一种劣质原料的延迟焦化方法

摘要

一种劣质原料的延迟焦化方法，将一个焦化周期分为三个时间段，在一个焦化周期第一时间段，馏分油经加热炉加热至200℃～490℃后进入焦炭塔；在该焦化周期第二时间段，将馏分油换为劣质原料，经加热炉加热至200℃～490℃后进入焦炭塔；在该焦化周期第三时间段，将劣质原料换为馏分油，经加热炉加热至490℃～530℃后进入焦炭塔，反应生成的焦炭留在焦炭塔内，生成的焦化油气去分馏塔进一步分离得到焦化气体、焦化汽油、焦化柴油、焦化瓦斯油；该焦化周期结束时进行换塔，进入下一个焦化周期，重复上述过程。该方法与常规加工劣质原料的方法相比，能耗基本不增加，延长加热炉炉管的操作周期。

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工艺，更具体地说，是一种劣质原料的延迟焦化方法。

                           背景技术

由于投资和操作费用低，能把重油转化成价值高的液体和石油焦等产品，延迟焦化依然是受到人们普遍重视的重油加工技术。实际过程中，人们遇到这样技术难题，即焦化原料质量太差，如沥青质含量高达5％以上的原料或焦化原料掺有5％以上的沥青如丙烷脱沥青装置所产的硬沥青，现有的延迟焦化装置面临加工困难，虽然可采用提高循环比等措施来适应这样的劣质原料，但存在加工量下降、能耗高，出现沥青质生焦速度快导至加热炉炉管结焦快、操作周期缩短等缺点。利用焦化装置，在基本不提高能耗的条件下，如何长周期操作来加工特别劣质渣油是一个有实用价值的问题。用焦化装置加工特别劣质渣油甚至是沥青的相关工作专利未见专利报道。

                           发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上提供一种劣质原料的延迟焦化方法，在基本不提高能耗的条件下，利用通常的延迟焦化装置，采用不同的温度、压力等操作方式，长周期地加工高沥青质含量的劣质原料。

本发明提供的方法包括：将一个焦化周期分为三个时间段，在一个焦化周期第一时间段，馏分油经加热炉加热至200℃～490℃后进入焦炭塔；在该焦化周期第二时间段，将馏分油换为劣质原料，经加热炉加热至200℃～490℃后进入焦炭塔；在该焦化周期第三时间段，将劣质原料换为馏分油，经加热炉加热至490℃～530℃后进入焦炭塔，反应生成的焦炭留在焦炭塔内，生成的焦化油气去分馏塔进一步分离得到焦化气体、焦化汽油、焦化柴油、焦化瓦斯油；该焦化周期结束时进行换塔，进入下一个焦化周期，重复上述过程。

本发明利用劣质原料低温通过加热炉结焦倾向小，馏分油高温通过加热炉不易结焦的原理，该方法与按较小循环比操作的常规方法相比，能耗基本不增加，延长了加热炉炉管的操作周期；换句话说，该方法与按较大循环比操作的常规方法相比，在加热炉炉管的操作周期相同的情况下，降低了能耗。

                       附图说明

附图是本发明提供的劣质原料的延迟焦化方法示意图。

                      具体实施方式

本发明提供的方法是这样具体实施的：

将一个焦化周期分为三个时间段，在一个焦化周期第一时间段，馏分油经加热炉加热至200℃～490℃后进入焦炭塔；在该焦化周期第二时间段，将馏分油换为劣质原料，经加热炉加热至200℃～490℃后进入焦炭塔；在该焦化周期第三时间段，将劣质原料换为馏分油，经加热炉加热至490℃～530℃后进入焦炭塔，反应生成的焦炭留在焦炭塔内，生成的焦化油气去分馏塔进一步分离得到焦化气体、焦化汽油、焦化柴油、焦化瓦斯油；该焦化周期结束时进行换塔，进入下一个焦化周期，重复上述过程。

焦炭塔外壁设保温层，操作焦炭塔充焦到合适的高度后，进行换塔操作，改焦化原料进第二焦炭塔，原操作焦炭塔进行冷焦及除焦操作，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16～48小时。与前一焦化周期类似，在下一焦化周期开始的第一时间段，仍以馏分油作为进料，经加热炉加热至200℃～490℃后进入焦炭塔；在第二时间段，将馏分油换为劣质原料，将劣质原料加热至200℃～490℃后进入焦炭塔；在第三时间段，将劣质原料换为馏分油，该馏分油经焦化加热炉加热至490℃～530℃后进入焦炭塔反应。

所述的劣质原料是沥青质含量大于5重％最好5～50重％(正庚烷不溶物)的原油、渣油、沥青或其混合物，如掺沥青的渣油，其沥青质含量大于5重％，可作为本发明的劣质原料。所述的馏分油是本装置所产焦化瓦斯油或其它焦化装置的焦化瓦斯油、焦化柴油、直馏瓦斯油或其混合物。

所述的一个焦化周期为16～48小时，第一时间段占该焦化周期的1～10％，第二时间段占该焦化周期的50～74％，第三时间段占该焦化周期的25～40％。在第一时间段，加热炉出口温度为200～490℃，焦炭塔顶压力0.1～1.0MPa，循环比为0～1.0，注水为0～2重％。在第二时间段，加热炉出口温度为200～490℃，焦炭塔顶压力0.1～1.0MPa，循环比为0～0.2，注水为0～5重％。在第三时间段，加热炉出口温度为490～530℃，焦炭塔顶压力0.1～1.0MPa，循环比为0～1.0，注水为0～2重％。

