專利名稱：一種降低焦炭揮發(fā)分的延遲焦化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種在不存在氫的情況下烴油的非催化熱裂化工藝，更具體地說，是一種降低焦炭揮發(fā)分的延遲焦化方法。
背景技術(shù)：
由于投資和操作費(fèi)用低，能把劣質(zhì)減壓渣油或污油轉(zhuǎn)化成價(jià)值高的液體產(chǎn)品和特種石油焦等產(chǎn)品，延遲焦化依然是煉廠主要渣油加工技術(shù)，受到人們普遍重視。目前，國內(nèi)焦化裝置在裝置大型化、長周期、優(yōu)化操作、提高焦炭質(zhì)量、提高液體收率以獲取最佳經(jīng)濟(jì)效益等方面普遍面臨技術(shù)問題。焦炭揮發(fā)分控制技術(shù)便是其中之一，焦炭揮發(fā)分是焦炭主要質(zhì)量指標(biāo)之一。我國石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)普通焦炭(生焦green coke)質(zhì)量指標(biāo)中(SH0527-92)，揮發(fā)分為12～20％，一級(jí)品為12％，高于國外的4～10％，影響我國焦炭產(chǎn)品出口和經(jīng)濟(jì)效益。目前，我國各煉廠焦化裝置焦炭揮發(fā)分一般為12～16％，少數(shù)裝置揮發(fā)分達(dá)20％以上。揮發(fā)分大影響焦化裝置的液體收率，對(duì)于煉鋼電極用的焦炭，還影響煅燒損失及電極成本，嚴(yán)重的還影響電極質(zhì)量。原料性質(zhì)、操作條件及焦炭塔保溫效果決定了焦炭揮發(fā)分大小，針對(duì)加工一定的減壓渣油等原料，煉廠焦化裝置普遍采用控制加熱爐出口溫度來降低焦炭揮發(fā)，由于加熱爐出口溫度受爐管結(jié)焦及其操作周期制約，一般控制在495℃～500℃，調(diào)整的余地不大，因此，有時(shí)焦炭揮發(fā)分難以保證。
USP4,547,284公開了一種焦炭生產(chǎn)方法，特別是用經(jīng)過預(yù)處理的原料生產(chǎn)針狀焦方法，該方法對(duì)離線(off-stream)焦炭塔內(nèi)的焦炭用不裂化的氣體進(jìn)行熱處理以降低焦炭的揮發(fā)分。該方法是在一個(gè)操作周期結(jié)束換塔后對(duì)離線焦炭塔進(jìn)行熱處理。該方法另需一套不裂化氣體加熱、冷卻、循環(huán)系統(tǒng)，實(shí)際操作時(shí)，該循環(huán)系統(tǒng)與焦化本身操作難以恰好分配。
USP5,645,712公開了一種提高液體產(chǎn)品收率的延遲焦化方法，是在降低焦化系統(tǒng)的操作循環(huán)比的同時(shí)，用一種加熱后的非焦化的烴類稀釋劑來提高焦炭塔操作溫度，使液體產(chǎn)品收率增加，焦炭收率下降。該稀釋劑可加入加熱爐出口的物流中，也可直接加入焦炭塔中，稀釋劑與焦化原料分開加熱，稀釋劑餾分至少部分比重瓦斯油輕，該方法將稀釋劑與焦化原料分開加熱同時(shí)進(jìn)行操作。該方法也需一套稀釋劑加熱系統(tǒng)，增加了設(shè)備投資及操作費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種降低焦炭揮發(fā)分的延遲焦化方法。
本發(fā)明提供的方法包括將常規(guī)焦化原料、較少焦化的原料分別加熱至420℃～505℃、490℃～525℃后進(jìn)入焦炭塔，反應(yīng)生成的焦炭留在焦炭塔內(nèi)，分離焦化油氣得到焦化氣體、焦化汽油、焦化柴油、焦化瓦斯油，較少焦化的原料在一個(gè)焦化周期的一段時(shí)間中代替常規(guī)焦化原料作為焦化進(jìn)料，經(jīng)焦化加熱爐加熱至490℃～525℃進(jìn)入焦炭塔反應(yīng)。
