CN1461794A - 一种降低焦炭挥发分的延迟焦化方法 - Google Patents

Abstract

一种降低焦炭挥发分的延迟焦化方法，是将常规焦化原料、较少焦化的原料分别加热至420℃～505℃、490℃～525℃后进入焦炭塔，反应生成的焦炭留在焦炭塔内，分离焦化油气得到焦化气体、焦化汽油、焦化柴油、焦化瓦斯油，较少焦化的原料在一个焦化周期的一段时间中代替常规焦化原料作为焦化进料，经焦化加热炉加热后进入焦炭塔反应。该方法通过提高焦炭塔内温度使塔内的生焦挥发分降低至3～12m％。

Description

一种降低焦炭挥发分的延迟焦化方法

                         技术领域

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，更具体地说，是一种降低焦炭挥发分的延迟焦化方法。

                         背景技术

由于投资和操作费用低，能把劣质减压渣油或污油转化成价值高的液体产品和特种石油焦等产品，延迟焦化依然是炼厂主要渣油加工技术，受到人们普遍重视。目前，国内焦化装置在装置大型化、长周期、优化操作、提高焦炭质量、提高液体收率以获取最佳经济效益等方面普遍面临技术问题。焦炭挥发分控制技术便是其中之一，焦炭挥发分是焦炭主要质量指标之一。我国石油化工行业标准普通焦炭(生焦green coke)质量指标中(SH0527-92)，挥发分为12～20％，一级品为12％，高于国外的4～10％，影响我国焦炭产品出口和经济效益。目前，我国各炼厂焦化装置焦炭挥发分一般为12～16％，少数装置挥发分达20％以上。挥发分大影响焦化装置的液体收率，对于炼钢电极用的焦炭，还影响煅烧损失及电极成本，严重的还影响电极质量。原料性质、操作条件及焦炭塔保温效果决定了焦炭挥发分大小，针对加工一定的减压渣油等原料，炼厂焦化装置普遍采用控制加热炉出口温度来降低焦炭挥发，由于加热炉出口温度受炉管结焦及其操作周期制约，一般控制在495℃～500℃，调整的余地不大，因此，有时焦炭挥发分难以保证。

USP4,547,284公开了一种焦炭生产方法，特别是用经过预处理的原料生产针状焦方法，该方法对离线(off-stream)焦炭塔内的焦炭用不裂化的气体进行热处理以降低焦炭的挥发分。该方法是在一个操作周期结束换塔后对离线焦炭塔进行热处理。该方法另需一套不裂化气体加热、冷却、循环系统，实际操作时，该循环系统与焦化本身操作难以恰好分配。

USP5,645,712公开了一种提高液体产品收率的延迟焦化方法，是在降低焦化系统的操作循环比的同时，用一种加热后的非焦化的烃类稀释剂来提高焦炭塔操作温度，使液体产品收率增加，焦炭收率下降。该稀释剂可加入加热炉出口的物流中，也可直接加入焦炭塔中，稀释剂与焦化原料分开加热，稀释剂馏分至少部分比重瓦斯油轻，该方法将稀释剂与焦化原料分开加热同时进行操作。该方法也需一套稀释剂加热系统，增加了设备投资及操作费用。

                         发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提出一种降低焦炭挥发分的延迟焦化方法。

本发明提供的方法包括：将常规焦化原料、较少焦化的原料分别加热至420℃～505℃、490℃～525℃后进入焦炭塔，反应生成的焦炭留在焦炭塔内，分离焦化油气得到焦化气体、焦化汽油、焦化柴油、焦化瓦斯油，较少焦化的原料在一个焦化周期的一段时间中代替常规焦化原料作为焦化进料，经焦化加热炉加热至490℃～525℃进入焦炭塔反应。

该方法通过提高焦炭塔内温度使塔内的生焦挥发分降低至3～12m％。

                         附图说明

附图是本发明提供的降低焦炭挥发分的延迟焦化方法示意图。

                         具体实施方式

本发明提供的方法为：将常规焦化原料、较少焦化的原料分别加热至420℃～505℃、490℃～525℃后进入焦炭塔，反应生成的焦炭留在焦炭塔内，分离焦化油气得到焦化气体、焦化汽油、焦化柴油、焦化瓦斯油，较少焦化的原料在一个焦化周期的一段时间中代替常规焦化原料作为焦化进料，经焦化加热炉加热至490℃～525℃进入焦炭塔反应。

