一种延迟焦化系统及延迟焦化工艺

摘要

本发明提供了一种延迟焦化系统，包括焦炭塔、油气闪蒸罐、分馏塔、第一油气管线和第二油气管线。焦炭塔通过第一油气管线与油气闪蒸罐连通，油气闪蒸罐通过第二油气管线与分馏塔连通。油气闪蒸罐设有急冷系统。急冷系统用于向油气闪蒸罐内部提供急冷油，急冷油用于对焦炭塔生成的进入到油气闪蒸罐内部的油气进行冷却、洗涤，急冷油的终馏点低于通入油气闪蒸罐的油分的终馏点。本发明提供的延迟焦化系统能够有效降低焦化轻产品中焦粉的含量，改善产品质量。本发明还提供了一种上述延迟焦化系统所使用的延迟焦化工艺。

说明书

技术领域

本发明涉及石油炼制技术领域，且特别涉及一种延迟焦化系统 及延迟焦化工艺。

背景技术

石油资源由于具有不可再生性，因此，其高效利用已成为了科 技工作者共同关心的课题。

目前，延迟焦化工艺以其技术成熟、适应性强、脱碳彻底、流 程简单等特点，已发展成为重油加工的重要手段。但随着原油性质 的不断劣质化，延迟焦化工艺所加工的重油也呈现出劣质化趋势， 这给延迟焦化工艺加工重油的经济性带来了一定的挑战，使焦化装 置的操作变得困难，产品质量变差，低附加值产品焦炭和气体的产 率增加，液体收率降低。

为了提高延迟焦化工艺加工重油的经济性，石油炼制科技人员 研究和开发了相关的工艺技术。

专利CN104046383A公开了一种延迟焦化的工艺方法，其特点 是在焦炭塔和分馏塔之间的生成油管线上增加了一台旋风分离器和 一个重油沉降器，依靠上述两套设备将生成油中的劣质重组分分离 出并直接返回焦炭塔，分离后的轻组分进入下游分馏塔。采用该方 法和装置，能提高焦化产品质量、降低焦粉对下游工艺的影响，但 是其劣质重油直接返回至焦炭塔，返回的劣质重油由于能量损耗， 温度会显著降低，而以此种状态回到高温的焦炭塔内会对塔内的重 油反应带来负面作用，降低了塔内重油的反应深度，使液体产率降 低。

专利CN1448466A公开了一种多产液体产品的延迟焦化工艺， 其特点是在常规延迟焦化过程中，将高温下不结焦的具有高热焓值 的低分子烃类供热剂加到焦化塔中，提高焦化塔内液体反应温度， 使焦化液体产品产率增加，焦炭产品产率下降。该方法将供热剂与 焦化原料用同一台加热炉加热会导致已建装置的加工负荷降低，而 且已建装置的操作也会变得复杂。

专利CN101591561A公开了一种延迟焦化工艺，以解决现有延 迟焦化工艺加热炉炉管结焦严重和液体产品收率低等缺点。其工艺 特征在于：进料在加热炉的对流室或对流室和辐射室中加热到 360℃～460℃，然后进入减粘反应器进行裂化反应，反应产物进加 热炉辐射室加热到480℃～515℃后，进入焦化塔，出焦化塔的油气 进入焦化分馏塔进行分馏。该发明可提高延迟焦化液体产品收率， 减少焦炭收率，延长延迟焦化装置开工周期，但该方法将使加热炉 的平稳控制变得复杂和困难。

专利CN1766041A公开了一种增加轻质油收率、降低焦炭收率 的延迟焦化工艺。在常规延迟焦化工艺过程中，向焦化原料中加入 优选组成的抑焦剂，同时在焦化塔下部混入一定量的低碳烃。该工 艺使焦化轻质油品收率增加，焦炭产率下降，但该工艺的焦炭产率 下降幅度较小，同时在抑焦剂中加入了有机磷物质会对工艺造成环 保性负面影响。

专利CN103468308A公开了属于重质油热加工技术领域的一种 可优化产品质量和液体收率的延迟焦化设备及方法。该设备由依次 连接的原料油进料线、分馏塔、加热炉进料泵、加热炉、加热炉转 油线、焦炭塔进料四通阀、焦炭塔、焦炭塔顶防结焦器、反应油气 管线等构成。该设备和方法能够改善常规延迟焦化工艺流程中蜡油 产品质量差、分馏塔重蜡油段容易结焦、焦炭塔反应油气管线容易 结焦、装置循环比不易调节等缺点，但该发明主要从分馏塔设备进 行了改进，改进较复杂，而且其增加液收效果也不够显著。