該方法通過提高焦炭塔內(nèi)溫度使塔內(nèi)的生焦揮發(fā)分降低至3～12m％。


附圖是本發(fā)明提供的降低焦炭揮發(fā)分的延遲焦化方法示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供的方法為將常規(guī)焦化原料、較少焦化的原料分別加熱至420℃～505℃、490℃～525℃后進(jìn)入焦炭塔，反應(yīng)生成的焦炭留在焦炭塔內(nèi)，分離焦化油氣得到焦化氣體、焦化汽油、焦化柴油、焦化瓦斯油，較少焦化的原料在一個(gè)焦化周期的一段時(shí)間中代替常規(guī)焦化原料作為焦化進(jìn)料，經(jīng)焦化加熱爐加熱至490℃～525℃進(jìn)入焦炭塔反應(yīng)。
所述的常規(guī)焦化原料選自減壓渣油、常壓渣油、減粘渣油、催化裂化澄清油、直餾瓦斯油或其混合物；較少焦化的原料為焦化餾分油、直餾瓦斯油或其混合物，其中焦化餾分油為焦化柴油和/或焦化瓦斯油，直餾瓦斯油為常壓直餾瓦斯油和/或減壓直餾瓦斯油。
較少焦化的原料與常規(guī)焦化原料的比例為40m％～150m％，最好是100m％。100m％是指操作中的常規(guī)焦化原料完全被較少焦化的原料替代，該原料的流量與常規(guī)焦化原料的流量相同，小于100m％是指操作中的常規(guī)焦化原料部分被較少焦化的原料替代，大于100m％是指操作中的常規(guī)焦化原料完全被較少焦化的原料替代，該原料的流量大于常規(guī)焦化原料的流量。切換過程可以是一步切換完成，也可隨時(shí)間程序逐漸切換。
較少焦化的原料切換入焦化系統(tǒng)的位置是焦化原料油緩沖罐入口或入口管線，對(duì)于小于100％原料切換，還可以是焦化加熱爐對(duì)流段入口、輻射段入口或加熱爐對(duì)流段入口到原料緩沖罐出口之間的任何位置。
在焦化過程中，某一個(gè)焦炭塔充焦到合適的需要高度后，進(jìn)行換塔操作，常規(guī)焦化原料替代較少焦化的原料進(jìn)另一個(gè)焦炭塔，原操作焦炭塔進(jìn)行冷焦及除焦操作，除焦方式為水力除焦，水力除焦的壓力為10.0MPa～30.0MPa。每一個(gè)焦炭塔從切換進(jìn)料到充滿焦炭換塔為一個(gè)焦化操作周期，一個(gè)焦化周期為12～48小時(shí)。一個(gè)焦化周期分兩個(gè)時(shí)間段，前一時(shí)間段進(jìn)常規(guī)焦化原料，按循環(huán)比0～0.4操作，后一時(shí)間段進(jìn)較少焦化的原料，按循環(huán)比0～1.0操作。
一個(gè)焦化周期的一段時(shí)間指一個(gè)焦化周期的5～50％，是一個(gè)周期結(jié)束前的一段時(shí)間。在上述的一段時(shí)間用較少焦化的原料代替常規(guī)焦化原料單獨(dú)加熱反應(yīng)，利用較少焦化的原料相對(duì)常規(guī)焦化原料不易結(jié)焦的特點(diǎn)，提高其反應(yīng)溫度，較少焦化的原料為焦炭塔提供高溫位熱量，對(duì)焦炭塔內(nèi)已沉積的焦炭進(jìn)一步熱處理，使焦炭的揮發(fā)分下降。在與常規(guī)焦化過程焦炭揮發(fā)分相當(dāng)條件下，上述過程允許加工常規(guī)焦化原料時(shí)加熱爐出口溫度降低到440℃～485℃，延緩了焦化加熱爐結(jié)焦傾向。
為了防止高溫油氣管線結(jié)焦，在焦炭塔頂部出口油氣管線上注激冷油，激冷油為焦化柴油、焦化瓦斯油或其混合物。焦炭塔頂?shù)挠蜌饨?jīng)激冷油冷卻后溫度達(dá)410℃～440℃，延緩了焦炭塔出口油氣管線結(jié)焦傾向。
上述過程也適用于以催化裂化澄清油作為常規(guī)焦化原料生產(chǎn)針狀焦。
本發(fā)明提供的方法不僅適用于一爐二塔流程，也適用于二爐四塔或三爐六塔流程。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所提供的方法進(jìn)行進(jìn)一步的說明，但不因此而限制本發(fā)明。
