CN105733667A - 一种延迟焦化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种延迟焦化方法，涉及石油化工技术领域。该延迟焦化方法将加热后的原料油输送到焦炭塔内焦化生成油气，油气通过焦炭塔顶部的油气线进入分馏塔进行分馏生成焦化产品。其中，该延迟焦化方法规定焦炭塔顶内部的绝对气压控制在70Kpa～220Kpa之间，且分馏塔顶内部的绝对气压控制在50KPa～200KPa之间。本发明的延迟焦化方法，相对于现有技术简化了延迟焦化装置，提高了延迟焦化的液体收率，降低了焦炭产率。

Description

一种延迟焦化方法

技术领域

本发明涉及石油化工技术领域，尤其涉及一种延迟焦化方法。

背景技术

石油资源具有不可再生性，因此，其高效利用已成为了石油领域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。但随着原料油的不断劣质化，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，且液体收率降低。

为了提高延迟焦化工艺加工重油的经济性，石油炼制科技人员研究和开发了相关的工艺技术。

专利CN1448466A公开了一种多产液体产品的延迟焦化工艺，其特点是在常规延迟焦化过程中，将高温下不结焦的具有高热焓值的低分子烃类供热剂加到焦化塔中，提高焦化塔内液体反应温度，使焦化液体产品产率增加，焦炭产品产率下降。该方法将供热剂与焦化原料用同一台加热炉加热必将导致加热炉负荷过高。

专利CN101591561A公开了一种延迟焦化工艺，以解决现有延迟焦化工艺加热炉炉结焦严重和液体产品收率低等缺点。其工艺特征在于：进料在加热炉的对流室或对流室和辐射室中加热到360℃～460℃，然后进入减粘反应器进行裂化反应，反应产物进加热炉辐射室加热到480℃～515℃后，进入焦化塔，出焦化塔的油气进入焦化分馏塔进行分馏。该发明可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，但该方法将使加热炉的平稳控制变得复杂和困难。

专利CN1766041A公开了一种增加轻质油收率、降低焦炭收率的延迟焦化工艺。在常规延迟焦化工艺过程中，向焦化原料中加入优选组成的抑焦剂，同时在焦化塔下部混入一定量的低碳烃。该工艺使焦化轻质油品收率增加，焦炭产率下降，但该工艺焦炭产率下降幅度较小，同时在抑焦剂中加入了有机磷物质会对工艺产生环保负面影响。

专利CN103468308A公开了属于重质油热加工技术领域的一种可优化产品质量和液体收率的延迟焦化设备及方法。该设备由依次连接的原料油进料线、分馏塔、加热炉进料泵、加热炉、加热炉转油线、焦炭塔进料四通阀、焦炭塔、焦炭塔顶防结焦器、反应油气管线等构成。本发明采用新的流程设计和控制方法，解决了常规延迟焦化工艺流程中产品携带焦粉、蜡油产品质量差、分馏塔重蜡油段容易结焦、焦炭塔反应油气管线容易结焦、装置循环比不易调节等缺点，使操作变得灵活可靠，并且在实际运行中能够满足全厂最优化的生产要求，使焦化产品质量和液体收率达到最优化，提高了全厂的经济效益。该发明主要从分馏塔设备进行了改进，其增加液收效果不够显著。

综上所述，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，但各有利弊。

发明内容

本发明的目的在于提供一种延迟焦化方法，以解决现有技术中的延迟焦化工艺存在的设备结构复杂或设备负荷过大、导致设备控制困难、卫生环保效果差等的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种延迟焦化方法，包括以下步骤：

(1)将加热后的原料油输送到焦炭塔内焦化生成油气；

(2)油气通过焦炭塔顶部的油气线进入分馏塔进行分馏生成焦化产品。

其中，焦炭塔顶内部的绝对气压范围是70Kpa～220Kpa；分馏塔顶内部的绝对气压范围是50KPa～200KPa。

优选地，焦炭塔顶内部的绝对气压范围优选为100Kpa～170Kpa。该技术方案的技术效果在于：根据实际工艺操作经验可知，焦炭塔顶内部的绝对气压控制在100Kpa～170Kpa的范围之间，比常规工艺焦炭塔顶的绝对压力更低，这使得焦炭塔内部的油气分压大为降低，促使很大一部分重蜡油组分能够突破焦炭层的限制而“逸出”，从而大大降低了油气产物中重组分的生焦机会，最终表现为液体收率的显著提高。

优选地，分馏塔顶内部的绝对气压范围优选为80Kpa～150Kpa。该技术方案的技术效果在于：根据实际工艺操作经验可知，分馏塔顶内部的绝对气压控制在80Kpa～150Kpa的范围之间，能够更加准确地按照不同的空间层次，分离各个不同密度的焦化产品组分，大大提高了原料油的焦化收益率。

进一步，在油气从焦炭塔流向分馏塔的油气线上设置加注孔，用于注入急冷油，对油气进行急冷换热并洗涤。该技术方案的技术效果在于：在油气线上加注急冷油，使得油气在油气线中被急冷换热，同时急冷油对生成油气具有一定的洗涤作用，因此油气中携带的焦粉大部分被洗涤到分馏塔底部液相中，继而从分馏塔底部随塔底油排出，从而大大减少分馏塔上部的焦化轻产品焦粉含量。

进一步，加注孔的数量为2～6个，沿油气线长度方向等距分布。该技术方案的技术效果在于：多个加注孔沿油气线长度方向等距分布，能够形成均匀加注急冷油的结构布局，在不影响油气输送的前提下，油气得到了较为均衡的冷却换热和洗涤。

进一步，急冷油包括焦化汽油、焦化柴油和/或焦化蜡油。该技术方案的技术效果在于：使用焦化汽油、焦化柴油和/或焦化蜡油作为急冷油，一方面由于这一类油料在原料油加工工厂中容易获得，降低其使用和运输成本；另一方面上述油料加注后，除了起到冷却换热、洗涤油气的作用外，还不影响油气本来的性质，不会增加后期处理的费用；再者，焦化汽油、焦化柴油和焦化蜡油都属于低沸点油料，冷却换热效果较好。

进一步，急冷油的重量为原料油进料重量的0.1％～30％。该技术方案的技术效果在于：根据实际工艺操作经验可知，使用的急冷油和原料油的质量百分比为0.1％～30％之间，能够实现冷却换热、洗涤油气的效果，并且不影响油气原本的性质。

进一步，延迟焦化方法使用的装置还包括增压设备，所述增压设备分别连通分馏塔顶部出口和焦化富气压缩机入口。该技术方案的技术效果在于：由于分馏塔内的焦化产品从上到下分别为焦化油气、焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油和重油。为了收集分馏塔顶部的焦化油气，需要通过增压设备将焦化油气的气压增大，并输送到焦化富气压缩机的入口进行压缩后处理。

进一步，所述增压设备为气体压缩机、罗茨鼓风机或罗茨泵。该技术方案的技术效果在于：罗茨鼓风机属于容积回转鼓风机，是利用两个叶形转子在腔体内作相对运动来压缩和输送气体的回转压缩机，罗茨鼓风机结构简单，制造方便，适用于低压力场合的气体输送和加压。罗茨泵为泵内装有两个相反方向同步旋转的叶形转子，转子间、转子与泵壳内壁间有细小间隙而互不接触的一种变容真空泵。故罗茨鼓风机、罗茨泵和气体压缩机均适用于在分馏塔中输送密度较小的焦化油气。

进一步，所述焦炭塔的数量为多个，多个所述焦炭塔并列设置。该技术方案的技术效果在于：焦炭塔是焦化装置的主要设备，多个并列设置的焦炭塔，能够同时工作，也可以分别独立工作，大大增加了整个工艺流程的操作灵活性。

本发明的有益效果是：在延迟焦化的过程中，分别精准地控制焦炭塔顶内部的绝对气压和分馏塔顶内部的绝对气压。大大简化了延迟焦化装置，加强了对延迟焦化流程的控制，提高了延迟焦化的液体收率，降低了焦炭产率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的延迟焦化方法的工艺流程图。

附图标记：

1-加热炉；2-焦炭塔；3-油气线；

4-分馏塔；5-增压设备；6-富气压缩机。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例提供了一种延迟焦化方法，其中：图1为本发明提供的延迟焦化方法的工艺流程图。如图1所示，延迟焦化方法包括以下步骤：

(1)将加热后的原料油输送到焦炭塔2内焦化生成油气；

(2)油气通过焦炭塔2顶部的油气线3进入分馏塔4进行分馏生成焦化产品。

其中，焦炭塔2顶内部的绝对气压范围是70Kpa～220Kpa；分馏塔4顶内部的绝对气压范围是50KPa～200KPa。

在现有技术中，为了提高延迟焦化工艺加工重油的经济性，技术人员多从添加增液或抑焦助剂、改善加热炉1流程、改进分馏塔4设备等角度出发，改进原料油延迟焦化的工艺或装备。但都不同程度地存在着设备结构复杂或设备负荷过大、导致设备控制困难、卫生环保效果差等的问题。

本实施例中的延迟焦化方法，在延迟焦化的过程中，分别精准地控制焦炭塔2顶内部的绝对气压(70Kpa～220Kpa)和分馏塔4顶内部的绝对气压(50KPa～200KPa)。大大简化了延迟焦化装置，加强了对延迟焦化流程的控制，提高了延迟焦化的液体收率，降低了焦炭产率。

在本实施例的可选方案中，如图1所示，优选地，焦炭塔2顶内部的绝对气压范围优选为100Kpa～170Kpa。在本实施例中，根据实际工艺操作经验可知，焦炭塔2顶内部的绝对气压控制在100Kpa～170Kpa的范围之间，比常规工艺焦炭塔2顶的绝对压力更低，这使得焦炭塔2内部的油气分压大为降低，促使很大一部分重蜡油组分能够突破焦炭层的限制而“逸出”，从而大大降低了油气产物中重组分的生焦机会，最终表现为液体收率的显著提高。

在本实施例的可选方案中，如图1所示，优选地，分馏塔4顶内部的绝对气压范围优选为80Kpa～150Kpa。在本实施例中，根据实际工艺操作经验可知，分馏塔4顶内部的绝对气压控制在80Kpa～150Kpa的范围之间，能够更加准确地按照不同的空间层次，分解各个不同密度的焦化产品组分，大大提高了原料油的焦化收益率。

在本实施例的可选方案中，如图1所示，进一步地，在油气从焦炭塔2流向分馏塔4的油气线3上设置加注孔，用于注入急冷油，对油气进行急冷换热并洗涤。在本实施例中，在油气线3上加注急冷油，使得油气在油气线3中被急冷换热，同时急冷油对生成油气具有一定的洗涤作用，因此油气中携带的焦粉大部分被洗涤到分馏塔4底部液相中，继而从分馏塔4底部随塔底油排出，从而大大减少分馏塔4上部的焦化轻产品焦粉含量。

在本实施例的可选方案中，如图1所示，进一步地，加注孔的数量为2～6个，沿油气线3长度方向等距分布。在本实施例中，多个加注孔沿油气线3长度方向等距分布，能够形成均匀加注急冷油的结构布局，在不影响油气输送的前提下，油气得到了较为均衡的冷却换热和洗涤。

在本实施例的可选方案中，如图1所示，进一步地，急冷油包括焦化汽油、焦化柴油和/或焦化蜡油。使用焦化汽油、焦化柴油和/或焦化蜡油作为急冷油，一方面由于这一类油料在原料油加工工厂中容易获得，降低其使用和运输成本；另一方面上述油料加注后，除了起到冷却换热、洗涤油气的作用外，还不影响油气本来的性质，不会增加后期处理的费用；再者，焦化汽油、焦化柴油和焦化蜡油都属于低沸点油料，冷却换热效果较好。

在本实施例的可选方案中，如图1所示，进一步地，急冷油的重量为原料油进料重量的0.1％～30％。根据实际工艺操作经验可知，使用的急冷油和原料油的质量百分比为0.1％～30％之间，能够实现冷却换热、洗涤油气的效果，并且不影响油气原本的性质。

在本实施例的可选方案中，如图1所示，进一步地，延迟焦化方法使用的装置还包括增压设备5，该增压设备5分别连通分馏塔4顶部出口和焦化富气压缩机6入口。由于分馏塔4内的焦化产品从上到下分别为焦化油气、焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油和重油。为了收集分馏塔4顶部的焦化油气，需要通过增压设备5将焦化油气的气压增大，并输送到焦化富气压缩机6的入口进行压缩后处理。

在本实施例的可选方案中，如图1所示，进一步地，增压设备5优选气体压缩机、罗茨鼓风机或罗茨泵。其中，增压设备5还可以选择任意一种对空气进行压缩的装置。本实施例中优选上述三种设备，原因在于，罗茨鼓风机属于容积回转鼓风机，是利用两个叶形转子在腔体内作相对运动来压缩和输送气体的回转压缩机，罗茨鼓风机结构简单，制造方便，适用于低压力场合的气体输送和加压。罗茨泵为泵内装有两个相反方向同步旋转的叶形转子，转子间、转子与泵壳内壁间有细小间隙而互不接触的一种变容真空泵。并且，气体压缩机属于技术较为成熟、成本较为低廉的空气压缩设备。

在本实施例的可选方案中，如图1所示，进一步地，焦炭塔2的数量设置为多个，多个焦炭塔2并列设置。由于焦炭塔2是焦化装置的主要设备，多个并列设置的焦炭塔2，能够同时工作，也可以分别独立工作，大大增加了整个工艺流程的操作灵活性。

下面，通过实际的延迟焦化工艺数据来说明本延迟焦化方法与传统延迟焦化工艺的差别：

如图1所示，原料油经加热炉1加热达到焦化温度500℃，然后进入其中一个焦炭塔2进行焦化反应，该焦炭塔2的反应压力控制在150KPa，另一个并列设置的焦炭塔2待生产，反应生成油气(415℃)经油气线3进入分馏塔4，分馏塔4顶绝对压力控制在130Kpa。同时在油气线3内注入急冷油进行冷却，急冷油选取焦化蜡油(120℃)，急冷油的量占原料油的8m％；冷却后的油气(395℃)进入分馏塔4的下部，分馏塔4的塔顶绝对压力控制在120Kpa，焦化反应生成物在分馏塔4内分馏获得焦化产品。本实施例的原料油性质列于表1，操作条件和产品分布列于表2。

表1原料油性质

项目名称	原料油
		密度(20℃)，g/cm3	1.0058
残炭，m％	18.72
		族组成，m％
饱和烃	10.5
		芳烃	41.8
胶质+沥青质	47.7
		沥青质(C7不溶物)，％	7.45

表2操作条件和产品分布比较

项目名称	传统工艺	本方法	产品分布变化，百分点
				操作条件
加热炉1出口温度，℃	498	498
				焦炭塔2顶绝对压力，Kpa	270	150
分馏塔4顶绝对压力，Kpa	240	120
				循环比	0	0
生焦周期，h	24	24
				产品分布，m％
富气	8.17	5.97	-2.20
				焦化汽油	12.08	12.54	0.46
焦化柴油	28.39	29.05	0.66
				焦化蜡油	23.16	25.38	2.22
焦炭	27.81	26.12	-1.69
				损失	0.39	0.42
液体产品收率，m％	63.63	66.97	3.34

由表2可知，在加热炉1出口温度相同，循环比为零时，延迟焦化方法的液体收率比传统的延迟焦化工艺高出3.34个百分点，液收提高显著。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种延迟焦化方法，其特征在于，包括以下步骤：

将加热后的原料油输送到焦炭塔内焦化生成油气；油气通过焦炭塔顶部的油气线进入分馏塔进行分馏生成焦化产品；

焦炭塔顶内部的绝对气压范围是70Kpa～220Kpa；

分馏塔顶内部的绝对气压范围是50KPa～200KPa。

2.根据权利要求1所述的延迟焦化方法，其特征在于，焦炭塔顶内部的绝对气压范围优选为100Kpa～170Kpa。

3.根据权利要求1所述的延迟焦化方法，其特征在于，分馏塔顶内部的绝对气压范围优选为80Kpa～150Kpa。

4.根据权利要求1所述的延迟焦化方法，其特征在于，在油气从焦炭塔流向分馏塔的油气线上设置加注孔，用于注入急冷油，对油气进行急冷换热并洗涤。

5.根据权利要求4所述的延迟焦化方法，其特征在于，加注孔的数量为2～6个，沿油气线长度方向等距分布。

6.根据权利要求4所述的延迟焦化方法，其特征在于，急冷油包括焦化汽油、焦化柴油和/或焦化蜡油。

7.根据权利要求4所述的延迟焦化方法，其特征在于，急冷油的重量为原料油进料重量的0.1％～30％。

8.根据权利要求1所述的延迟焦化方法，其特征在于，还包括增压设备，所述增压设备分别连通分馏塔顶部出口和焦化富气压缩机入口。

9.根据权利要求1所述的延迟焦化方法，其特征在于，所述增压设备为气体压缩机、罗茨鼓风机或罗茨泵。

10.根据权利要求1～9任一项所述的延迟焦化方法，其特征在于，所述焦炭塔的数量为多个，多个所述焦炭塔并列设置。