CN1086409C - 对降低重质烃进料的粘度的方法与设备的改进 - Google Patents
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Abstract
一种降低液态烃重质进料粘度的方法，其中该进料被加热至能使至少一部分烃发生裂解的温度，随后将进料导入熟化器3下部以便将其自下而上地朝着分馏单元的方向从熟化器3顶部排出，在该熟化器3内沿着与待处理进料流动方向正交的方向设置多个彼此间隔开的分别具有基本上与熟化器同轴的中央圆形通道6的环形圆盘5，经过处理的进料自下而上地流过不同环形盘6的中央通道，通过熟化器。
Description
本发明涉及对用于降低重质烃进料的粘度的方法与设备所进行的改进。
众所周知，降低粘度是指对重质烃进料进行下列处理，将该液态进料置于炉中使其升温至最重质烃的裂解温度并且随后将其导入不进行其他加热的熟化器中，其移动速度导致其在所述温度下的停留时间足以使重分子发生所希望的裂解成为较轻的分子。裂解的效果是降低被处理的进料的粘度，其中粘度降低是指一种方法，而粘度降低器是指一种使用设备。
熟化器通常呈圆柱形容器，其中不包括进料的附加加热装置，裂解是吸热过程，在熟化器入口与出口之间，进料的温度降低数十度。其中温度通常约为400-500℃，压力约为2-30×105帕斯卡。进料在熟化器中的停留时间约为10-30分钟。作为停留时间与熟化器温度的函数的加工深度约为20分钟。
将经处理的进料注入熟化器底部，而包括视具体情况而形成的气体产物在内的裂解产物从熟化器顶部移出，经过常压蒸馏、随后减压蒸馏得到分馏。
经处理的物料可以是重质原油、常压蒸馏残渣(由于其具备其它方面价值，故不常用)，减压蒸馏残渣或脱沥青树脂。
通过降低粘度而得到的产物于分馏之后成为气态烃和液化石油气体、汽油、粗柴油、馏出物与降低粘度过程的减压残余物。
降低粘度过程的减压残余物为最终的可回收产物，它应该满足为了能够用作燃料油基质而与其它石油馏份相容并且具备稳定性的严格要求，这要求操作者调整降低粘度过程的实施条件，尤其是温度以便符合所设定的标准。
降低粘度单元中遇到的主要问题在于在工艺过程中，熟化器内部进料不均匀，尤其是熟化器侧壁附近，特别是其底部出现的返混与涡流现象。这些扰动随着裂解反应过程中形成的气体而进一步地被加强。熟化器中进料的停留时间随着同一横截面中区域的不同而发生很大的变化。其结果是一部分被处理的进料可能发生过度裂解，而另一部分却裂解不足。
为了弥补这一不足不处，人们在EPA007656中建议在熟化器内与待汇聚的进料流动方向正交的方向上设置多个由筛板构成的内部构件，这些板上的开口可以是圆的和/或缝形，这些开孔优选占板表面的1-30％。
在位于板上并且有气泡通过的孔所处的平面上，每一块板都会产生使进料混合的效果，上述欧洲专利申请指出，在熟化器中使用了1-20块这类板。
正如在EPA0138247中指明的那样，在使用这类筛板时，尤其是形成大量气体化合物并且出现大量焦炭时裂解产物的稳定性仍然不高，在实践中，伴有严重堵塞板孔的危险。其结果是为了清洗筛板并清除焦炭，需要使熟化器长期停车，这提高了生产成本。
本发明的目的在于克服这些缺陷，提供一种确保进料在熟化器中的停留时间更为均匀、降低粘度后的残余物的稳定性更佳和为了获得降低粘度过程产物的转化率得到提高的独特方式。
本发明的目的还在于限制与在降低粘度的整套设备中熟化器内重质烃进料处理过程相关的返混现象。
本发明还涉及减少降低粘度方法及设备中焦炭的生成量。
事实上，申请人发现，在与被处理进料的流动方向正交的方向上在熟化器内设置彼此间隔开、其边缘与熟化器侧壁内表面相连或不相连的环形圆盘时，可以得到较高的进料转化率，因此明显地减少焦炭生成量，并且使降低粘度的真空残余物稳定性更强。
因此，本发明的目的在于提供一种降低液态烃重质进料粘度的方法，其中该进料被加热至能使至少一部分烃发生裂解的温度，随后将进料导入熟化器下部以便将其自下而上地朝着分馏单元的方向从熟化器顶部排出，该法的特征在于在熟化器内沿着与待处理进料流动方向正交的方向设置多个彼此间隔开的、分别包含明显地与熟化器同轴的中央圆形通道的环形圆盘，经过处理的进料自下而上地流过不同环形圆盘的中央通道，通过熟化器。
在使进料沿熟化器的轴向自下而上地流动时，这些环形圆盘的主要功效是限制进料在径向上分散。
有利的作法是，使环形圆盘的边缘与熟化器侧壁的相邻内表面相接。
优选地，对于轴长为8-14米、直径为1.5-2.5米的圆柱形熟化器来说，在其底部与顶部之间设置3-10个规则地间隔的环形圆盘。
有利的作法是，每个环形圆盘的中央通道至少占盘表面的30％，以30-65％为佳。
为了避免在环形盘之间形成死区，这些盘优选被穿孔，盘中形成的孔非常规则地分布于盘表面且占该表面约5-30％。这些孔径足以防止可能发生的造成阻塞的焦化现象，具体地孔径至少为30mm，以30-100mm为佳。
优选地，相邻的穿孔环形盘上的孔在侧面方向上彼此不在一条垂直线上，这样可以防止在相近的盘上的孔被相互正对地放置时出现的沟流现象发生。
本发明还涉及降低液态烃的重质进料的粘度的设备，其中包括将进料热加至使至少一部分烃发生裂解的温度的加热器、一个其下部具有至少一个被预热进料输入管线而其上部具有至少一条将经过处理的物料排放至物料分馏装置的排放管线的熟化器，该设备的特征在于在该熟化器内沿着与待处理物料流动方向正交的方向设置多个彼此间隔开的，其边缘优选与熟化器侧壁的相邻内表面相连并且分别含有明显地与熟化器同轴的中央圆形通道的环形盘。
非限制性的附图表明了本发明的实施例方式。
该图是本发明降低粘度设备的示意图。
图中给出了降低粘度单元的常用组成部分，即：
-一条待处理烃的液态重质进料供料管线1，
-管线1通过其中的并且将重质进料预热至能够确保至少一部分烃发生裂解的温度的炉2，
-呈圆柱形容器、垂直放置、由管线1从底部供料并且在其顶部配置有将进料裂解产物排放至分馏装置的排放管线4的熟化器3。
按照本发明，具有中央圆形通道6的环形盘5被设置在熟化器3内，与其轴垂直。举例来说，对于12米高的熟化器来说，为数8个的盘5由熟化器3的底部至其顶部明显地彼此规则地被间隔开。其边缘与熟化器侧壁的内表面接触，圆形通道6至少占盘表面的35％。
每个盘5上都具有规则地彼此间隔的孔7，这些孔为被处理进料提供了穿过盘的通道，物料中包括形成的和/或注入的气体，这样就避免了在相邻盘之间出现死区。相邻盘上的孔7不是以相互正对的方式而是以彼此错开一定角度、不在同一条垂直线上的方式被设置，以便避免沟流现象发生。这些孔约占盘表面30％，它们在盘面上有规则地分布。
在类似的处理条件下，本发明的环形盘能够得到稳定性得到大幅度提高的降低粘度过程的真空残余物。
事实上，我们了解，通过采用降低粘度过程的减压残余物的稳定性作为参考标准来控制降低粘度的单元，以便于其作为燃料油的应用，因为如果其稳定性不高于一定限度，则燃料油就会由于沥青质的沉淀而形成的沉淀物而产生使用问题。
在不脱离本发明范围的条件下可以设计多种本发明设备的改进形式。
具体地，在一种实施方案中，可以设置一个由熟化器顶部穿过环形盘中央通道进入熟化器的可拆卸心轴。
此外，该轴能支撑彼此间隔的附加“内部构件”，其横截面能够使这些“内部构体”穿过盘的中央通道，以便能够被取出，它占熟化器横截面的5％。
举例来说，这些附加“内部构件”为可能被穿孔的实心盘。这些不同的“内部构件”可以被以在环形盘与实心盘之间交替出现的方式被设置。每个实心盘举例来说处在两个相邻环形盘间距离的三分之一与三分之二之间的位置，优选处在二盘之间中间位置。
下列对比实施例说明通过本发明方法得到的降低粘度减压残余物的稳定性得到提高。它们还描述了该方法的优点。
实施例1
该实施例提供描述通过降低粘度而在不采用本发明环形盘熟化器的条件下进行的常规裂解真空蒸馏残余物方法。该残余物的特征在于：
-密度： 1.0375
-粘度(10-6m2/，100℃)：3500
-含硫量(％重量)：3.86
-康拉逊残碳值(％重量)：19.6
-沥青烯含量(％重量)： 12.1
-分馏界限：520℃
将减压残余物在降低粘度单元的炉内加热至约440℃，随后将其导入未按本发明改进的降低粘度熟化器中，该熟化器直径为2.5米，高度为14米。
操作温度为425℃，压力为8×105Pa。进料流速约为100吨/小时，其平均停留时间为18分钟。
离开熟化器后，在常压蒸馏塔中，随后在减压蒸馏塔中分馏降低粘度过程的流出物。
下表1给出了分馏后得到的产物及其数量。
实施例2
在加工深度相同的条件下，将与实施例1相同的减压蒸馏残余物重新进行降低粘度处理。将进料放在约440℃的炉中加热，在425℃和8×105Pa的压力下操作该熟化器。进料流量如上所述。
按照本发明改进熟化器，其中有6个环形圆盘，彼此间隔2m，最底的盘距底部2.5m。这些盘由钢制成，厚3mm，它们与熟化器共轴并且具有直径为1.5m的圆形中央通道，其表面上规则地分布有直径为90mm的孔。6个相同的盘彼此以角度20°错开，不在一条垂线上，从而使两个相邻盘的孔不正对着。
如上所述，离开熟化器后，降低粘度过程的流出物在常压蒸馏塔内、随后在减压蒸馏塔内被分馏。所得到的产物及数量被汇集在下列表1中。
实施例3
借助与实施例1相同的减压蒸馏残余物，在比实施例1和2更高的加工深度的条件下进行降低粘度处理。
在448℃的炉中加热残余物，随后将其导入配备有与实施例2相同的具有6个环形盘的熟化器中。在434℃下操作该熟化器。熟化器中进料的流量与压力条件及其平均停留时间均与实施例1和2相同。
因此，可在比实施例1和2更高的加工深度条件下进行操作。
如这些实施例所示，熟化器流出物在常压蒸馏塔中，随后在减压蒸馏塔中被分馏。
所得的产物被列于下表1。
表1
| 分馏后得到的产物(％重量) | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 气体汽油+LPG粗柴油馏出物R.S.V.R.(减压残余物)R.S.V.R.的稳定性-稳定性*-沉积物(ppm)**R.S.V.R.的粘度(cst，100℃) | 0.64512.310.971.2+85040 000 | 0.505.5013.711.1069.204450063 000 | 0.555.8014.7011.7567.20+800102 000 |
*例如根据ASTM试验步骤D1661(ASTM标准，第657-661页，05.01卷，1989版)测定。
**按照NFM 07063步骤测定，过滤时的温度依据产物的粘度确定，高于100℃。在用十二烷进行洗涤之前借助适合于过滤温度的溶剂进行附加洗涤。
结果表明，采用本发明实施例2的熟化器得到的减压残余物与气体的数量少于常规技术(实施例1)的熟化器得到的数量，而前者的汽油与馏出物的数量却多于后者的数量。尤其是可以看出粗柴油的数量大幅度上升。
实施例2(本发明方法)中降低粘度过程的减压残余物(R.S.V.R.)的粘度高于先有技术方法得到的减压残余物。此外，经本发明熟化器处理产生的残余物的稳定性得到提高。
对于实施例3，转化率得到进一步提高，这可以由汽油、馏出物和粗柴油数量的上升得到说明。减压残余物的粘度与实施例1和2相比明显提高，其稳定性与实施例1的产物相同，不过，降低粘度的条件却更加苟刻。
这些结果清楚地表明了本发明方法的优点。
Claims (15)
1.用于降低液态烃重质进料的粘度的方法，其中该进料被加热至能使至少一部分烃发生裂解的温度，随后将该进料导入熟化器(3)下部以便将其自下而上地朝着分馏单元的方向从熟化器(3)顶部排出，其特征在于在该熟化器(3)内沿着与待处理进料流动方向正交的方向设置多个彼此间隔开的分别具有基本上与该熟化器同轴的中央圆形通道(6)的环形圆盘(5)，经过处理的进料自下而上地流过不同环形盘的中央通道(6)，通过该熟化器。
2.权利要求1的方法，其特征在于所述环形盘(5)的边缘与熟化器侧壁的相邻内表面连接。
3.权利要求1或2的方法，其特征在于由环形盘(5)间隔开的熟化器(3)的体积还通过包括所形成的气体在内的经过处理的进料流过的所述盘上的孔(7)相互联系。
4.用于降低液态烃的重质进料的粘度的设备，其中包括将所述进料加热至使至少一部分烃发生裂解的温度的加热器(2)、其下部具有至少一条被预热进料输入管线(1)而其上部具有至少一条将经过处理的物料排放至该进料分馏装置的排放管线(4)的熟化器(3)，该设备的特征在于在熟化器(3)内沿着与待处理进料流向垂直的方向设置多个彼此间隔开的并且分别具有基本上与熟化器(3)同轴的中央圆形通道(6)的环形盘(5)。
5.权利要求4的方法，其特征在于所述环形盘(5)的边缘与熟化器侧壁的相邻内表面连接。
6.权利要求4或5的设备，其特征在于所述环形盘(5)规则地被彼此间隔开来。
7.权利要求4或5的设备，其特征在于所述环形盘(5)的圆形通道(6)占所述盘表面的至少30％。
8.权利要求6的设备，其特征在于所述环形盘(5)的圆形通道(6)占所述盘表面的30-65％。
9.权利要求4或5的设备，其特征在于所述环形盘(5)具有孔(7)。
10.权利要求9的设备，其特征在于所述孔(7)被规则地分布在每个环形盘(5)的表面上。
11.权利要求9的设备，其特征在于所述孔(7)占所述环形盘(7)的表面的约5-30％。
12.权利要求9的设备，其特征在于所述孔(7)的直径至少为30mm。
13.权利要求12的设备，其特征在于所述孔(7)的直径为30-100mm。
14.权利要求9的设备，其特征在于所述相邻盘上的相对应的孔(7)彼此不在一条垂线上。
15.权利要求4或5的设备，其中所述熟化器(3)的轴长为8-14m，直径为1.5-2.5m，其特征在于具有3-10个环形盘(5)。
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