CN109575958A - 一种延迟焦化干法冷焦装置及方法 - Google Patents

一种延迟焦化干法冷焦装置及方法 Download PDF

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周宇航
曹琳
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Abstract

本发明提出一种延迟焦化干法冷焦装置及方法，包括焦炭塔、余热锅炉、二氧化碳捕集器、冷却器和空气压缩机，余热锅炉进口连接烟气入口管线，出口连接烟气出口管线和净化管线，净化管线与二氧化碳捕集器进口相连，二氧化碳捕集器出口通过管线与冷却器进口相连，冷却器出口通过管路与空气压缩机进口相连，空气压缩机出口通过烟气进气管线与给水给汽管线相连，给水给汽管线与焦炭塔的进料管线相连通，进料管线与焦炭塔的烟气进口相连，焦炭塔的烟气出口通过烟气排气管线与烟气入口管线相连通。本发明用烟气代替冷焦水，利用了焦炭的热量，避免冷焦过程中给水阶段产生的污水，延长焦炭塔设备的使用寿命。

Description

一种延迟焦化干法冷焦装置及方法
技术领域
本发明属于石油炼制过程的技术领域，尤其涉及一种延迟焦化干法冷焦装置及方法。
背景技术
延迟焦化装置的焦炭塔为间断切换生产，当其中一个未充满焦炭的焦炭塔处于正常生产过程中，则另外一个充满焦炭的焦炭塔处于冷焦、切焦或预热状态，其中的冷焦过程要经历小吹汽、大吹汽、小给水、大给水过程，首先给小吹汽冷却至420℃，然后进行大吹汽冷却至390℃，然后由吹汽切换至给冷焦水，逐渐增大冷焦水量，最终将焦炭冷却至80℃，达到切焦条件。
现有的焦化装置冷焦工艺中，大都采用湿法熄焦，将50～60℃过冷的水通入焦炭塔中，进行冷焦，此过程中不但热能不能回收，而且还产生含有大量焦粉和污油的冷焦水，冷焦水的存在给延迟焦化的生产安全造成很大的威胁，增加了装置的维修、操作和管理费用，对环境造成了污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种延迟焦化干法冷焦装置及方法，通过改变传统的延迟焦化焦炭塔给水阶段的冷焦工艺，在同样达到对焦炭进行冷却目的的前提下，利用催化裂化过程中产生的排放烟气进行冷焦。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种延迟焦化干法冷焦装置，其特征在于，包括焦炭塔、余热锅炉、二氧化碳捕集器、冷却器和空气压缩机，所述余热锅炉进口连接烟气入口管线，余热锅炉出口连接烟气出口管线和净化管线，所述净化管线与所述二氧化碳捕集器进口相连，二氧化碳捕集器出口通过管线与所述冷却器进口相连，冷却器出口通过管路与所述空气压缩机进口相连，空气压缩机出口通过烟气进气管线与给水给汽管线相连，所述给水给汽管线与所述焦炭塔的进料管线相连通，进料管线与焦炭塔的烟气进口相连，焦炭塔的烟气出口通过烟气排气管线与所述烟气入口管线相连通；
所述进气管线上设有旋风分离器；
所述余热锅炉上设有除氧水管线和蒸汽管线；
所述余热锅炉出口设有烟气进气流量阀；
所述烟气进气管线上设有烟气控制阀；
所述给水给汽管线与大吹汽管线、小给水管线和大给水管线相连通，其上设有给水给汽控制阀和烟气进塔温度显示器，大吹汽管线、小给水管线和大给水管线上分别设有大吹汽控制阀、小给水阀和大给水阀；
所述进料管线上设有进料控制阀，进料管线与小吹汽管线相连通，所述小吹汽管线上设有小吹汽控制阀；
烟气排气管线上连通放空管线和塔顶油气管线，并设有烟气排气流量阀和塔顶烟气温度显示器。
一种延迟焦化干法冷焦方法，包括给水阶段，其特征在于，在所述给水阶段，用催化裂化过程中产生的排放烟气代替冷焦水对焦炭进行冷焦，具体步骤包括：
S1)关闭大吹汽控制阀；
S2)开启烟气控制阀，通入烟气，从焦炭塔出来的高温烟气并入烟气入口管线中，通过旋风分离器后进入余热锅炉换热；
S3)调节烟气进气流量阀，分流后的烟气进入烟气进气管线，经过二氧化碳捕集器后，通过冷却器换热及气体压缩机加压，再次进入焦炭塔。
按上述方案，所述烟气为石油炼制的催化裂化过程中产生的排放烟气。
