热炉(1)的对流段中加热后进入浅度热裂化反应器(2)内进行浅度热裂化反应，浅度热裂化反应生成油气或其与重焦化蜡油(90)混合后进入焦化分馏塔(4)的下部进行闪蒸，得到的浅度热裂化反应生成油或者是浅度热裂化反应生成油与重焦化蜡油的混合物由焦化分馏塔的底部进入加热炉的辐射段，加热到焦化温度后进入焦炭塔进行焦化反应，焦化反应生成油气进入焦化分馏塔的下部进行分馏。本发明，焦炭塔在切换操作时浅度热裂化反应器基本上不会出现操作波动，可以维持平稳操作。

Description

一种延迟焦化方法

技术领域

本发明涉及石油炼制领域的一种延迟焦化方法。

背景技术

延迟焦化工艺因脱炭彻底、流程简单、技术成熟、装置投资相对较低，尤其是可以加工高残炭、高沥青质、高重金属含量的劣质重油，因此受到炼油企业的普遍重视，并成为近年来重油加工发展最快的工艺之一。尽管延迟焦化工艺在加工劣质重油方面有一定的技术优势，但因伴随产出低附加值的气体和焦炭，因此与重油加氢工艺相比使得石油资源的利用率较低。而且，随着加工重油性质的进一步变差(密度变大，黏度、残炭、重金属和沥青质含量提高)，不仅使装置的运行周期缩短，而且产出了更多的气体和焦炭。为解决上述问题，石油加工研究者已经开发出了一些相关的技术。

中国专利CN101597518A公开了一种改进的延迟焦化工艺，其特征在于，进料在加热炉对流段中加热后进入减黏反应器进行裂化反应，反应产物分离出的重油在加热炉辐射段中加热后进入焦炭塔，出焦炭塔的油气与减黏反应器气体单独或混合后进入焦化分馏塔进行分馏。该发明可以提高延迟焦化液体产品收率，减少焦炭收率，延长延迟焦化装置开工周期。存在的问题是：(1)焦炭塔在切换操作时，会沿焦炭塔底部与加热炉辐射段之间的管线、加热炉辐射段炉管、加热炉辐射段与气液分离器或是与减黏反应器上部气液分离区之间的管线，对气液分离和减黏反应器的平稳操作产生影响。由于沿所述路径的缓冲空间小，减黏反应器将会出现操作波动(例如停留时间、压力的波动)，使减黏反应达不到应有的效果。并且，现有技术对减黏反应器出现的操作波动缺乏解决方法。(2)需要在减黏反应器的外部设置气液分离器或是在减黏反应器之内的上部设置气液分离区，增加了设备投资。

发明内容

本发明的目的是提供一种延迟焦化方法，以解决现有延迟焦化方法所存在的焦炭塔在切换操作时会使减黏反应器出现操作波动、在减黏反应器外部设置气液分离器或是在减黏反应器之内的上部设置气液分离区增加了设备投资的问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种延迟焦化方法，其特征在于包括以下步骤：原料油在加热炉的对流段中加热后进入浅度热裂化反应器内进行浅度热裂化反应，浅度热裂化反应生成油气经浅度热裂化反应器转油线进入焦化分馏塔的下部进行闪蒸，使气液分离，得到浅度热裂化反应生成油，或者是焦化分馏塔分馏出的一部分重焦化蜡油作为循环油在浅度热裂化反应器转油线内与浅度热裂化反应生成油气混合后一起进入焦化分馏塔的下部进行闪蒸，得到浅度热裂化反应生成油与重焦化蜡油的混合物，浅度热裂化反应生成油或者是浅度热裂化反应生成油与重焦化蜡油的混合物由焦化分馏塔的底部经分馏塔底出口管由辐射段进料泵抽出，再经辐射段进料泵出口管进入加热炉的辐射段，加热到焦化温度后经加热炉辐射段出口管进入焦炭塔进行焦化反应，焦化反应生成油气经大油气管线进入焦化分馏塔的下部进行分馏。

