CN1119389C

CN1119389C - 一种降低焦炭塔泡沫层的延迟焦化工艺方法

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Publication number: CN1119389C
Application number: CN 99119740
Authority: CN
Inventors: 李锐; 李云龙; 徐旭明; 陈清怡
Original assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petrochemical Corp
Current assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petrochemical Corp
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2003-08-27
Anticipated expiration: 2019-09-29
Also published as: CN1289819A

Abstract

一种降低焦炭塔泡沫层的延迟焦化工艺方法，其特点是当焦炭塔料面与焦炭塔顶的距离超过塔高的15～20%时，从焦炭塔顶部注入不含消泡剂的焦化柴油；而当焦炭塔料面与焦炭塔顶的距离不足塔高的15～20%时，从焦炭塔顶部注入含消泡剂的焦化柴油。该方法消除了焦炭塔内的泡沫，提高了焦炭塔利用率，与整个操作周期中注入含硅消泡剂相比，焦化馏份油中的硅含量大幅度降低。

Description

一种降低焦炭塔泡沫层的延迟焦化工艺方法

本发明属于一种在不存在氢的情况下烃油的非催化热裂化工艺方法，更具体地说，是一种降低焦炭塔泡沫层的延迟焦化工艺方法。

延迟焦化是一种将渣油深度裂化转化为焦化干气、焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油和焦炭的热加工工艺。渣油被加热至500℃后，进入焦炭塔进行焦化反应，生成的裂化产物为焦化干气和焦化馏份油，这些裂化产物从焦炭塔顶部逸出进入分馏塔；生成的缩合产物为焦炭，这种缩合产物留在焦炭塔内。延迟焦化工艺采用半连续式切换操作方式，一个加热炉对应两个焦炭塔，当一个焦炭塔在用时即处于进料和反应状态，另一个焦炭塔进行预热备用，当在用的焦炭塔料面与焦炭塔顶的距离不足塔高的15～20％时，切换到备用的焦炭塔，此时备用的焦炭塔变为在用的焦炭塔，而对充满焦炭的焦炭塔进行清焦，之后再预热备用。

对于任一在用焦炭塔来说，随着进料和反应时间的增加，焦炭塔的料面逐渐增高，到反应后期，焦炭塔料面达到最高。当料面达到一定高度时，由于气速过高，大量油气在焦炭塔内产生泡沫，泡沫层高度有时达到5米以上，泡沫随着大量的油气逸出而流出焦炭塔，造成后续的设备结焦。为了有效地利用焦炭塔容积，将焦炭塔的料面控制在安全操作范围内，通常采用注入消泡剂的方式。一般来说，最有效的消泡剂是含硅化合物如聚硅氧烷等，虽然加入大量的含硅化合物能有效地降低泡沫层，但得到的焦化馏份油中硅含量很高，下游装置在加工这种硅含量高的焦化馏份油时催化剂容易中毒。人们在降低硅含量以及寻找替代含硅消泡剂方面作了大量的研究工作，例如：

USP5,169,560提出使用磺酸盐和磷酸盐化合物来代替含硅化合物消泡剂；USP5,472,637提出使用聚异丁烯化合物来代替含硅化合物消泡剂；USP5,389,299提出使用动物油来代替含硅消泡剂。

USP5,667,669提出在使用含硅消泡剂的同时，用部分非含硅化合物来代替。非含硅化合物包括有机磺酸盐，碳粉、植物油、动物油、聚异丁烯化合物等，但由于采用消泡剂与原料混合的方式加入系统中，消泡剂只是起阻泡作用，消泡效果一般。

USP4,961,840提出用聚硅氮烷与惰性气体混合直接注入方式来降低焦炭塔的泡沫，其注入方式是从焦炭塔顶部注入，惰性气体是作为伴随气体，其作用是控制聚硅氮烷的粘度，防止注入口堵塞，但对降低硅含量效果不大。

