一种低循环比的延迟焦化工艺方法

摘要

一种低循环比的延迟焦化工艺方法，新鲜焦化原料先经加热炉的对流段预热后，与来自旋风分离器的重焦化蜡油混合，进入加热炉的辐射段加热后在焦炭塔进行焦化，焦化生成的焦化油气进入旋风分离器，并在旋风分离器的顶部注入冷重焦化蜡油，净化后的焦化油气进入分馏塔分离，其中少量重焦化蜡油冷却后进入旋风分离器作洗涤油用；从焦化油气中分离出来的焦粉、沥青质及用于冲洗高温焦化油气后的重焦化蜡油则与新鲜焦化原料混合，依次进入加热炉的辐射段、焦炭塔。该方法不仅提高现有延迟焦化装置的加工能力，而且能生产出质量较好的重焦化蜡油。

说明书

                        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方法，更具体地说，是一种低循环比的延迟焦化工艺方法。

                        背景技术

延迟焦化是一种将渣油深度裂化转化为气体、轻质馏分油、中质馏分油和焦炭的热加工工艺，它具有投资省、流程简单、技术成熟、不受加工原料性质限制等优点，是当今炼油厂中渣油加工的主要手段。

在常规的延迟焦化工艺中，原料油经加热炉对流段预热后进入分馏塔，在塔内与焦炭塔来的高温焦化油气换热后流入分馏塔的底部，分馏塔底油用热油泵抽出，进入加热炉辐射段加热到焦化温度进入焦炭塔焦化。焦化产生的高温油气则返回分馏塔。因此在常规延迟焦化工艺中，焦化的进料是由新鲜原料油和焦化油气在分馏塔内冷凝并流入分馏底的重焦化蜡油组成，焦化工艺中重要的操作条件之一所谓循环比，是指该重焦化蜡油对新鲜原料油的重量比例，通常为0.4∶1。

近年来，由于原油变重以及对轻质油的需求增加，国内外炼厂都要求扩大延迟焦化的加工能力，因此纷纷要求降低延迟焦化的循环比，因为降低循环比意味着焦化装置加工新鲜原料油的能力增加。

为了提高焦化装置的加工能力，丁宗禹等(《石油炼制》，第38卷，1988第8期)开发了一种零循环比的延迟焦化工艺，在所开发的工艺中，新鲜原料油不进入分馏塔与高温焦化油气直接换热，而是通过热交换器与焦化产品间接换热后，经加热炉加热至焦化温度，进入焦炭塔焦化，焦化所得到的重焦化蜡油，不进行回炼而是作为焦化产品；从分馏塔底排出。

USP4,518,487，USP4,549,934，USP4,661,241所公布的延迟焦化工艺流程和操作原理与丁宗禹等开发的零循环比的延迟焦化类似。

上述延迟焦化工艺不足之处是：所得到的重焦化蜡油中常含有某些从焦炭塔携带出来的杂质，因而重焦化蜡油质量很差。

为了改善上述重焦化蜡油的质量，USP4,534,854及CN1176287A介绍，将重焦化蜡油经溶剂精制或溶剂脱沥青以分出其中的高残炭物质，精制后的低残炭焦化蜡油则作为催化裂化要加氢裂化的原料。

USP5,645,711则提出将重焦化蜡油过滤除去其中的固体物质，然后进行加氢精制。

上述专利的共同特点是，为改善重焦化蜡油质量，需建设新的溶剂脱沥青、溶剂精制或加氢精制装置，因而需要高的建设投资及操作费用。

                        发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提出一种改进的延迟焦化工艺方法，该方法既能提高现有延迟焦化装置的加工能力，又能生产出质量较好的重焦化蜡油，并且不需要高的建设投资及操作费用。

本发明提供的方法包括：

1、新鲜焦化原料油先经加热炉的对流段加热至350℃～370℃，进入原料中间罐，在原料中间罐中焦化原料油与来自旋风分离器的重焦化蜡油混合后，进入加热炉的辐射段加热至490℃～500℃，进入焦炭塔进行焦化，焦化生成的焦炭留在焦炭塔中；

2、焦化生成的焦化油气以切线方式进入旋风分离器，并在旋风分离器的顶部注入少量冷却后的重焦化蜡油，高温焦化油气中携带的焦粉和沥青质被分离出来，净化后的焦化油气进入分馏塔中，分离得到干气、汽油、柴油、轻焦化蜡油、重焦化蜡油，其中少量重焦化蜡油冷却后进入旋风分离器；