综上所述，现有技术为了提高延迟焦化装置的经济效益，技术 人员多从增加物料处理设备、添加增液或抑焦助剂、改善加热炉流 程、改进分馏塔设备等角度出发，这些方法对提高延迟焦化装置的 经济性均有一定的作用，但各自仍存在一定的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种延迟焦化系统，该延迟焦化系统能 够有效降低焦化轻产品中焦粉的含量，改善产品质量。

本发明的另一目的在于提供一种延迟焦化工艺，以应用于上述 的延迟焦化系统。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

一种延迟焦化系统，其包括焦炭塔、油气闪蒸罐、分馏塔、第 一油气管线和第二油气管线，焦炭塔通过第一油气管线与油气闪蒸 罐连通，油气闪蒸罐通过第二油气管线与分馏塔连通，油气闪蒸罐 设有急冷系统，急冷系统用于向油气闪蒸罐内部提供急冷油，急冷 油用于对焦炭塔生成的进入到油气闪蒸罐内部的油气进行冷却、洗 涤，急冷油的终馏点低于通入油气闪蒸罐的油分的终馏点。

本发明还提供一种延迟焦化工艺，包括将焦炭塔生成的油气经 第一油气管线导入油气闪蒸罐内部；利用油气闪蒸罐的急冷系统喷 洒急冷油，对进入到油气闪蒸罐内部的油气进行冷却、洗涤；以及 将油气通过第二油气管线导入分馏塔。

本发明实施例的延迟焦化系统及延迟焦化工艺的有益效果是： 延迟焦化系统设置了附带急冷系统的油气闪蒸罐来进行中间过渡， 当焦炭塔生成的油气进入油气闪蒸罐时，急冷系统中的急冷油流出， 对进入的油气进行冲刷，急冷换热，降低油气的温度；同时对气体 进行洗涤，使气体中携带的焦粉被洗涤到油气闪蒸罐底部的液相油 中，如此，能够有效的降低焦化轻产品(焦化气体、焦化汽油、焦 化柴油、焦化蜡油)中的焦粉含量，改善产品质量。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下 面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍， 显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的延迟焦化系统的示意图；

图2是本发明实施例二提供的延迟焦化系统的示意图；

图3是本发明实施例四提供的延迟焦化系统的示意图。

其中，附图标记汇总如下：

延迟焦化系统100，200，300；

焦炭塔101；油气闪蒸罐102；分馏塔103；第一油气管线104； 第二油气管线105，201；急冷系统106；喷嘴107；

罐顶管线202；罐底管线203；

脱焦粉装置301；加热炉302；第三油气管线303；第四油气管 线304；第五油气管线305；第六油气管线306。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将 结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施 例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非 旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实 施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创 造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范 围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因 此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对 其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“顶部”、“底部”、“上 部”、“下部”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方 位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关 系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指 的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因 此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第 三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和 限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连 接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可 以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可 以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以 具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

图1示出了本发明实施例一提供的延迟焦化系统100，包括焦 炭塔101、油气闪蒸罐102、分馏塔103、第一油气管线104和第二 油气管线105，焦炭塔101通过第一油气管线104与油气闪蒸罐102 连通，油气闪蒸罐102通过第二油气管线105与分馏塔103连通， 油气闪蒸罐102设有急冷系统106，急冷系统106用于向油气闪蒸 罐102内部提供急冷油，急冷油用于对焦炭塔101生成的进入到油 气闪蒸罐102内部的油气进行冷却、洗涤，急冷油的终馏点低于通 入油气闪蒸罐102的油分的终馏点。

本实施例中，第一油气管线104的一端与焦炭塔101的顶部连 通，另一端与油气闪蒸罐102的下部连通(以油气闪蒸罐102竖直 高度的1/2为界限，其上为上部，其下为下部)。由于在石油技术领 域中，此种连接方式和连接位置非常常规和现有，因此在此不再赘 述。而本实施例中，油气闪蒸罐102实质上是起到中间过渡的作用， 所以可以将其看作一个中间分馏塔。

第二油气管线105的一端与油气闪蒸罐102的底部连通，另一 端与分馏塔103的底部连通。

焦炭塔101是延迟焦化工艺中的主要设备，是进料油进行焦化 反应的场所，而分馏塔103就是利用沸点不同而将多种油分单独分 离的设备。本实施例中，延迟焦化系统100设置了附带急冷系统106 的油气闪蒸罐102来进行中间过渡，当焦炭塔101生成的油气进入 油气闪蒸罐102时，急冷系统106中的急冷油流出，对进入的油气 进行冲刷，急冷换热，降低油气的温度；同时对气体进行洗涤，使 气体中携带的焦粉被洗涤到油气闪蒸罐102底部的液相油中，如此， 能够有效的降低焦化轻产品(焦化气体、焦化汽油、焦化柴油、焦 化蜡油)中的焦粉含量，改善产品质量。