本发明的目的是提出一种能有效地降低焦炭塔泡沫层同时又能降低焦化馏份油中硅含量的延迟焦化工艺方法。

本发明的目的是通过下述方案实现的：焦化原料经加热炉加热后，进入焦炭塔进行焦化反应，在焦炭塔操作周期内，随着进料量的逐渐增加，焦炭塔料面逐步升高，当焦炭塔料面与焦炭塔顶的距离超过塔高的15～20％时，从焦炭塔顶部注入不含消泡剂的焦化柴油；当焦炭塔料面与焦炭塔顶的距离不足塔高的15～20％时，从焦炭塔顶部注入含消泡剂的焦化柴油。

本发明的详细操作过程为：

从延迟焦化工艺出来的焦化柴油进入两个储罐，其中一个储罐加入消泡剂，消泡剂用量为焦化原料的5～100ppm，而另一个储罐不加入消泡剂。

焦化原料经加热炉加热后，进入焦炭塔进行焦化反应，随着进料量的增加，焦炭塔料面逐渐增高，当焦炭塔料面与焦炭塔顶的距离超过塔高的15～20％米时，来自不含消泡剂储罐的焦化柴油从焦炭塔顶部注入焦炭塔内，焦化柴油在焦炭塔顶部迅速气化，随焦化油气进入分馏塔，防止喷嘴和管线堵塞；当焦炭塔料面与焦炭塔顶的距离不足塔高的15～20％时，来自含消泡剂储罐的焦化柴油从焦炭塔顶部注入，一直注入到进料结束。

所述的焦化原料选自任何原油的常压渣油、减压渣油、减粘渣油、催化裂化油浆、加氢裂化尾油、乙烯渣油、润滑油抽出油之中的一种或一种以上的混合物。

所述的延迟焦化工艺包括常规延迟焦化工艺和各种改进的延迟焦化工艺如单程延迟焦化工艺、小循环比延迟焦化工艺、多产中间馏份油延迟焦化工艺、大循环比延迟焦化工艺和生产针状焦延迟焦化工艺等。

所述的消泡剂包括延迟焦化常用的各种含硅化合物，例如聚硅氧烷、聚硅氮烷等。

下面结合附图对本发明提供的方法予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明。

附图为本发明提供的降低焦炭塔泡沫层的延迟焦化工艺方法流程图。

焦化原料经管线1进入加热炉5的对流室预热后，再进入分馏塔2下部，与来自管线9的高温油气换热后，经管线3用泵4打入加热炉5的辐射室加热后，经管线6进入焦炭塔7或8进行焦化反应，焦炭聚结在焦炭塔内，生成的焦化油气经管线9进入分馏塔2，分馏得到焦化干气、焦化汽油、焦化柴油和焦化蜡油，焦化柴油一部份出装置，一部份进入消泡剂储罐11和12，其中储罐11为不含消泡剂的焦化柴油，储罐1 2为装有焦化柴油和含硅消泡剂的混合液，含硅消泡剂经管线15进入储罐12。从储罐出来的物流从焦炭塔顶部注入焦炭塔7或8，注入方式如下：储罐11和12进行切换操作，当焦炭塔料面与焦炭塔顶的距离超过塔高的15～20％时，注入不含消泡剂的焦化柴油；当焦炭塔料面与焦炭塔顶的距离不足塔高的15～20％时，切换到注入含硅消泡剂焦化柴油。

本发明的优点：

1、当泡沫层没有达到安全高度之前，注入不含消泡剂的焦化柴油，防止了注入口和管线堵塞，操作方便可靠；当达到安全高度后，再从焦炭塔顶部注入含消泡剂的焦化柴油，对消除泡沫层效果最佳。