3、从焦化油气中分离出来的焦粉、沥青质及用于冲洗高温焦化油气后的重焦化蜡油则进入原料中间罐与新鲜焦化原料油混合，依次进入加热炉的辐射段、焦炭塔。

本发明提供的方法不仅提高现有延迟焦化装置的加工能力，而且能生产出质量较好的重焦化蜡油。

                          具体实施方式

本发明提供的方法包括：

1、新鲜焦化原料油先经加热炉的对流段加热至350℃～370℃，进入原料中间罐，在原料中间罐中焦化原料油与来自旋风分离器的重焦化蜡油混合后，进入加热炉的辐射段加热至490℃～500℃，进入焦炭塔进行焦化，焦化生成的焦炭留在焦炭塔中；

2、焦化生成的焦化油气以切线方式进入旋风分离器，并在旋风分离器的顶部注入少量冷却后的重焦化蜡油，高温焦化油气中携带的焦粉和沥青质被分离出来，净化后的焦化油气进入分馏塔中，分离得到干气、汽油、柴油、轻焦化蜡油、重焦化蜡油，其中少量重焦化蜡油冷却后进入旋风分离器；

3、从焦化油气中分离出来的焦粉、沥青质及用于冲洗高温焦化油气后的重焦化蜡油则进入原料中间罐与新鲜焦化原料油混合，依次进入加热炉的辐射段、焦炭塔。

旋风分离器的分离效果与焦化油气在其中的停留时间及温度有关，焦化油气在旋风分离器的停留时间，可以是10秒至5分钟，最好为30秒至1分钟，其温度可以是420℃～460℃，最好为425℃～435℃，焦化油气在旋风分离器中的温度可通过打入的冷重焦化蜡油量调节，通常打入的冷重焦化蜡油量对新鲜原料油约为0.05～0.1∶1。

下面结合附图对本发明所提供的方法进行进一步的说明。

附图1是常规的延迟焦化工艺流程，在该流程中循环比通常为0.4∶1，焦化油气没有进行任何净化处理。

附图2是常规的零循环比延迟焦化工艺流程，在该流程中循环比为0，即没有焦化蜡油循环，焦化油气也没有进行任何净化处理。

附图3是本发明提供的低循环比延迟焦化工艺流程，在该流程中循环比为0.05～0.1∶1，焦化油气经旋风分离器净化处理。

本发明提供的方法流程如下：新鲜焦化原料油先经管线12进入换热器15与重焦化蜡油换热，然后经管线1进入加热炉2的对流段加热至350℃～370℃，经管线13进入原料中间罐5，在原料中间罐5中焦化原料油与从高温焦化油气经旋风分离器分离出来的、由焦炭塔7携带出来的杂质及某些用于冲洗高温焦化油气后的重焦化蜡油混合，用热油泵经管线3送入加热炉2的辐射段加热至490℃～500℃进入焦炭塔7进行焦化，焦化生成的焦炭留在焦炭塔7中，焦化生成的焦化油气经管线8以切线方式进入旋风分离器10。在高温焦化油气中，自焦炭塔携带出来的某些焦粉和沥青质，由于其比重较大，因而在旋风分离器10中被分离出来，为了使这些杂质能完全从焦化油气中分离出来，在旋风分离器的顶部并打入少量冷却后的重焦化蜡油以洗涤焦化油气。净化后的焦化油气经管线11进入分馏塔4中，分离得到干气、汽油、柴油、轻焦化蜡油、重焦化蜡油，其中少量重焦化蜡油冷却后经管线9进入旋风分离器10；从焦化油气中分离出来的杂质以及用于冲洗高温焦化油气后的重焦化蜡油则经管线14流入原料中间罐5，为了避免旋风分离器10的高温油气串入原料中间罐5，管线14应插入原料中间罐液面以下2～3米。

旋风分离器10的分离效果与焦化油气在其中的停留时间及温度有关，焦化油气在旋风分离器的停留时间，可以是10秒至5分钟，最好为30秒至1分钟，其温度可以是420℃～460℃，最好为425℃～435℃，焦化油气在旋风分离器中的温度可通过打入的冷重焦化蜡油量调节，通常打入的冷重焦化蜡油量对新鲜原料油约为0.05～0.1∶1。

