CN105542846B - 一种改进的延迟焦化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种改进的延迟焦化工艺，属于石油炼制领域。改进的延迟焦化工艺首先进行加热步骤：将原料油通入加热炉内加热到焦化温度；其次进行焦化步骤：经过加热后的原料油通入焦炭塔进行焦化反应，反应得生成油气；接着进行冷却步骤：将生成油气通入油气缓冲罐进行冷却，得冷却物料；然后进行分馏步骤：冷却物料分为上下两路进入分馏塔进行分馏，得焦化产品。本发明实施例提供的改进的延迟焦化工艺能够显著提高延迟焦化装置的液体收率，同时还能够有效降低分馏塔的压降，提高分馏塔的分离效率。
Description
技术领域
本发明涉及石油炼制领域，具体而言，涉及一种改进的延迟焦化工艺。
背景技术
石油资源由于具有不可再生性，因此，其高效利用已成为了科技工作者共同关心的课题。目前，延迟焦化工艺以其技术成熟、适应性强、脱碳彻底、流程简单等特点，已发展成为重油加工的重要手段。但随着原油性质的不断劣质化，延迟焦化工艺所加工的重油也呈现出劣质化趋势，这给延迟焦化工艺加工重油的经济性带来了一定的挑战，使焦化装置的操作变得困难，低附加值产品焦炭和气体的产率增加，液体收率降低。现有技术为了提高延迟焦化装置的经济效益，技术人员多从添加增液或抑焦助剂、改善加热炉流程、改进分馏塔设备等角度出发，这些方法对提高延迟焦化装置的经济性均有一定的作用，但其增加液收效果不够显著。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的延迟焦化工艺，旨在显著提高延迟焦化的液体收率，降低焦炭产率。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
一种改进的延迟焦化工艺，包括：
加热步骤：将原料油通入加热炉内加热到焦化温度；
焦化步骤：经过加热后的原料油通入焦炭塔进行焦化反应，反应得生成油气；
冷却步骤：将生成油气通入油气缓冲罐进行冷却，得冷却物料；以及
分馏步骤：冷却物料分为上下两路进入分馏塔进行分馏，得焦化产品。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述油气缓冲罐为空塔式罐体或带有2～5块理论板数的塔盘式罐体。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，冷却步骤包括：在油气缓冲罐内通入冷却介质对生成油气进行冷却，冷却介质的量的质量百分数为原料油的进料量的5～30％。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，冷却介质选自焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油中的一种或几种。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，油气缓冲罐内绝对压强为50～250KPa。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，冷却步骤中的冷却物料的温度为260～400℃。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，冷却物料包括冷却气体和冷却液体，冷却气体从油气缓冲塔的顶部进入分馏塔的中部，冷却液体从油气缓冲塔的底部进入分馏塔的下部。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，加热步骤中的焦化温度为480～515℃。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，焦化步骤中的焦炭塔的塔顶的绝对压强为70～250Kpa。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，分馏步骤中的分馏塔的塔顶的绝对压强为30～250Kpa。
本发明实施例的改进的延迟焦化工艺有益效果是：由于分馏塔进料分成上下两部分，降低了分馏塔的油气负荷，同时提高了油气组分的分离效率，从而降低了分馏塔的整体压强，有利于分馏塔的低压或超低压操作。分馏塔的低压或超低压操作有利于降低焦炭塔的反应压力，从而可显著提高延迟焦化装置的液体收率。生成油气在油气缓冲罐中被急冷换热，同时冷却介质对生成油气具有很好的洗涤作用，因此油气中携带的焦粉大部分被洗涤到油气缓冲罐底部液相中，又由于分馏塔施行双股进料，大部分焦粉从分馏塔底部随塔底油排出，分馏塔上部的焦化轻产品焦粉含量显著减少。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种改进的延迟焦化工艺流程图。