采用本发明，具有如下的有益效果：(1)焦炭塔在切换操作时，会沿加热炉辐射段出口管、加热炉辐射段炉管、辐射段进料泵出口管、辐射段进料泵、分馏塔底出口管的路径对焦化分馏塔的下部造成操作波动。但是由于焦化分馏塔下部的空间很大，能提供足够的缓冲空间来减轻所述的操作波动，所以一般不会有较大的操作波动沿浅度热裂化反应器转油线传递到浅度热裂化反应器、对浅度热裂化反应器的平稳操作产生较大的影响。因此，焦炭塔在切换操作时浅度热裂化反应器基本上不会出现操作波动，可以维持平稳操作、达到应有的浅度热裂化反应效果。另外，对于焦化分馏塔的操作波动，工业上能够用很多方法比较容易地控制和解决。(2)本发明不需要在浅度热裂化反应器的外部设置气液分离器或是在浅度热裂化反应器之内的上部设置气液分离区，减少了设备投资。(3)本发明，重质、劣质原料油仍然是在浅度热裂化反应器内进行浅度热裂化反应后再进入焦炭塔进行焦化反应，把浅度热裂化过程和深度热裂化过程有机地结合在了一起，同样可取得降低延迟焦化气体和焦炭产率、提高液体产品(尤其是焦化柴油)产率、减缓设备和管道结焦、延长装置运行周期等有益的技术效果。

下面结合附图、具体实施方式和实施例对本发明作进一步详细的说明。附图、具体实施方式和实施例并不限制本发明要求保护的范围。

附图说明

图1是本发明的延迟焦化工艺装置布置示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明的延迟焦化装置设有加热炉1、浅度热裂化反应器2、焦炭塔(包括第一焦炭塔31、第二焦炭塔32)、焦化分馏塔4、辐射段进料泵6、重焦化蜡油泵5。加热炉1内设有对流段炉管、辐射段炉管。对流段炉管可以全部设于加热炉1的对流段内，也可以大部分设于加热炉1的对流段内、小部分设于加热炉1的辐射段内；辐射段炉管全部设于加热炉1的辐射段内。对流段炉管的入口与原料油管7相连，出口与浅度热裂化反应器2之间设有对流段出口管11。对流段出口管11的出口可连接于浅度热裂化反应器2的上部或下部(图1所示是连接于底部)。浅度热裂化反应器2的上部与焦化分馏塔4的下部之间设有浅度热裂化反应器转油线12。焦化分馏塔4的下部设有重焦化蜡油集油箱22，重焦化蜡油集油箱22的上方设有挡板，挡板的上方设有洗涤油分布器20；浅度热裂化反应器转油线12的出口与焦化分馏塔4位于重焦化蜡油集油箱22下方的区域相连通。

焦化分馏塔4的底部与辐射段进料泵6的入口之间设有分馏塔底出口管13，辐射段进料泵6的出口与加热炉1辐射段炉管的入口之间设有辐射段进料泵出口管14。辐射段炉管的出口与焦炭塔的底部之间设有加热炉辐射段出口管15，焦炭塔的顶部与焦化分馏塔4的下部之间设有大油气管线16。大油气管线16的出口与焦化分馏塔4位于重焦化蜡油集油箱22上方和挡板下方之间的区域相连通。

焦化分馏塔4内重焦化蜡油集油箱22的出口与重焦化蜡油泵5的入口之间设有重焦化蜡油抽出管9，重焦化蜡油泵5的出口设有重焦化蜡油泵出口管17。重焦化蜡油泵出口管17的出口分别与重焦化蜡油排出管18、洗涤油管19的入口相连，洗涤油管19的出口与焦化分馏塔4内的洗涤油分布器20相连。

重焦化蜡油泵出口管17与浅度热裂化反应器转油线12之间，可以设置重焦化蜡油循环管21。

本发明所述的浅度热裂化反应器2相当于减黏反应器，类型一般为塔式反应器或列管式反应器。浅度热裂化反应器2可以设置1台(如图1所示)或2台以上。设置多个浅度热裂化反应器2时，可采用串联或并联的形式连接。

在图1所示延迟焦化装置上进行本发明延迟焦化的方法，包括以下步骤：原料油70与焦化分馏塔4的侧线抽出产品换热后用泵加压(图略)，经原料油管7进入加热炉1内的对流段炉管，在加热炉1的对流段中加热后由对流段炉管的出口流出，经对流段出口管11进入浅度热裂化反应器2内进行浅度热裂化反应。浅度热裂化反应的温度为360～430℃(最好为370～400℃)，原料油70在浅度热裂化反应器2内的冷油停留时间为15～120min(最好为30～90min)，浅度热裂化反应器2的顶部压力为0.2～2.5MPa，浅度热裂化反应生成重油的减黏率为10％～95％。浅度热裂化反应生成重油，指的是浅度热裂化反应生成油(见下文所述)中200℃以上的馏分。所述的减黏率是指原料油70在100℃下的黏度与浅度热裂化反应生成重油在100℃下的黏度之差除以原料油70在100℃下的黏度所得到的百分数，黏度单位为mm²／s。所述的冷油停留时间，是指原料油70按20℃计算的停留时间。本发明所述的压力均为表压。

浅度热裂化反应生成油气经浅度热裂化反应器转油线12进入焦化分馏塔4的下部(焦化分馏塔4位于重焦化蜡油集油箱22下方的区域)进行闪蒸，使气液分离，得到浅度热裂化反应生成油和浅度热裂化反应生成气体，分别向下和向上流动。浅度热裂化反应生成油汇集于焦化分馏塔4的底部。

参见图1，重焦化蜡油集油箱22中的重焦化蜡油90经重焦化蜡油抽出管9由重焦化蜡油泵5抽出，进入重焦化蜡油泵出口管17。在本发明延迟焦化装置设置重焦化蜡油循环管21时，可以将一部分重焦化蜡油90作为循环油经重焦化蜡油循环管21送入浅度热裂化反应器转油线12内，与浅度热裂化反应生成油气混合后一起进入焦化分馏塔4的下部(焦化分馏塔4位于重焦化蜡油集油箱22下方的区域)进行闪蒸，使气液分离。闪蒸后得到的气体，为浅度热裂化反应生成气体；闪蒸后得到的液体，为浅度热裂化反应生成油与重焦化蜡油90的混合物，汇集于焦化分馏塔4的底部。

浅度热裂化反应生成油或者是浅度热裂化反应生成油与重焦化蜡油90的混合物由焦化分馏塔4的底部经分馏塔底出口管13由辐射段进料泵6抽出，再经辐射段进料泵出口管14进入加热炉1内的辐射段炉管，在加热炉1的辐射段中加热到焦化温度480～515℃后由辐射段炉管的出口流出，经加热炉辐射段出口管15进入焦炭塔(第一焦炭塔31或第二焦炭塔32)进行焦化反应(深度热裂化反应)；第一焦炭塔31和第二焦炭塔32轮流操作。焦化反应生成油气经急冷后(图略)经大油气管线16进入焦化分馏塔4的下部(焦化分馏塔4位于重焦化蜡油集油箱22上方和挡板下方之间的区域)，与浅度热裂化反应生成气体一起在焦化分馏塔4内进行分馏，得到气体、焦化汽油、焦化柴油、轻焦化蜡油、重焦化蜡油等产品。

重焦化蜡油泵出口管17内的重焦化蜡油90(不计可以经重焦化蜡油循环管21送入浅度热裂化反应器转油线12内进行循环的部分)流动至重焦化蜡油泵出口管17的出口，分别进入重焦化蜡油排出管18、洗涤油管19。进入重焦化蜡油排出管18的重焦化蜡油排出(附图标记91表示排出的重焦化蜡油)，可以作为循环油与新鲜原料混合、组成原料油70。进入洗涤油管19的重焦化蜡油作为洗涤油，进入洗涤油分布器20向下喷洒，对向上流动的气体进行洗涤和冷却。

图1中，附图标记8表示轻焦化蜡油，其与重焦化蜡油的切割点为420～530℃。附图标记10表示焦炭塔生成的焦炭。

本发明加工的原料油70可以只是新鲜原料，也可以是新鲜原料与各种循环油的混合物。新鲜原料为来自外部加工装置的减压渣油、常压渣油、重质原油、脱油沥青、渣油加氢重油、热裂化渣油、减压蜡油、抽出油、催化油浆、乙烯焦油、页岩油、煤焦油、焦油沥青等中的一种或两种以上的混合物。循环油为本发明延迟焦化装置自产的重焦化蜡油90、轻焦化蜡油8、焦化柴油、焦化汽油，或是来自其它石油加工装置的油料，例如催化裂化澄清油、煤焦油轻组分(400℃以下的馏分)等，可选择其中的一种或两种以上使用。本发明的延迟焦化方法，循环油的质量(使用两种以上循环油时指各种循环油的总质量)与新鲜原料的质量之比(即循环比)，一般为0～1。

为了减缓结焦，操作过程中可以向浅度热裂化反应器2的底部、辐射段炉管等处注入适量的水蒸汽。其中向浅度热裂化反应器2底部注入的水蒸汽量一般为原料油70质量的0～1.5m％(最好为原料油70质量的0.2～0.8m％，m％表示质量百分数)。为了提高延迟焦化液体产品的收率，可以向加热炉1内的辐射段炉管、加热炉辐射段出口管15、第一焦炭塔31上部和第二焦炭塔32上部之中的一处或几处注入供氢剂、增液剂或阻焦剂。

实施例

实施例1

在本发明图1所示装置的延迟焦化试验装置上按本发明所述的延迟焦化方法进行试验。其中，对流段炉管的大部分设于加热炉1的对流段内、小部分设于加热炉1的辐射段内。重焦化蜡油泵出口管17与浅度热裂化反应器转油线12之间设置有重焦化蜡油循环管21，试验过程中将一部分焦化分馏塔4分馏出的重焦化蜡油90作为循环油经重焦化蜡油循环管21送入浅度热裂化反应器转油线12内。浅度热裂化反应器2的类型为塔式反应器，原料油70为新鲜原料。试验过程中向浅度热裂化反应器2的底部注入3.5MPa的水蒸汽，采用多点注气技术向辐射段炉管注入3.5MPa的水蒸汽；不使用供氢剂、增液剂和阻焦剂。

实施例1加工的新鲜原料I的主要性质见表1，主要操作条件和产品分布见表2。

实施例2

实施例2加工的新鲜原料II的主要性质见表1，主要操作条件和产品分布见表2；其余未说明的装置和操作按实施例1。

表1

表2

Claims (3)

1.一种延迟焦化方法，其特征在于包括以下步骤：原料油(70)在加热炉(1)的对流段中加热后进入浅度热裂化反应器(2)内进行浅度热裂化反应，浅度热裂化反应生成油气经浅度热裂化反应器转油线(12)全部进入焦化分馏塔(4)的下部、焦化分馏塔(4)位于重焦化蜡油集油箱(22)下方的区域进行闪蒸，使气液分离，得到浅度热裂化反应生成油，或者是焦化分馏塔(4)分馏出的一部分重焦化蜡油(90)作为循环油在浅度热裂化反应器转油线(12)内与全部浅度热裂化反应生成油气混合后一起进入焦化分馏塔(4)的下部、焦化分馏塔(4)位于重焦化蜡油集油箱(22)下方的区域进行闪蒸，得到浅度热裂化反应生成油与重焦化蜡油(90)的混合物，浅度热裂化反应生成油或者是浅度热裂化反应生成油与重焦化蜡油(90)的混合物由焦化分馏塔(4)的底部经分馏塔底出口管(13)由辐射段进料泵(6)抽出，再经辐射段进料泵出口管(14)进入加热炉(1)的辐射段，加热到焦化温度后经加热炉辐射段出口管(15)进入焦炭塔进行焦化反应，焦化反应生成油气经大油气管线(16)进入焦化分馏塔(4)的下部、焦化分馏塔(4)位于重焦化蜡油集油箱(22)上方和挡板下方之间的区域进行分馏。

2.根据权利要求1所述的延迟焦化方法，其特征在于：浅度热裂化反应的温度为360～430℃，原料油(70)在浅度热裂化反应器(2)内的冷油停留时间为15～120min，浅度热裂化反应器(2)的顶部压力为0.2～2.5MPa，浅度热裂化反应生成重油的减黏率为10％～95％。

3.根据权利要求1或2所述的延迟焦化方法，其特征在于：原料油(70)为新鲜原料，或者是新鲜原料与循环油的混合物，新鲜原料为减压渣油、常压渣油、重质原油、脱油沥青、渣油加氢重油、热裂化渣油、减压蜡油、抽出油、催化油浆、乙烯焦油、页岩油、煤焦油、焦油沥青之中的一种或两种以上的混合物，循环油为重焦化蜡油、轻焦化蜡油、焦化柴油、焦化汽油、催化裂化澄清油、煤焦油轻组分之中的一种或两种以上。