附图4为用于本发明的旋风分离器及与其相邻设备的连接示意图。

焦化生成的焦化油气经管线8以切线方式进入旋风分离器10。在高温焦化油气中，自焦炭塔携带出来的某些焦粉和沥青质，由于其比重较大，因而在旋风分离器10中被分离出来，为了使这些杂质能完全从焦化油气中分离出来，在旋风分离器的顶部并打入少量冷却后的重焦化蜡油以洗涤焦化油气。从焦化油气中分离出来的杂质以及用于冲洗高温焦化油气后的重焦化蜡油则经管线14流入原料中间罐5，为了避免旋风分离器10的高温油气串入原料中间罐5，管线14应插入原料中间罐液面以下2～3米。来自管线13的预热新鲜焦化原料在原料中间罐5中与来自管线14的重焦化蜡油混合，然后经管线3去加热炉的辐射段加热。

本发明提供的方法既能提高现有延迟焦化装置的加工能力，又能生产出质量较好的重焦化蜡油，并且不需要高的建设投资及操作费用。

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。

                        对比例1

本对比例说明采用常规的延迟焦化工艺的情况。

减压渣油原料经加热炉对流段预热后进入分馏塔，在塔内与焦炭塔来的高温焦化油气换热后流入分馏塔的底部，重焦化蜡油对新鲜减压渣油原料的重量比例为0.4∶1，分馏塔底油用热油泵抽出，经加热炉辐射段加热到500℃后进入焦炭塔焦化，焦化产生的高温油气则进入分馏塔分离。

产品分布、焦化蜡油的性质分别列于表2、表3。

                        对比例2

本对比例说明采用零循环比的延迟焦化工艺的情况。

与对比例1相同的减压渣油原料通过换热器与焦化产品间接换热后，经加热炉加热到500℃后进入焦炭塔焦化，焦化产生的高温油气则进入分馏塔分离。

装置的相对加工能力、产品分布、焦化蜡油的性质分别列于表1、表2、表3。以常规延迟焦化工艺的加工能力为100％计，零循环比的延迟焦化装置的相对加工能力为140％，虽然加工能力得到很大提高，但重焦化蜡油的性质明显变差。

                         实施例

本实施例说明采用本发明提供的低循环比延迟焦化工艺的情况。

与对比例1相同的减压渣油原料先经加热炉的对流段加热至360℃，进入原料中间罐，在原料中间罐中焦化原料油与来自旋风分离器的重焦化蜡油按重量比0.08∶1混合后，进入加热炉的辐射段加热至500℃，进入焦炭塔进行焦化，焦化生成的焦炭留在焦炭塔中；焦化生成的焦化油气以切线方式进入旋风分离器，并在旋风分离器的顶部注入少量冷却后的重焦化蜡油，焦化油气在旋风分离器的停留时间为1分钟，温度为430℃，高温焦化油气中携带的焦粉和沥青质被分离出来，净化后的焦化油气进入分馏塔中，分离得到干气、汽油、柴油、轻焦化蜡油、重焦化蜡油，其中少量重焦化蜡油冷却后进入旋风分离器；从焦化油气中分离出来的焦粉、沥青质及用于冲洗高温焦化油气后的重焦化蜡油则进入原料中间罐与新鲜焦化原料油混合，依次进入加热炉的辐射段、焦炭塔。

装置的相对加工能力、产品分布、焦化蜡油的性质分别列于表1、表2、表3。以常规延迟焦化工艺的加工能力为100％计，低循环比的延迟焦化装置的相对加工能力为130％，加工能力提高30％，焦化蜡油的性质与对比例2比较，残炭由0.94m％降低至0.42m％，胶质含量由9.5m％降低至6.1m％，氮含量由0.57m％降低至0.43m％。

                                表1

  对比例1  对比例2  实施例流程  常规延迟焦化  零循环比延迟焦化  低循环比延迟焦化相对加工能力，％  100  140  130

                                表2

  对比例1  对比例2  实施例    流程  常规延迟焦化  零循环比延迟焦化  低循环比延迟焦化    循环比  0.4  0  0.08    产品分布，m％    ＜C₄+损失    汽油    柴油    轻重焦化蜡油    焦炭    总液收  8.3  15.9  32.3  20.7  22.8  68.9  5.9  13.6  24.4  37.2  18.9  75.2  6.2  14.0  25.5  35.1  19.2  74.6

                         表3

  对比例1  对比例2  实施例 流程  常规延迟焦化  零循环比延迟焦化  低循环比延迟焦化 密度，g/cm³ 残炭，m％ 硫含量，m％ 氮含量，m％ C/H原子比 饱和烃，m％ 芳烃，m％ 胶质，m％  0.888  0.33  0.65  0.41  1.70  64.5  29.8  5.7  0.911  0.94  0.80  0.57  1.63  55.3  35.2  9.5  0892  0.42  0.69  0.43  1.68  62.4  31.5  6.1