其中，附图标记汇总如下：加热炉101；第一焦炭塔102；第二焦炭塔103；油气缓冲罐104；分馏塔105；分馏塔塔顶压力控制设备106；焦炭塔107；原料油201；生成油气202；冷却介质203；冷却物料204；冷却气体205；冷却液体206。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
参见图1，本实施例中进行该改进的延迟焦化工艺流程中所用的设备包括加热炉101，第一焦炭塔102、第二焦炭塔103、油气缓冲罐104和分馏塔105，油气缓冲罐104设置有顶部出料口和底部出料口，分馏塔105设置有中部进料口和下部进料口，顶部出料口和中部进料口连通，底部出料口和下部进料口连通。
本发明实施例均采用上述改进的延迟焦化工艺流程图中的设备进行试样。
下面对本发明实施例的改进的延迟焦化工艺进行具体说明。
一种改进的延迟焦化工艺，包括：加热步骤、焦化步骤、冷却步骤以及分馏步骤。
S1、加热步骤：将原料油201通入加热炉101内加热到焦化温度480～515℃。
S2、焦化步骤：经过加热后的原料油201通入焦炭塔107进行焦化反应，反应得生成油气202。
具体地，焦炭塔107的塔顶的绝对压强为70～250Kpa。本发明中焦炭塔107塔顶的绝对压力比常规工艺焦炭塔塔顶的绝对压力低20～200Kpa，这使得焦炭塔107内部的油气分压大为降低，使很大一部分重蜡油组分能够突破焦炭层的限制而“逸出”，从而大大降低了产物中重组分的生焦机会，最终表现为液收的显著提高。
S3、冷却步骤：将生成油气202通入油气缓冲罐104进行冷却，得冷却物料204。
具体地，油气缓冲罐104为空塔式罐体或带有2～5块理论板数的塔盘式罐体，空塔式罐体即罐体内部为空腔，内部没有阻挡物；而塔盘式罐体即罐体内有2～5块塔盘，塔盘为现有结构，塔盘是板式塔的主要部件之一，它是实现传热、传质的部件。2～5块塔盘能实现气液两相在塔盘上相遇时，接触良好，传质充分，气液两相在离开塔板时已达到平衡。
将生成油气202利用转油线进入油气缓冲罐104，通过在油气缓冲罐104内通入冷却介质203对进入油气缓冲罐104内的生成油气202进行冷却，冷却介质203选自焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油中的一种或几种，冷却介质203还可以为低沸点物质，例如水。
冷却介质203对生成油气202进行急冷换热，将生成油气202内的部分气体冷却，生成冷却物料204，冷却后的冷却物料204的温度为260～400℃。冷却物料204包括冷却气体205和冷却液体206，冷却介质203对生成油气202有很好的洗涤作用，冷却介质203能够将生成油气202中携带的焦粉大部分洗涤到冷却液体206中，冷却气体205中的焦粉的含量大大降低，冷却液体206位于油气缓冲罐104的底部。
本实施例中油气缓冲罐内绝对压强为50～250KPa，优选80～210Kpa。
本实施例中的油气缓冲罐104可以从顶部出料和底部出料，冷却气体205从油气缓冲罐104的顶部出料，冷却液体206从油气缓冲罐104的底部出料。
S4、分馏步骤：冷却物料204分为上下两路进入分馏塔105进行分馏，得焦化产品。
本实施例中的分馏塔105可以从中部进料，也可以从下部进料，冷却气体205从油气缓冲罐104的顶部出料，然后进入分馏塔105的中部，而冷却液体206从油气缓冲罐104的底部出料，然后进入分馏塔105的下部，分馏塔105施行双股进料，大部分焦粉从分馏塔105底部随塔底油排出，分馏塔105上部的焦化轻产品焦粉含量显著减少。
由于分馏塔105进料分成上下两部分，降低了分馏塔105的油气负荷，同时提高了油气组分的分离效率，从而降低了分馏塔105的整体压降，有利于分馏塔105的低压或超低压操作。
本发明实施例中，分馏塔105塔顶压力由分馏塔塔顶压力控制设备106实现，分馏塔塔顶压力控制设备106为本领域内公知的技术手段实现，如蒸汽喷射、罗茨泵等，其绝对压力控制在30～250Kpa，优选60～210Kpa。
本发明实施例提供的改进的延迟焦化工艺能够显著提高延迟焦化装置的液体收率，与常规工艺比较增加液收一般在2～5个百分点。本发明中焦炭塔107塔顶的绝对压力比常规工艺焦炭塔塔顶的绝对压力低20～200Kpa，这使得焦炭塔107内部的油气分压大为降低，使很大一部分重蜡油组分能够突破焦炭层的限制而“逸出”，从而大大降低了产物中重组分的生焦机会，最终表现为液收的显著提高。能够有效降低分馏塔105的压降，提高分馏塔105的分离效率。有效降低焦化轻产品中的焦粉含量。