由于油气闪蒸罐102是作为中间过渡的设备，所以油气闪蒸罐 102的罐体可以设置为中空式罐体，即，其内部并不作复杂设计， 保留一个较大的空腔，供油气通入和输出即可。当然，此种设置并 不作为限制，也可以在油气闪蒸罐102的罐体内设置2～5个塔板， 来促进两相之间进行质交换，以达到分离液态油与气态油的目的， 使油气闪蒸罐102的罐体为塔盘式罐体。

本实施例中，急冷系统106中的急冷油的喷洒量与延迟焦化系 统100的进料油的进料量的质量比为0.03:1.0。此处所提到的进料油 并不是指进入油气闪蒸罐102的油气，而是指进入整个延迟焦化系 统100(整个焦化装置)的进料油。在石油领域中，一般来说，进 料油的进料量都是以每个时间段内进入的油量来计算的，即进料量 的单位为m/t，其中，m表示质量，t表示时间，急冷油的喷洒量也 是按照此种方式进行计算的，急冷油的喷洒量的单位也是m/t，m 表示质量，t表示时间。

急冷系统106包括储油装置和急冷油管，储油装置中装有急冷 油，储油装置与急冷油管的一端连通，而急冷油管的另一端安装于 油气闪蒸罐102的顶部，其管口对准油气闪蒸罐102的内部，急冷 油管的管口(急冷系统106的出油口)设有喷嘴107。喷嘴107能 够增大喷射力度或喷射面积，如此，能够对油气中含有的焦粉进行 较快速或较充分的冷却、洗涤。本实施例中，喷嘴107例如为实心 锥喷嘴，当然也可以选用空心锥喷嘴、扇形喷嘴、矩形喷嘴等。其 中，储油装置可以为储油罐、储油槽等，只要能够储油就行。当然， 急冷系统106的结构、位置也并不以上述内容为限，急冷系统106 也可以为一个装了急冷油的油槽，悬挂在油气闪蒸罐102的上方， 对油气闪蒸罐102内的油气进行冲淋即可。任何可以对油气闪蒸罐 102内的油气进行冷却、洗涤的装置结构均可作为急冷系统106，只 要能够起到冷却、洗涤油气的作用，则急冷系统106设置在任何位 置均可。

本实施例中，急冷油为焦化蜡油。当然，此种选取并不作为限 制，也可以选用焦化柴油或焦化汽油，还可以选用焦化汽油、焦化 柴油、焦化蜡油中的两种或三种，以任意比例混合。

另外，本实施例还提供了一种上述延迟焦化系统所使用的延迟 焦化工艺，包括将焦炭塔101生成的油气经第一油气管线104导入 油气闪蒸罐102内部；利用油气闪蒸罐102的急冷系统106喷洒急 冷油，对进入到油气闪蒸罐102内部的油气进行冷却、洗涤；以及 将油气通过第二油气管线105导入分馏塔103。

实施例二

图2示出了本发明实施例二提供的延迟焦化系统200，该实施 例的第二油气管线201的设置不同于实施例一中的设置，而且油气 闪蒸罐102中的急冷油的喷洒量与延迟焦化系统200的进料量的质 量比为0.3：1.0，除外，其余设置与实施例一相同。

本实施例中，第二油气管线201包括罐顶管线202和罐底管线 203，油气闪蒸罐102的顶部通过罐顶管线202与分馏塔103的上部 连通，油气闪蒸罐102的底部通过罐底管线203与分馏塔103的下 部连通。此处所提到的“上部”、“下部”，是以油气闪蒸罐102竖直 高度的1/2为界限，其上为上部，其下为下部来设定的，具体而言， 在分馏塔103上，罐顶管线202的水平位置在分馏塔103的柴油抽 出管线的水平位置和蜡油抽出管线的水平位置之间，即，罐顶管线 202与分馏塔103的连接处的水平位置为A，分馏塔103的柴油抽 出管线的抽油口的水平位置为B，分馏塔103的蜡油抽出管线的抽 油口的水平位置为C，A位于B和C之间，而罐底管线203连接于 分馏塔103的蒸发段。