2、既降低了消泡剂的使用量，节省了操作费用；又降低了焦化馏份油中的硅含量，避免了加工焦化馏份油的下游装置催化剂中毒的可能性。

3、由于注入的溶剂来自装置自产的焦化柴油，又可循环使用，因此降低了操作费用。

下面的实施例将对本发明予以进一步说明，但并不因此而限制本发明。实施例和对比例所使用的原料为减压渣油，其性质如表1所示；实施例和对比例所使用的含硅消泡剂商品牌号为CDF-10，由中国石油化工集团公司石油化工科学研究院新产品开发中心生产；实施例和对比例所使用的试验装置为处理量10千克/小时的中型延迟焦化装置，其中焦炭塔的高度为1.5米。不注消泡剂时，泡沫层的高度计为100％；注消泡剂时，泡沫层的高度以前者作为计算基准。

实施例1

减压渣油A经加热炉加热后，进入焦炭塔进行焦化反应，在焦炭塔操作周期内，随着进料量的逐渐增加，焦炭塔料面逐步升高，当焦炭塔料面高度低于焦炭塔高度的80％时，从焦炭塔顶部注入不含消泡剂的焦化柴油；当焦炭塔料面高度达到焦炭塔高度的80％时，从焦炭塔顶部注入含5ppm消泡剂(占减压渣油A)的焦化柴油。操作条件和试验结果见表2。

从表2可以看出，如果以不注消泡剂的泡沫层的高度为100％计，那么本实施例只有泡沫层的高度仅为5～10％；焦化汽油、焦化柴油中的硅含量分别只有6.8ppm、1.4ppm，焦化蜡油中的硅含量＜1.0ppm。

含硅消泡剂的注入对降低焦炭塔泡沫层高度有着非常显著的效果，采用本发明注入方式的效果与焦炭塔整个操作过程中一直注入消泡剂的效果相当。

对比例1

与实施例1相比，区别在于本对比例在焦炭塔操作周期内没有注入任何消泡剂。操作条件和试验结果见表2。

从表2可以看出，泡沫层的高度为100％，说明不注含硅消泡剂，不能降低焦炭塔泡沫层。

对比例2

与实施例1相比，区别在于本对比例在整个焦炭塔操作周期内都注入消泡剂。操作条件和试验结果见表2。

从表2可以看出，虽然泡沫层的高度只有5～10％，但焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油中的硅含量分别为15.2ppm、3.6ppm、2.1ppm，分别高于实施例1中焦化馏分油的硅含量。

实施例2

减压渣油B经加热炉加热后，进入焦炭塔进行焦化反应，在焦炭塔操作周期内，随着进料量的逐渐增加，焦炭塔料面逐步升高，当焦炭塔料面高度低于焦炭塔高度的85％时，从焦炭塔顶部注入不含消泡剂的焦化柴油；当焦炭塔料面高度达到焦炭塔高度的85％时，从焦炭塔顶部注入含10ppm消泡剂(占减压渣油B)的焦化柴油。操作条件和试验结果见表3。

从表3可以看出，如果以不注消泡剂的泡沫层的高度为100％计，那么本实施例只有泡沫层的高度仅为3.5％；焦化汽油、焦化柴油中的硅含量分别只有10.1ppm、2.0ppm，焦化蜡油中的硅含量为2.3ppm。

对比例3

与实施例2相比，区别在于本对比例在焦炭塔操作周期内没有注入任何消泡剂。操作条件和试验结果见表3。

从表3可以看出，泡沫层的高度为100％，说明不注含硅消泡剂，不能降低焦炭塔泡沫层。

对比例4

与实施例2相比，区别在于本对比例在整个焦炭塔操作周期内都注入消泡剂。操作条件和试验结果见表3。

从表3可以看出，虽然泡沫层的高度只有3.0％，但焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油中的硅含量分别为34.2ppm、6.2ppm、9.1ppm，分别高于实施例2中焦化馏分油的硅含量。