第三个时间段结束即为一个周期结束，操作焦炭塔充焦到合适的高度后，进行换塔操作，改馏分油进第二焦炭塔，原操作焦炭塔进行冷焦及除焦操作，待装置换塔结束后，再将馏分油换回高沥青质含量的劣质原料作为进料重复上述过程。上述过程使易结焦的高沥青质含量的劣质原料低温大流量通过加热炉，使不易结焦的馏分油(焦化瓦斯油、焦化柴油或直馏瓦斯油)高温通过加热炉，为高沥青质含量的劣质原料在焦炭塔中反应提供必要的热量。本发明装置的总能耗与常规方法相比并没提高，且减缓了加热炉的结焦倾向，保证了装置的加工量及物料反应所需的热量。

本发明提供的方法适用于一炉二塔、二炉四塔和三炉六塔流程。对于二炉四塔流程，其中一炉二塔按普通流程和操作条件加工普通渣油，另一炉二塔按该方法加工高沥青质含量的劣质原料，该原料或不易结焦的馏分油(焦化瓦斯油、焦化柴油或直馏瓦斯油)经换热后进加热炉对流和辐射段，加热到反应温度后进对应的焦炭塔，其反应油气进分馏塔。二炉四塔设一台焦化分馏塔，利用其中的一炉二塔加工普通渣油产生的反应油气来平衡分馏塔的物料流量波动。

下面结合附图对本发明所提供的方法进行进一步的说明。

附图是本发明提供的劣质原料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。但并不因此限制二炉四塔和三炉六塔应用本发明方法。

该方法的流程描述如下：在一个焦化周期第一时间段，馏分油先经管线14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分别进入焦炭塔7；在该焦化周期的第二时间段，将焦化原料换为劣质原料，该劣质原料先经管线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分别进入焦炭塔7，在焦炭塔内发生焦化反应；在该焦化周期第三时间段，将劣质原料换为馏分油，该馏分油先经管线14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分别进入焦炭塔7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、15、16导出，焦化循环油回焦化系统；该焦化周期结束时进行换塔操作，馏分油或劣质原料加热后经管线8进入另一焦炭塔9，进入下一个焦化周期，重复上述过程。

本发明利用劣质原料低温通过加热炉结焦倾向小，馏分油高温通过加热炉不易结焦的原理，该方法与按较小循环比操作的常规方法相比，能耗基本不增加，延长了加热炉炉管的操作周期；换句话说，该方法与按较大循环比操作的常规方法相比，在加热炉炉管的操作周期相同的情况下，降低了能耗。

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

该对比例按较小循环比0.4操作，劣质原料是沥青质含量为12.8重％的劣质原油，其性质如表1所示，循环油与劣质原油的重量比为0.4。操作条件、操作周期、能耗和产品分布见表2。试验结果表明，操作周期为90天，能耗为987.7MJ/t原料。

                         对比例2

该对比例按较大循环比1.0操作，劣质原料与对比例1相同，循环油与劣质原油的重量比为1.0。操作条件、操作周期、能耗和产品分布见表2。试验结果表明，操作周期为330天，能耗为1361.2MJ/t原料。

                         实施例

本实施例按照附图的流程进行，劣质原料与对比例1相同，焦化周期第一时间段、第二时间段、第三时间段分别为1小时、16小时、7小时，三个时间段的焦化原料分别为焦化瓦斯油、劣质原油、焦化瓦斯油。操作条件、操作周期、能耗和产品分布见表2。从表2可以看出，操作周期为330天，能耗为989.2MJ/t原料。与对比例1相比，实施例能耗相当，但操作周期增加240天；与对比例2相比，实施例操作周期相同，但能耗降低27％。

                          表1

原料名称    劣质原油  焦化瓦斯油原料性质比重(15℃/4℃)    0.9854    0.9012沥青质(正庚烷不溶物)，重％    12.8    0.2芳烃及胶质，重％    51.1    33.5残炭，重％    15.79    0.68灰分，重％    0.08    0.01硫含量，重％    2.09    0.36运动粘度(100℃)，mm²/s    873.5    4.4

                                          表2

    对比例1    对比例2                实施例操作周期，h    24    24                  24    1    16    7焦化原料    劣质原油    劣质原油    焦化瓦    斯油    劣质    原油    焦化瓦    斯油加热炉出口温度，℃    500    500    490    420    520循环比    0.4    1.0    0    0    0注水，重％    3    3    1.5    1.5    1.5焦炭塔顶压力(表)，MPa    0.15    0.15    0.15    0.15    0.15能耗，kJ/t原料    987.7    1361.2                  989.2操作周期，日    90    330                  330产品分布，重％焦化气体    6.3    7.5                  6.4焦化汽油    14.5    18.4                  14.7焦化柴油    29.4    40.4                  30.6焦化瓦斯油    22.6    5.2                  20.8焦炭    25.2    26.5                  25.5甩油及损失    2.0    2.0                  2.0