分馏塔103主要进行重油、蜡油、柴油、汽油的分馏，所以柴 油抽出管线、蜡油抽出管线及其位置不言而喻，是石油领域中公知 技术。而分馏塔103中也包括换热段、蒸发段、洗涤段等，具体段 位为行业公知，在此不再赘述。

本实施例中，由于油气闪蒸罐102分罐顶管线202、罐底管线 203两路出料，即分馏塔103施行双股进料，所以被急冷油洗涤过 的焦化轻产品将从罐顶管线202进入分馏塔103，而焦化重产品则 会通过罐底管线203进入分馏塔103。如此，焦化轻产品中焦粉含 量就显著减少，大部分的焦粉都会跟随焦化重产品进入分馏塔103， 最终从分馏塔103的底部排出，排出的重油可作为产品直接出装置。 而且，由于分馏塔103施行了双股进料，所以降低了分馏塔103塔 底的油气负荷，提高了油气组分的分离效率，从而有效的降低了分 馏塔103的整体压降，有利于分馏塔103的低压或超低压操作。

实施例三

本发明实施例三提供了一种延迟焦化系统，其中，油气闪蒸罐 102中的急冷油的喷洒量与延迟焦化系统200的进料量的质量比为 0.1:1，除外，其余设置与实施例二相同。另外，油气闪蒸罐102的 表压优选10～170kPa，本实施例中，其表压为130kPa。

从焦炭塔101进入油气闪蒸罐102的油分的温度较高，压强也 较大，而本实施例中，油气闪蒸罐102内部的压强控制在较小范围 内，如此，油气闪蒸罐102的总压较小，所以其中的油气的分压也 就较小，在反应温度及循环比不变的条件下，此种设置能够减少重 质烃类的残留量，使得焦炭产率降低，液体收率增大。

本实施例中，焦炭塔101的生成油气(430℃)经第一油气管线 104进入油气闪蒸罐102，油气闪蒸罐102顶部的急冷系统106通过 喷嘴107喷洒急冷油(120℃的焦化蜡油)，对进入的油气进行洗涤 和冷却，冷却后的重油(405℃)经罐底管线203进入分馏塔103 的下部，冷却后的轻油气(387℃)经罐顶管线202进入分馏塔103 的上部，分馏塔103的塔顶压力控制为125kPa(表压)，焦化反应 生成物在分馏塔103内分馏获得焦化产品。以焦化蜡油为例，本实 施例的原料油性质参见表1，操作条件参见表2，焦化蜡油性质参见 表3。

实施例三提供的延迟焦化系统进行了对比实验，对比例采用常 规的延迟焦化系统，原料油性质参见表1，与实施例三选用的原料 油性质相同，操作条件参见表2，焦化蜡油性质参见表3。

表1原料油性质

表2操作条件比较

操作条件 对比例 实施例三 加热炉出口温度，℃ 498 498 焦炭塔顶压力(表压)，kPa 170 140 油气闪蒸罐压力(表压)，kPa - 130 分馏塔顶压力(表压)，kPa 156 125 循环比 0 0 生焦周期，h 24 24

表3实施例三和对比例焦化蜡油性质比较

由表3可知，实施例三的焦化蜡油性质与对比例相比，实施例 三的焦化蜡油性质明显改善，主要表现在密度降低、残炭减少、沥 青质变小等。

实施例四

在实施例三的基础上，图3示出了本发明实施例四提供的延迟 焦化系统300，延迟焦化系统300还包括脱焦粉装置301、加热炉 302、第三油气管线303和第四油气管线304，分馏塔103的底部通 过第三油气管线303与脱焦粉装置301连通，脱焦粉装置301通过 第四油气管线304与加热炉302连通。

分馏塔103塔底的重油通过第三油气管线303进入脱焦粉装置 301，经脱焦粉等处理后可以部分作为循环油返回焦炭塔101，而由 于其返回回路是先经过加热炉302进行加热升温，所以可以有效的 避免低温状态的重油回到焦炭塔101内，对塔内的反应带来负面作 用，也就避免了对液体收率的不良影响。

除此之外，延迟焦化系统300还可以设置第五油气管线305和 第六油气管线306，第五油气管线305的一端用于进料油进料，另 一端与加热炉302的进口连通，第四油气管线304与第五油气管线 305连通并通过第五油气管线305与加热炉302连通，第六油气管 线306的一端与加热炉302的出口连通，另一端与焦炭塔101连通。 分馏塔103塔底的重油和进料油通过加热炉302后，就经第六油气 管线306进入焦炭塔101。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在 本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。