所述的常规焦化原料选自减压渣油、常压渣油、减粘渣油、催化裂化澄清油、直馏瓦斯油或其混合物；较少焦化的原料为焦化馏分油、直馏瓦斯油或其混合物，其中焦化馏分油为焦化柴油和/或焦化瓦斯油，直馏瓦斯油为常压直馏瓦斯油和/或减压直馏瓦斯油。

较少焦化的原料与常规焦化原料的比例为40m％～150m％，最好是100m％。100m％是指操作中的常规焦化原料完全被较少焦化的原料替代，该原料的流量与常规焦化原料的流量相同，小于100m％是指操作中的常规焦化原料部分被较少焦化的原料替代，大于100m％是指操作中的常规焦化原料完全被较少焦化的原料替代，该原料的流量大于常规焦化原料的流量。切换过程可以是一步切换完成，也可随时间程序逐渐切换。

较少焦化的原料切换入焦化系统的位置是焦化原料油缓冲罐入口或入口管线，对于小于100％原料切换，还可以是焦化加热炉对流段入口、辐射段入口或加热炉对流段入口到原料缓冲罐出口之间的任何位置。

在焦化过程中，某一个焦炭塔充焦到合适的需要高度后，进行换塔操作，常规焦化原料替代较少焦化的原料进另一个焦炭塔，原操作焦炭塔进行冷焦及除焦操作，除焦方式为水力除焦，水力除焦的压力为10.0MPa～30.0MPa。每一个焦炭塔从切换进料到充满焦炭换塔为一个焦化操作周期，一个焦化周期为12～48小时。一个焦化周期分两个时间段，前一时间段进常规焦化原料，按循环比0～0.4操作，后一时间段进较少焦化的原料，按循环比0～1.0操作。

一个焦化周期的一段时间指一个焦化周期的5～50％，是一个周期结束前的一段时间。在上述的一段时间用较少焦化的原料代替常规焦化原料单独加热反应，利用较少焦化的原料相对常规焦化原料不易结焦的特点，提高其反应温度，较少焦化的原料为焦炭塔提供高温位热量，对焦炭塔内已沉积的焦炭进一步热处理，使焦炭的挥发分下降。在与常规焦化过程焦炭挥发分相当条件下，上述过程允许加工常规焦化原料时加热炉出口温度降低到440℃～485℃，延缓了焦化加热炉结焦倾向。

为了防止高温油气管线结焦，在焦炭塔顶部出口油气管线上注激冷油，激冷油为焦化柴油、焦化瓦斯油或其混合物。焦炭塔顶的油气经激冷油冷却后温度达410℃～440℃，延缓了焦炭塔出口油气管线结焦倾向。

上述过程也适用于以催化裂化澄清油作为常规焦化原料生产针状焦。

本发明提供的方法不仅适用于一炉二塔流程，也适用于二炉四塔或三炉六塔流程。

下面结合附图对本发明所提供的方法进行进一步的说明，但不因此而限制本发明。

附图是本发明提供的降低焦炭挥发分的延迟焦化方法示意图，该图为一炉二塔流程，按24小时为一个操作周期。

在一个操作周期前20小时内，装置进常规焦化原料，该原料先经管线1进入缓冲罐2，然后经管线3进入焦化分馏塔11的下部与焦化油气部分换热，与循环油一起经管线4进入焦化加热炉5加热后，经管线6或8分别进入焦炭塔7或9，常规焦化原料和循环油在焦炭塔内发生焦化反应，生成的焦炭留在焦炭塔内，焦化油气经管线10进入焦化分馏塔11，分离出的焦化气体、焦化汽油、焦化柴油、焦化瓦斯油分别经管线12、13、21、22导出，焦化循环油回焦化系统。此时加热炉辐射段出口温度为420℃～505℃，按循环比为0.2操作。在操作周期后4小时内，停止常规焦化原料进装置，将减压直馏瓦斯油经管线14引入缓冲罐2，将常规焦化原料切换成减压直馏瓦斯油操作，减压直馏瓦斯油按常规焦化原料流程加热至490℃～525℃进入焦炭塔，按循环比0.15操作，分离焦化油气。

本发明利用较少焦化的原料相对常规焦化原料不易结焦的特点，提高其反应温度，较少焦化的原料为焦炭塔提供高温位热量，对焦炭塔内已沉积的焦炭进一步热处理，使焦炭的挥发分降低至3～12m％。

下面的实施例将对本方法予以进一步的说明，但并不因此限制本方法。实施例、对比例所用的常规焦化原料为减压渣油，其性质如表1所示。

                         对比例

在附图中，减压渣油先经管线1进入缓冲罐2，然后经管线3进入焦化分馏塔11的下部与焦化油气部分换热，与循环油(循环比为0.4)一起分别经管线4进入焦化加热炉5加热至495℃后，经管线6进入焦炭塔7内发生焦化反应，生成的焦炭留在焦炭塔内，直到焦炭塔内焦炭料位上升到一定的高度，进行换塔操作进入下一个操作周期，将常规焦化原料切换到焦炭塔9，充满焦炭的焦炭塔7进行冷焦和除焦操作。焦化油气经管线10进入焦化分馏塔11，分离出的焦化气体、焦化汽油、焦化柴油、焦化瓦斯油分别经管线12、13、21、22导出，焦化循环油回焦化系统。

焦炭产品性质见表2，从表2中可见，焦炭的挥发分为13.5m％。

                         实施例

在附图中，对于一个操作周期为24小时的焦化过程，在操作周期前20小时内，装置进减压渣油，加热炉辐射段出口温度为495℃，在操作周期后4小时内，停止常规焦化原料进装置，改为进减压直馏瓦斯油，减压直馏瓦斯油与减压渣油的比例为100m％，减压直馏瓦斯油按常规焦化原料流程加热至505℃进入焦炭塔，分离焦化油气。

焦炭产品性质见表2，从表2中可见，焦炭的挥发分为5.2m％，比对比例中的焦炭收率降低8.3个百分点。

                         表1

原料名称	减压渣油	减压直馏瓦斯油
			比重(15℃/4℃)，g/cm3	0.9732	0.8932
残炭，m％	13.4	0.12
			灰分，m％	0.05	0.01
硫含量，m％	1.42	1.1
			运动粘度(100℃)，mm2/s	835.5	6.4

              表2

	对比例	实施例
			焦炭
挥发分，m％	13.5	5.2
			灰分，m％	0.18	0.18
硫含量，m％	1.9	1.8

Claims (10)

1、一种降低焦炭挥发分的延迟焦化方法，其特征在于将常规焦化原料、较少焦化的原料分别加热至420℃～505℃、490℃～525℃后进入焦炭塔，反应生成的焦炭留在焦炭塔内，分离焦化油气得到焦化气体、焦化汽油、焦化柴油、焦化瓦斯油，较少焦化的原料在一个焦化周期的一段时间中代替常规焦化原料作为焦化进料，经焦化加热炉加热后进入焦炭塔反应。

2、按照权利要求1的方法，其特征在于所述的常规焦化原料选自减压渣油、常压渣油、减粘渣油、催化裂化澄清油、直馏瓦斯油或其混合物。

3、按照权利要求1的方法，其特征在于所述的较少焦化的原料为焦化馏分油、直馏瓦斯油或其混合物，其中焦化馏分油为焦化柴油和/或焦化瓦斯油，直馏瓦斯油为常压直馏瓦斯油和/或减压直馏瓦斯油。

4、按照权利要求1、2或3的方法，其特征在于所述的较少焦化的原料与常规焦化原料的比例为40m％～150m％。

5、按照权利要求1的方法，其特征在于所述的一个焦化操作周期是指每一个焦炭塔从切换进料到充满焦炭换塔的时间，一个焦化周期为12～48小时。

6、按照权利要求1或5的方法，其特征在于所述的一个焦化周期的一段时间指一个焦化周期的5～50％，是一个周期结束前的一段时间。

7、按照权利要求1的方法，其特征在于焦化过程生产的焦炭为普通焦、炼钢用优质焦炭或针状焦。

8、按照权利要求1的方法，其特征是常规焦化原料焦化时的循环比为0～0.4，较少焦化的原料焦化时的循环比为0～1.0。

9、按照权利要求1的方法，其特征是除焦方式为水力除焦，水力除焦的压力为10.0MPa～30.0MPa。

10、按照权利要求1的方法，其特征是在焦炭塔顶部出口油气管线上注激冷油，激冷油为焦化柴油、焦化瓦斯油或其混合物。

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