附圖是本發(fā)明提供的降低焦炭揮發(fā)分的延遲焦化方法示意圖，該圖為一爐二塔流程，按24小時(shí)為一個(gè)操作周期。
在一個(gè)操作周期前20小時(shí)內(nèi)，裝置進(jìn)常規(guī)焦化原料，該原料先經(jīng)管線1進(jìn)入緩沖罐2，然后經(jīng)管線3進(jìn)入焦化分餾塔11的下部與焦化油氣部分換熱，與循環(huán)油一起經(jīng)管線4進(jìn)入焦化加熱爐5加熱后，經(jīng)管線6或8分別進(jìn)入焦炭塔7或9，常規(guī)焦化原料和循環(huán)油在焦炭塔內(nèi)發(fā)生焦化反應(yīng)，生成的焦炭留在焦炭塔內(nèi)，焦化油氣經(jīng)管線10進(jìn)入焦化分餾塔11，分離出的焦化氣體、焦化汽油、焦化柴油、焦化瓦斯油分別經(jīng)管線12、13、21、22導(dǎo)出，焦化循環(huán)油回焦化系統(tǒng)。此時(shí)加熱爐輻射段出口溫度為420℃～505℃，按循環(huán)比為0.2操作。在操作周期后4小時(shí)內(nèi)，停止常規(guī)焦化原料進(jìn)裝置，將減壓直餾瓦斯油經(jīng)管線14引入緩沖罐2，將常規(guī)焦化原料切換成減壓直餾瓦斯油操作，減壓直餾瓦斯油按常規(guī)焦化原料流程加熱至490℃～525℃進(jìn)入焦炭塔，按循環(huán)比0.15操作，分離焦化油氣。
本發(fā)明利用較少焦化的原料相對(duì)常規(guī)焦化原料不易結(jié)焦的特點(diǎn)，提高其反應(yīng)溫度，較少焦化的原料為焦炭塔提供高溫位熱量，對(duì)焦炭塔內(nèi)已沉積的焦炭進(jìn)一步熱處理，使焦炭的揮發(fā)分降低至3～12m％。
下面的實(shí)施例將對(duì)本方法予以進(jìn)一步的說明，但并不因此限制本方法。實(shí)施例、對(duì)比例所用的常規(guī)焦化原料為減壓渣油，其性質(zhì)如表1所示。
對(duì)比例在附圖中，減壓渣油先經(jīng)管線1進(jìn)入緩沖罐2，然后經(jīng)管線3進(jìn)入焦化分餾塔11的下部與焦化油氣部分換熱，與循環(huán)油(循環(huán)比為0.4)一起分別經(jīng)管線4進(jìn)入焦化加熱爐5加熱至495℃后，經(jīng)管線6進(jìn)入焦炭塔7內(nèi)發(fā)生焦化反應(yīng)，生成的焦炭留在焦炭塔內(nèi)，直到焦炭塔內(nèi)焦炭料位上升到一定的高度，進(jìn)行換塔操作進(jìn)入下一個(gè)操作周期，將常規(guī)焦化原料切換到焦炭塔9，充滿焦炭的焦炭塔7進(jìn)行冷焦和除焦操作。焦化油氣經(jīng)管線10進(jìn)入焦化分餾塔11，分離出的焦化氣體、焦化汽油、焦化柴油、焦化瓦斯油分別經(jīng)管線12、13、21、22導(dǎo)出，焦化循環(huán)油回焦化系統(tǒng)。
焦炭產(chǎn)品性質(zhì)見表2，從表2中可見，焦炭的揮發(fā)分為13.5m％。
實(shí)施例在附圖中，對(duì)于一個(gè)操作周期為24小時(shí)的焦化過程，在操作周期前20小時(shí)內(nèi)，裝置進(jìn)減壓渣油，加熱爐輻射段出口溫度為495℃，在操作周期后4小時(shí)內(nèi)，停止常規(guī)焦化原料進(jìn)裝置，改為進(jìn)減壓直餾瓦斯油，減壓直餾瓦斯油與減壓渣油的比例為100m％，減壓直餾瓦斯油按常規(guī)焦化原料流程加熱至505℃進(jìn)入焦炭塔，分離焦化油氣。
焦炭產(chǎn)品性質(zhì)見表2，從表2中可見，焦炭的揮發(fā)分為5.2m％，比對(duì)比例中的焦炭收率降低8.3個(gè)百分點(diