CN105733648B - 一种延迟焦化高温油气线防结焦方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种延迟焦化高温油气线防结焦方法，延迟焦化高温油气线防结焦装置连接在焦炭塔的塔顶上，包括竖直大油气管线和急冷介质入口喷嘴，竖直大油气管线连接于塔顶；急冷介质入口喷嘴设置于竖直大油气管线上，其中，急冷介质入口喷嘴与竖直大油气管线相通，用于注入一急冷介质，急冷介质采用急冷水。本发明以水为焦化装置大油气管线用防结焦急冷介质，水本身稳定不会产生结焦问题，而且，水雾化完全急冷效果好，同时可以降低油气分压，提高油气大管线油气的流速，从而可以提高急冷后大油气管线的温度，使得延迟焦化的液收提高。采用水作为急冷介质可以产生良好的应用效果，降低大油气管线结焦，延长油气大管线的清焦时间。

Description

一种延迟焦化高温油气线防结焦方法

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，具体地说，是涉及一种延迟焦化高温油气线防结焦装置与方法。

背景技术

焦炭塔大油气管线结焦是延迟焦化装置普遍存在的一个问题，解决大油气管线结焦是延长焦化装置开工周期，确保高负荷加工渣油的关键之一，大油气管线结焦会导致管线压降过大，焦炭塔顶操作压力增大，甚至接近安全阀的定压值，严重影响了装置的正常运行，有时还会被迫停工清焦，因此，解决大油气管线结焦是延长焦化装置生产周期的一个关键问题。

大油气管线结焦的原因：(1)大部分炼油厂的焦化装置都满负荷生产，有的负荷甚至是原设计能力的120％-130％，焦炭塔线速偏高导致部分稀泡带出焦炭塔，高温油气携带大量焦粉进入油气管线，焦粉进一步沉积就造成大油气管线结焦。(2)用重油作为急冷油，未汽化的重油仍然是液体，直接喷到油气管线壁上，形成大量的油膜，不能及时被油气带走，油膜长时间停留在管壁上，高温下发生缩合反应形成焦层，焦层形成后，由于焦层的表面温度提高，表面粗糙，造成油膜的厚度进一步增加，停留时间进一步延长，使结焦状况更加恶化。(3)急冷后温度过高，急冷后的油气温度高于油品的临界分解温度，那么油气在管线内部就会有残余反应，造成结焦。

目前焦化装置大油气管线常用的防结焦方法是在大油气管线易结焦部位注入急冷油来降低高温油气的温度，急冷后大油气管线的温度应控制在该油品临界分解温度以下，终止高温油气的焦化反应。国内一般控制急冷后的高温油气温度在415—425℃。在现有的技术中，急冷油多为柴油、中段油、蜡油和炼厂污油，急冷油没有太多的改进，但对急冷油的注入位置和注入方法有很多改进。

例如公开号为CN101343553A的中国发明专利申请，公开了防止焦炭塔油气出口结焦的装置及其使用方法，包括在焦炭塔的塔顶油气出口处的油气管线上采用至少两级的急冷油注入设备。参阅图1a和图1b，所述的第一级急冷油注入设备至少包括一个多孔环管4、或者是一个Ⅰ级急冷油雾化喷头6，所述的第二级急冷油注入设备包括竖向清焦法兰1、侧向清焦法兰2、四通3和一个Ⅱ级急冷油雾化喷头5。其中第一级的注入设置在塔顶的油气出口处，尽可能地靠近焦炭塔顶封头，可尽早终止焦化反应，通过多点的注入方式将急冷油主要集中在塔顶的油气出口处，使其与油气充分接触，降低油气温度；在第一级的注入之后的油气管线上设置第二级注入。

公布号为CN102732285A的中国发明专利，公开了一种减缓焦炭塔顶油气管线结焦的方法，包括如下步骤：1)急冷油的一部分从焦炭塔的上部或顶部以喷淋方式入塔，对焦化塔塔顶油气预急冷；2)急冷油的另一部分在出塔油气管线上同样以喷淋方式注入管线内，再次对出塔油气管线内的高温油气进行急冷。

在现有技术中焦化装置大油气管线常用的防结焦方法是在大油气管线易结焦部位注入急冷油来降低高温油气的温度，但急冷油不论怎样选择都存在一定的问题：用蜡油和重污油作为急冷油时，由于急冷油沸点比较高，一般急冷后汽化率小于50％，容易喷到油气管线壁上，在高温下使结焦状况更加恶化；而用柴油作急冷油时，改善大油气管线结焦状况好一些，但二次反应仍有发生且能耗高；用中段油和轻污油作为急冷油时，结焦状况介于蜡油和柴油之间。高温大油气管线温度控制在415—425℃之间操作，若再提高大油气管线温度来提高装置液收，则大油气管线结焦加剧。因此急需开发一种克服上述弊端的焦化装置大油气管线防结焦方法。

发明内容

本发明的目的是在现有技术基础上，解决焦化装置大油气管线急冷介质为柴油、中段油、蜡油和炼厂污油存在的油气大管线清焦时间短、能耗高或装置液收低的问题。

本发明是在现有技术基础上，提供一种延迟焦化高温油气线防结焦装置及方法。本发明以水为焦化装置大油气管线用防结焦急冷介质，水本身稳定不会产生结焦问题，而且，水雾化完全急冷效果好，同时可以降低油气分压，提高油气大管线油气的流速，从而可以提高急冷后大油气管线的温度，使得延迟焦化的液收提高。采用水作为急冷介质可以产生良好的应用效果，降低大油气管线结焦，延长油气大管线的清焦时间。

为了实现上述目的，本发明的延迟焦化高温油气线防结焦装置，连接在一焦炭塔的塔顶上，包括：

竖直大油气管线，所述竖直大油气管线连接于所述塔顶；以及

急冷介质入口喷嘴，设置于所述竖直大油气管线上，其中，所述急冷介质入口喷嘴与所述竖直大油气管线相通，用于注入一急冷介质，所述急冷介质采用急冷水。

上述的延迟焦化高温油气线防结焦装置，其中，所述急冷介质入口喷嘴斜向下设置，其轴线与所述竖直大油气管线的轴线的夹角为45度至60度。

上述的延迟焦化高温油气线防结焦装置，其中，所述竖直大油气管线的轴线与所述塔顶的轮廓线具有一交点，所述急冷介质入口喷嘴的轴线与该交点相交。

上述的延迟焦化高温油气线防结焦装置，其中，所述急冷介质入口喷嘴为三到十个，各所述急冷介质入口喷嘴的轴线与所述竖直大油气管线管壁相交处位于同一水平面内，且各所述急冷介质入口喷嘴均匀分布。

本发明还提供一种延迟焦化高温油气线防结焦的方法，采用上述的延迟焦化高温油气线防结焦装置进行，包括如下步骤：

所述急冷介质通过所述急冷介质入口喷嘴进入所述大油气管线，其中，所述急冷介质为急冷水。

上述的延迟焦化高温油气线防结焦的方法，其中，所述急冷水作为急冷介质的注入量为所述焦炭塔进料质量的0.7％至1.8％。

上述的延迟焦化高温油气线防结焦的方法，其中，所述急冷水为净化水、软化水中的一种或两种。

上述的延迟焦化高温油气线防结焦的方法，其中，所述急冷介质注入后油气温度控制在425－435℃。

上述的延迟焦化高温油气线防结焦的方法，其中，所述急冷水采用喷射方式注入。

采用该发明同现有技术相比，可以提高焦化的液收；提高焦化装置大油气管线的温度；降低大油气管线内的油气分压，提高油气大管线油气的流速，降低大油气管线结焦，延长油气大管线的清焦时间。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1a和图1b为现有技术的防止焦炭塔油气出口结焦的装置的结构示意图；

图2为本发明的延迟焦化高温油气线防结焦装置的结构示意图；

图3为本发明的延迟焦化高温油气线防结焦装置的急冷介质入口喷嘴的结构示意图；

图4为本发明的延迟焦化高温油气线防结焦装置的急冷介质入口喷嘴的俯视图(一)；

图5为本发明的延迟焦化高温油气线防结焦装置的急冷介质入口喷嘴的俯视图(二)；

图6为本发明的延迟焦化高温油气线防结焦方法的工艺流程图。

其中，附图标记

100 延迟焦化高温油气线防结焦装置

110 大油气管线

120、121、122、123、121’、122’、123’、124’ 急冷介质入口喷嘴

200 焦炭塔

210 塔顶

300 急冷水罐

500 分馏塔

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。

本发明的延迟焦化高温油气线防结焦装置设置于延迟焦化的焦炭塔顶的大油气管线上，靠近焦炭塔顶处设置急冷介质入口，所述急冷介质为净化水、软化水中的一种或两种，水温度为30—95℃，注入量为焦碳塔进料的0.7m％—1.8m％，油气温度控制在425－435℃。

具体地，参阅图2，本发明的延迟焦化高温油气线防结焦装置100连接在焦炭塔200的塔顶210。延迟焦化高温油气线防结焦装置100包括大油气管线110和急冷介质入口喷嘴120。

大油气管线110包括竖直大油气管线111和水平大油气管线112，竖直大油气管线111与水平大油气管线112相连接，其中，竖直大油气管线111连接于焦炭塔200的塔顶210，水平大油气管线112位于焦炭塔200的塔顶210的上方，即水平大油气管线112连接于竖直大油气管线111的位于塔顶210上方的位置。

急冷介质入口喷嘴120设置于竖直大油气管线111的下部，且急冷介质入口喷嘴120和与竖直大油气管线111相通。急冷介质入口喷嘴120用于注入急冷介质，其中，急冷介质采用急冷水，通过急冷介质入口喷嘴120向竖直大油气管线111中通入急冷水。

参阅图2和图3，急冷介质入口喷嘴120斜向下设置，且急冷介质入口喷嘴120的轴线与竖直大油气管线111的轴线的夹角α为45度至60度。

竖直大油气管线111的轴线与焦炭塔200的塔顶210的轮廓线具有一交点P，急冷介质入口喷嘴120的轴线与该交点P相交。

急冷介质入口喷嘴120为三到十个，以竖直大油气管线111的轴线为中心呈环形阵列均匀分布。

图4所示的实施例中，急冷介质入口喷嘴120的个数为三个，图5所示的实施例中，急冷介质入口喷嘴120的个数为四个，各急冷介质入口喷嘴120的轴线与竖直大油气管线111管壁相交处位于同一水平面内，各急冷介质入口喷嘴120于同一高度、同一倾角均匀分布。如图3和图4所示，急冷介质入口喷嘴120包括均匀分布的急冷介质入口喷嘴121、122、123，其中，急冷介质入口喷嘴121、122和123之间的角度分别为120度，急冷介质入口喷嘴121、122和123的轴线与竖直大油气管线111的轴线的夹角α分别为45度。

如图3和图5所示，急冷介质入口喷嘴120’包括均匀分布的急冷介质入口喷嘴121’、122’、123’和124’，其中，急冷介质入口喷嘴121’、122’、123’和124’之间的角度分别为90度，急冷介质入口喷嘴121’、122’、123’和124’的轴线与竖直大油气管线111的轴线的夹角α分别为45度。

本发明的延迟焦化高温油气线防结焦方法，采用上述的延迟焦化高温油气线防结焦装置100进行，具体包括如下步骤：

急冷介质通过急冷介质入口喷嘴120进入大油气管线110，其中，急冷介质为急冷水。其中，急冷水采用喷射方式注入。

如附图6所示，延迟焦化焦炭塔200中的高温油气经过急冷介质水的降温后，经过水平油气大管线112进入分馏塔500。急冷介质水从急冷水罐300经泵打入靠近焦炭塔200顶处的急冷介质入口喷嘴120，注入量为焦炭塔200进料的0.7m％—1.8m％，将内部的高温油气温度降为420－435℃。其中，m％代表质量百分比，以下相同。

以水作为急冷介质的入口喷嘴为管线直接喷射，即注入口为空管，不设特殊的喷嘴或喷头，控制注入口的急冷介质的流速，且通过多个注入口喷入交会于竖直大油气管线111的轴心线处可以实现雾化均匀，喷射质量是根据急冷介质注入后油气温度而调整，最终将油气温度控制在420－435℃，即如果急冷介质注入后油气温度偏高，可以适当增加急冷介质注入量；如果急冷介质注入后油气温度偏低，可以适当减少急冷介质注入量，直到油气温度控制在要求的温度为止。

实施例1

某延迟焦化进料量为160吨/小时，焦化加热炉出口温度为500℃，焦炭塔200的操作压力为0.16MPa，循环比0.3：1，热油气温度为445—455℃，在焦炭塔200顶的大油气管线110上，靠近焦炭塔200顶处设置急冷介质入口喷嘴120，以净化水作为急冷介质对焦炭塔200顶的大油气管线110内的高温油气进行降温，注入量为2.6—3.6吨/小时，终止焦化热反应，通过冷却后塔顶高温油气线操作温度可控制在430—435℃之间，同以中段油作为急冷介质时相比提高延迟焦化装置液收1.05m％，运行一年后，焦炭塔200顶的高温油气出口管线结焦很轻，焦炭顶压力升高0.0015MPa，装置液收降0.03％。

对比例：

某延迟焦化处理量为160万吨/年，焦化加热炉出口温度为500℃，焦炭塔操作压力为0.16MPa，循环比0.3：1，热油气温度为445—455℃，以中段油作为急冷介质对焦炭塔顶大油气管线内的高温油气进行降温，注入量为18—20吨/小时，通过冷却后塔顶高温油气温度降为415—425℃，运行一年后，焦炭塔顶高温油气出口管线有结焦现象，焦炭顶压力升高0.004MPa，装置液收比初期降0.10m％。

实施例2

某延迟焦化处理量为210万吨/年，循环比0.2：1，焦炭塔200的操作压力为0.18MPa，热油气温度为450—460℃，在焦炭塔200顶的大油气管线110上，靠近焦炭塔200顶处设置急冷介质入口喷嘴120，以软化水作为急冷介质对焦炭塔200顶的大油气管线110内的高温油气进行降温，注入量为4.5—5.5吨/小时，通过冷却后塔顶高温油气温度降为430—435℃，终止焦化热反应，防止焦炭塔200顶的高温油气出口管线结焦，同以蜡油作为急冷介质时相比提高延迟焦化装置液收1.05m％；运行一年后，焦炭顶压力升高0.0015MPa，装置液收降0.03％。

对比例：

某延迟焦化处理量为210万吨/年，循环比0.2：1，焦炭塔操作压力为0.18MPa，热油气温度为450—460℃，以蜡油作为急冷介质对焦炭塔顶大油气管线内的高温油气进行降温，注入量为28—30吨/小时，通过冷却后塔顶高温油气温度降为415—425℃，运行一年后，焦炭塔顶高温油气出口管线有结焦现象，焦炭顶压力升高0.004MPa，装置液收比初期降0.10m％。

实施例3

某延迟焦化进料量为120吨/小时，焦炭塔200的操作压力为0.15MPa，热油气温度为440—450℃，循环比0.15：1，在焦炭塔200顶的大油气管线110上，靠近焦炭塔200顶处设置急冷介质入口喷嘴120，以净化水和软化水按质量比2：1混合作为急冷介质对焦炭塔200顶的大油气管线110内的高温油气进行降温，注入量为1.2—2.2吨/小时，通过冷却后塔顶高温油气温度降为425—430℃，同以中段油作为急冷介质时相比提高延迟焦化装置液收1.0m％。运行一年后，焦炭塔200顶的高温油气出口管线结焦很轻，焦炭顶压力升高0.0015MPa，装置液收降0.03％。

对比例：

某延迟焦化处理量为120万吨/年，焦炭塔操作压力为0.15MPa，热油气温度为440—450℃，循环比0.15：1，以中段油作为急冷介质对焦炭塔顶大油气管线内的高温油气进行降温，注入量为9—11吨/小时，通过冷却后塔顶高温油气温度降为415—420℃，运行一年后，焦炭塔顶高温油气出口管线有结焦现象，焦炭顶压力升高0.005MPa，装置液收比初期降0.12m％。

本发明以水为焦化装置大油气管线用防结焦急冷介质，水本身稳定不会产生结焦问题，而且，水雾化完全急冷效果好，同时可以降低油气分压，提高油气大管线油气的流速，从而可以提高急冷后大油气管线的温度，使得延迟焦化的液收提高。采用水作为急冷介质可以产生良好的应用效果，降低大油气管线结焦，延长油气大管线的清焦时间。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种延迟焦化高温油气线防结焦的方法，采用一延迟焦化高温油气线防结焦装置进行，所述延迟焦化高温油气线防结焦装置连接在一焦炭塔的塔顶上且其包括：

竖直大油气管线，所述竖直大油气管线连接于所述塔顶；以及

急冷介质入口喷嘴，设置于所述竖直大油气管线上，其中，所述急冷介质入口喷嘴与所述竖直大油气管线相通，用于注入一急冷介质，其特征在于，该方法包括如下步骤：

所述急冷介质通过所述急冷介质入口喷嘴进入所述大油气管线，其中，所述急冷介质为急冷水。

2.根据权利要求1所述的延迟焦化高温油气线防结焦的方法，其特征在于，所述急冷水作为急冷介质的注入量为所述焦炭塔进料质量的0.7％至1.8％。

3.根据权利要求1所述的延迟焦化高温油气线防结焦的方法，其特征在于，所述急冷水为净化水、软化水中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的延迟焦化高温油气线防结焦的方法，其特征在于，所述急冷介质注入后油气温度控制在425－435℃。

5.根据权利要求1所述的延迟焦化高温油气线防结焦的方法，其特征在于，所述急冷水采用喷射方式注入。