按上述方案，所述烟气的进气时间为6～8小时；进入焦炭塔的烟气压力为1.0～1.2MPa，温度为50～60℃。
本发明的有益效果是：一种延迟焦化干法冷焦装置及方法，利用了催化裂化工艺中产生的烟气，烟气在余热锅炉中释放热量、温度降低，然后通往焦炭塔进行冷焦，吸收焦炭热量的烟气作为二次热源，再通往余热锅炉中释放热量。烟气代替冷焦水后的优势包括：(1)利用了焦炭的热量且提高了焦炭的品质；(2)可以避免冷焦过程中给水阶段产生的污水；(3)有效地避免了给水阶段可能导致的炸焦危险以及焦炭塔设备内部受损，保证了焦炭塔设备长周期运行。
附图说明
图1为本发明一个实施例的延迟焦化冷焦工艺流程图。
其中：1-塔顶烟气温度显示器，2-放空管线，3-塔顶油气管线，4-焦炭塔，5-烟气进塔温度显示器，6-进料管线，7-小吹汽管线，8-小吹汽控制阀，9-进料控制阀，10-给水给汽控制阀，11-给水给汽管线，12-大吹汽控制阀，13-大吹汽管线，14-小给水阀，15-小给水管线，16-大给水阀，17-大给水管线，18-烟气控制阀，19-烟气进气管线，20-气体压缩机，21-冷却器，22-二氧化碳捕集器，23-烟气排气流量阀，24-烟气入口管线，25-旋风分离器，26-余热锅炉，27-蒸汽管线，28-除氧水管线，29-烟气进气流量阀，30-烟气出口管线，31-净化管线，32-烟气排气管线。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明进一步的描述。
如图1所示，一种延迟焦化干法冷焦装置，包括焦炭塔4、余热锅炉26、二氧化碳捕集器22、冷却器21和空气压缩机20，余热锅炉进口连接烟气入口管线24，余热锅炉出口连接烟气出口管线30和净化管线31，净化管线与二氧化碳捕集器进口相连，二氧化碳捕集器出口通过管线与冷却器进口相连，冷却器出口通过管路与空气压缩机进口相连，空气压缩机出口通过烟气进气管线19与给水给汽管线11相连，给水给汽管线与焦炭塔的进料管线6相连通，进料管线与焦炭塔的烟气进口相连，焦炭塔的烟气出口通过烟气排气管线32与烟气入口管线相连通；
进气管线上设有旋风分离器25；
余热锅炉上设有除氧水管线28和蒸汽管线27；
余热锅炉出口设有烟气进气流量阀29；
烟气进气管线上设有烟气控制阀18；
给水给汽管线与大吹汽管线13、小给水管线15和大给水管线17相连通，其上设有给水给汽控制阀10和烟气进塔温度显示器5，大吹汽管线、小给水管线和大给水管线上分别设有大吹汽控制阀12、小给水阀14和大给水阀16；
进料管线上设有进料控制阀9，进料管线与小吹汽管线7相连通，小吹汽管线上设有小吹汽控制阀8；
烟气排气管线上连通放空管线2和塔顶油气管线3，并设有烟气排气流量阀23和塔顶烟气温度显示器1。
一种延迟焦化干法冷焦方法，在给水阶段，用催化裂化过程中产生的排放烟气代替冷焦水对焦炭进行冷焦，具体步骤包括：
S1)关闭大吹汽控制阀；
S2)开启烟气控制阀，通入烟气，从焦炭塔出来的高温烟气并入烟气入口管线中，通过旋风分离器后进入余热锅炉换热；
S3)调节烟气进气流量阀，分流后的烟气进入烟气进气管线，经过二氧化碳捕集器后，通过冷却器换热及气体压缩机加压，再次进入焦炭塔。
烟气为石油炼制的催化裂化过程中产生的排放烟气。
烟气的进气时间为6～8小时；进入焦炭塔的烟气压力为1.0～1.2MPa，温度为50～60℃。
实施例一
以125万吨/年“一炉两塔”工艺流程的延迟焦化装置为例，采用本发明提供的技术方案进行冷焦：
1、打开小吹汽控制阀，通过小吹汽管线给蒸汽，时间约为半小时，汽流量约为2t/h；
2、打开大吹汽控制阀，通过大吹汽管线给蒸汽，时间约为三小时，目的是确保给汽通道畅通，关闭大吹汽控制阀；
3、打开烟气控制阀，通入烟气6～8h，此时烟气进塔温度显示器显示烟气温度为50～60℃，塔顶烟气温度显示器显示出塔烟气温度为350～370℃；从焦炭塔出来的高温烟气并入催化裂化余热锅炉的烟气入口管线中，通过旋风分离器除尘后，进入余热锅炉，放出热量；
4、调节烟气进气流量阀，分流后的烟气进入烟气进气管线，经过二氧化碳捕集器除去二氧化碳，通过冷却器和气体压缩机得到低温烟气。
操作数据如表一：
表一