表1

原料	减压渣油A	减压渣油B
原料	减压渣油A	减压渣油B	密度(20℃)，克/厘米³	1.0029	0.9867
运动粘度(100℃)，毫米²/秒	406.5	357.6	密度(20℃)，克/厘米³	1.0029	0.9867
运动粘度(100℃)，毫米²/秒	406.5	357.6	残炭，重％	18.2	15.2
碳，重％	85.66	85.68	残炭，重％	18.2	15.2
碳，重％	85.66	85.68	氢，重％	10.39	10.92
硫，重％	3.6	2.8	氢，重％	10.39	10.92
硫，重％	3.6	2.8	氮，重％	0.35	0.42
组成分析，重％			氮，重％	0.35	0.42
组成分析，重％			饱和烃	13.8	20.5
芳烃	53.0	46.5	饱和烃	13.8	20.5
芳烃	53.0	46.5	胶质	27.1	27.8
沥青质	6.1	5.2	胶质	27.1	27.8

表2

编号	实施例1	对比例1	对比例2
编号	实施例1	对比例1	对比例2	操作条件
加热炉出口温度，℃	500	500	500	操作条件
加热炉出口温度，℃	500	500	500	焦炭塔顶压力，兆帕	0.17	0.17	0.17
循环比	0.20	0.20	0.20	焦炭塔顶压力，兆帕	0.17	0.17	0.17
循环比	0.20	0.20	0.20	注剂量，ppm	5	0	5
试验结果				注剂量，ppm	5	0	5
试验结果				泡沫层高度，％	5～10	100	5～10
硅含量，ppm				泡沫层高度，％	5～10	100	5～10
硅含量，ppm				焦化汽油	6.8	＜1.0	15.2
焦化柴油	1.4	＜1.0	3.6	焦化汽油	6.8	＜1.0	15.2
焦化柴油	1.4	＜1.0	3.6	焦化蜡油	＜1.0	2.7	2.1

表3

编号	实施例2	对比例3	对比例4
编号	实施例2	对比例3	对比例4	操作条件
加热炉出口温度，℃	500	500	500	操作条件
加热炉出口温度，℃	500	500	500	焦炭塔顶压力，兆帕	0.17	0.17	0.17
循环比	0.40	0.40	0.40	焦炭塔顶压力，兆帕	0.17	0.17	0.17
循环比	0.40	0.40	0.40	注剂量，ppm	10	0	10
试验结果				注剂量，ppm	10	0	10
试验结果				泡沫层高度，％	3.5	100	3.0
硅含量，ppm				泡沫层高度，％	3.5	100	3.0
硅含量，ppm				焦化汽油	10.1	＜1.0	34.2
焦化柴油	2.0	＜1.0	6.2	焦化汽油	10.1	＜1.0	34.2
焦化柴油	2.0	＜1.0	6.2	焦化蜡油	2.3	＜1.0	9.1

Claims

1、一种降低焦炭塔泡沫层的延迟焦化工艺方法，是将焦化原料经加热炉加热后，进入焦炭塔进行焦化反应，在焦炭塔操作周期内，随着进料量的逐渐增加，焦炭塔料面逐步升高，其特征在于当焦炭塔料面与焦炭塔顶的距离超过塔高的15～20％时，从焦炭塔顶部注入不含消泡剂的焦化柴油；当焦炭塔料面与焦炭塔顶的距离不足塔高的15～20％时，从焦炭塔顶部注入含消泡剂的焦化柴油。

2、按照权利要求1所述的工艺方法，其特征在于所述的焦化原料选自任何原油的常压渣油、减压渣油、减粘渣油、催化裂化油浆、加氢裂化尾油、乙烯渣油和润滑油抽出油之中的一种或一种以上的混合物。

3、按照权利要求1所述的工艺方法，其特征在于延迟焦化工艺包括常规的延迟焦化工艺和各种改进的延迟焦化工艺。

4、按照权利要求3所述的工艺方法，其特征在于所述的各种改进的延迟焦化工艺包括单程延迟焦化工艺、小循环比延迟焦化工艺、大循环比延迟焦化工艺、多产中间馏份油延迟焦化工艺和生产针状焦延迟焦化工艺

5、按照权利要求1所述的工艺方法，其特征在于所述的消泡剂为延迟焦化常用的聚硅氧烷或聚硅氮烷。

6、按照权利要求1或5所述的工艺方法，其特征在于所述的消泡剂用量为焦化原料的5～100ppm。