对比例
现有技术中延迟焦化工艺的步骤主要包括：原料油201经加热炉101加热达到焦化温度498℃，然后进入第一焦炭塔102进行焦化反应，第二焦炭塔103待生产，第一焦炭塔102塔顶的绝对压力为270Kpa，原料油201在第一焦炭塔102内进行焦化反应，反应后的生成油气202进入分馏塔105进行分馏，控制分馏塔105的塔顶绝对压力为250Kpa，生成油气202在分馏塔105内分馏获得焦化产品。对比例中的循环比为0，即在分馏塔105内剩余的塔底油不作为循环油加入到原料油201中。本实施例的生焦周期为24h，其中产品分布的质量百分比为富气8.17％、焦化汽油12.08％、焦化柴油28.39％、焦化蜡油23.16％、焦炭27.81％、损失0.39％，其中焦化汽油、焦化柴油以及焦化蜡油为液体，液体产品收率的质量百分数为63.63％。
实施例一
本发明实施例与对比例的加热炉101的出口温度、循环比以及生焦周期与对比例保持一致。
改进的延迟焦化工艺的步骤主要包括：原料油201经加热炉101加热达到焦化温度498℃，然后进入第一焦炭塔102进行焦化反应，第二焦炭塔103待生产，第一焦炭塔102塔顶的绝对压力为120Kpa，原料油201在第一焦炭塔102内进行焦化反应，反应后的生成油气202经过转油线进入油气缓冲罐104，油气缓冲罐104内的绝对压强为102Kpa，在油气缓冲罐104内通入冷却介质203，本实施例中优选冷却介质203为焦化柴油，焦化柴油的温度为110℃，焦化柴油的量占原料油201的质量百分数的25％，焦化柴油对进入油气缓冲罐104内的生成油气202进行冷却，冷却后得冷却物料204，冷却物料204包括冷却气体205和冷却液体206，本实施例中冷却气体205的温度为336℃，冷却气体205通过油气缓冲罐104的顶部出料口进入分馏塔105的中部进料口，冷却液体206的温度为345℃，冷却液体206通过油气缓冲罐104的底部出料口进入分馏塔105的下部进料口，通过分馏塔塔顶压力控制设备106控制分馏塔105的塔顶绝对压力为95Kpa，冷却气体205和冷却液体206在分馏塔105内分馏获得焦化产品。其中产品分布的质量百分比为富气5.35％、焦化汽油12.18％、焦化柴油29.01％、焦化蜡油26.27％、焦炭26.78％、损失0.41％，其中焦化汽油、焦化柴油以及焦化蜡油为液体，液体产品收率的质量百分数为67.46％。
在加热炉101出口温度相同，循环比为0时，实施例的液体收率比对比例即常规延迟焦化高出3.83个百分点，液收提高显著。
实施例二
改进的延迟焦化工艺的步骤主要包括：原料油201经加热炉101加热达到焦化温度498℃，然后进入第一焦炭塔102进行焦化反应，第二焦炭塔103待生产，第一焦炭塔102塔顶的绝对压力为150Kpa，原料油201在第一焦炭塔102内进行焦化反应，反应后的生成油气202经过转油线进入油气缓冲罐104，油气缓冲罐104内的绝对压强为133Kpa，在油气缓冲罐内通入冷却介质203，本实施例中优选冷却介质203为焦化蜡油，焦化蜡油的温度为120℃，焦化蜡油的量占原料油201的质量百分数的15％，焦化蜡油对进入油气缓冲罐104内的生成油气202进行冷却，冷却后得冷却物料204，冷却物料204包括冷却气体205和冷却液体206，本实施例中冷却气体205的温度为356℃，冷却气体205通过油气缓冲罐104的顶部出料口进入分馏塔105的中部进料口，冷却液体206的温度为373℃，冷却液体206通过油气缓冲罐104的底部出料口进入分馏塔105的下部进料口，通过分馏塔塔顶压力控制设备106控制分馏塔105的塔顶绝对压力为127Kpa，冷却气体205和冷却液体206在分馏塔105内分馏获得焦化产品。其中产品分布的质量百分比为富气5.74％、焦化汽油12.53％、焦化柴油28.95％、焦化蜡油25.44％、焦炭26.92％、损失0.42％，其中焦化汽油、焦化柴油以及焦化蜡油为液体，液体产品收率的质量百分数为66.92％。
在加热炉101出口温度相同，循环比为0时，实施例的液体收率比对比例即常规延迟焦化高出3.29个百分点，液收提高显著。
实施例三