焦炭的初始温度 >420℃
蒸汽压力 1.0MPa
小吹气阶段吹气时间 0.5h
小吹气阶段吹气流量 2t/h
大吹气阶段吹气时间 3h
大吹气阶段吹气流量 12t/h
循环烟气进塔压力 1.0～1.2MPa
循环烟气进塔温度 50～60℃
循环烟气出塔温度 350～370℃
循环烟气流量 12～20t/h
循环烟气切塔时间 6～8h
焦炭塔冷焦结束时焦炭温度 <80℃
采用现有的技术方案进行冷焦：
1、打开小吹汽控制阀，通过小吹汽管线给蒸汽，时间约为半h，气流量约为2t/h；
2、打开大吹汽控制阀，通过大吹汽管线给蒸汽，时间约为三小时，此时焦炭塔顶油气冷却至390℃；
3、逐渐关闭大吹汽控制阀，同时缓慢开启小给水控制阀，向焦炭塔4给冷焦水，当焦炭塔进料管线上的焦炭塔底进料温度骤降，听到塔内有水击声时，表明水已进入焦炭塔，关闭大吹汽控制阀；若冷焦水未给进焦炭塔，此时要立即开启大吹汽控制阀向塔内吹汽，然后重复上述操作，直到焦炭塔进料管线上的温度骤降，听到塔内有水击声；
4、逐渐开启小给水控制阀、大给水控制阀，提高冷焦水量给水量，最终将塔内温度冷至80℃以下，完成冷焦过程。
操作数据如表二：
表二
焦炭的初始温度 >420℃
蒸汽压力 1.0MPa
小吹气阶段吹气时间 0.5h
小吹气阶段吹气流量 2t/h
大吹气阶段吹气时间 3h
大吹气阶段吹气流量 12t/h
冷焦水流量 200～400t/h
冷焦水给水时间 5～6h
焦炭塔冷焦结束时焦炭温度 <80℃
通过表一和表二中的数据比较可以得出，本发明大大降低了能量消耗，以实施例一为例，延迟焦化装置每加工万吨渣油进料，可减少消耗冷焦水4800吨，同时多产192吨3.5MPa蒸汽。
以上所述仅是本发明的具体个例，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干改进和变换，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种延迟焦化干法冷焦装置，其特征在于，包括焦炭塔、余热锅炉、二氧化碳捕集器、冷却器和空气压缩机，所述余热锅炉进口连接烟气入口管线，余热锅炉出口连接烟气出口管线和净化管线，所述净化管线与所述二氧化碳捕集器进口相连，二氧化碳捕集器出口通过管线与所述冷却器进口相连，冷却器出口通过管路与所述空气压缩机进口相连，空气压缩机出口通过烟气进气管线与给水给汽管线相连，所述给水给汽管线与所述焦炭塔的进料管线相连通，进料管线与焦炭塔的烟气进口相连，焦炭塔的烟气出口通过烟气排气管线与所述烟气入口管线相连通；
所述进气管线上设有旋风分离器；
所述余热锅炉上设有除氧水管线和蒸汽管线；
所述余热锅炉出口设有烟气进气流量阀；
所述烟气进气管线上设有烟气控制阀；
所述给水给汽管线与大吹汽管线、小给水管线和大给水管线相连通，其上设有给水给汽控制阀和烟气进塔温度显示器，大吹汽管线、小给水管线和大给水管线上分别设有大吹汽控制阀、小给水阀和大给水阀；
所述进料管线上设有进料控制阀，进料管线与小吹汽管线相连通，所述小吹汽管线上设有小吹汽控制阀；
烟气排气管线上连通放空管线和塔顶油气管线，并设有烟气排气流量阀和塔顶烟气温度显示器。
2.采用权利要求1所述的一种延迟焦化干法冷焦装置的工艺方法，包括给水阶段，其特征在于，在所述给水阶段，用催化裂化过程中产生的排放烟气代替冷焦水对焦炭进行冷焦，具体步骤包括：
S1)关闭大吹汽控制阀；
S2)开启烟气控制阀，通入烟气，从焦炭塔出来的高温烟气并入烟气入口管线中，通过旋风分离器后进入余热锅炉换热；
S3)调节烟气进气流量阀，分流后的烟气进入烟气进气管线，经过二氧化碳捕集器后，通过冷却器换热及气体压缩机加压，再次进入焦炭塔。
3.根据权利要求2所述的一种延迟焦化干法冷焦装置的工艺方法，其特征在于，所述烟气为石油炼制的催化裂化过程中产生的排放烟气。
4.根据权利要求3所述的一种延迟焦化干法冷焦装置的工艺方法，其特征在于，所述烟气的进气时间为6～8小时；进入焦炭塔的烟气压力为1.0～1.2MPa，温度为50～60℃。
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