改进的延迟焦化工艺的步骤主要包括：原料油201经加热炉101加热达到焦化温度498℃，然后进入第一焦炭塔102进行焦化反应，第二焦炭塔103待生产，第一焦炭塔102塔顶的绝对压力为170Kpa，原料油201在第一焦炭塔102内进行焦化反应，反应后的生成油气202经过转油线进入油气缓冲罐104，油气缓冲罐104内的绝对压强为152Kpa，在油气缓冲管内通入冷却介质203，本实施例中优选冷却介质203为焦化汽油、焦化柴油和焦化蜡油的混合物，混合物的温度为110℃，焦化蜡油的量占原料油201的质量百分数的19％，混合物对进入油气缓冲罐104内的生成油气202进行冷却，冷却后得冷却物料204，冷却物料204包括冷却气体205和冷却液体206，本实施例中冷却气体205的温度为343℃，冷却气体205通过油气缓冲罐104的顶部出料口进入分馏塔105的中部进料口，冷却液体206的温度为366℃，冷却液体206通过油气缓冲罐104的底部出料口进入分馏塔105的下部进料口，通过分馏塔塔顶压力控制设备106控制分馏塔105的塔顶绝对压力为145Kpa，冷却气体205和冷却液体206在分馏塔105内分馏获得焦化产品。其中产品分布的质量百分比为富气6.01％、焦化汽油12.37％、焦化柴油28.84％、焦化蜡油25.13％、焦炭27.25％、损失0.40％，其中焦化汽油、焦化柴油以及焦化蜡油为液体，液体产品收率的质量百分数为66.34％。
在加热炉101出口温度相同，循环比为0时，实施例的液体收率比对比例即常规延迟焦化高出2.71个百分点，液收提高显著。
本发明中对比例、实施例一至实施例三采用的原料油201的性质一致，原料油的性质列于表1，而对比例、实施例一至实施例三的操作条件和产品分布列于表2。
表1 原料油性质
表2 实施例和对比例操作条件和产品分布比较
| 项目名称 | 对比例 | 实施例一 | 实施例二 | 实施例三 |
| 操作条件 | ||||
| 加热炉101出口温度，℃ | 498 | 498 | 498 | 498 |
| 焦炭塔107顶绝对压力，Kpa | 270 | 120 | 150 | 170 |
| 油气缓冲罐104压力，Kpa | - | 102 | 133 | 152 |
| 分馏塔105顶绝对压力，Kpa | 250 | 95 | 127 | 145 |
| 循环比 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 生焦周期，h | 24 | 24 | 24 | 24 |
| 产品分布，m％ | ||||
| 富气 | 8.17 | 5.35 | 5.74 | 6.01 |
| 焦化汽油 | 12.08 | 12.18 | 12.53 | 12.37 |
| 焦化柴油 | 28.39 | 29.01 | 28.95 | 28.84 |
| 焦化蜡油 | 23.16 | 26.27 | 25.44 | 25.13 |
| 焦炭 | 27.81 | 26.78 | 26.92 | 27.25 |
| 损失 | 0.39 | 0.41 | 0.42 | 0.40 |
| 液体产品收率，m％ | 63.63 | 67.46 | 66.92 | 66.34 |
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (6)
1.一种改进的延迟焦化工艺，其特征在于，包括：
加热步骤：将原料油通入加热炉内加热到焦化温度；
焦化步骤：经过加热后的所述原料油通入焦炭塔进行焦化反应，反应得生成油气；
冷却步骤：将所述生成油气通入油气缓冲罐，所述油气缓冲罐内绝对压强为102～250Kpa，在所述油气缓冲罐内通入冷却介质对所述生成油气进行冷却，所述冷却介质的量的质量百分数为所述原料油的进料量的19～25％，得冷却物料，所述冷却物料的温度为260～400℃；以及
分馏步骤：所述冷却物料包括冷却气体和冷却液体，所述冷却气体从所述油气缓冲罐的顶部进入分馏塔的中部，所述冷却液体从所述油气缓冲罐的底部进入所述分馏塔的下部，进行分馏，得焦化产品。
2.根据权利要求1所述的改进的延迟焦化工艺，其特征在于，所述油气缓冲罐为空塔式罐体或带有2～5块理论板数的塔盘式罐体。
3.根据权利要求1所述的改进的延迟焦化工艺，其特征在于，所述冷却介质选自焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的改进的延迟焦化工艺，其特征在于，所述加热步骤中的焦化温度为480～515℃。
5.根据权利要求1所述的改进的延迟焦化工艺，其特征在于，所述焦化步骤中的所述焦炭塔的塔顶的绝对压强为70～250Kpa。
6.根据权利要求1所述的改进的延迟焦化工艺，其特征在于，所述分馏步骤中的所述分馏塔的塔顶的绝对压强为30～250Kpa。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |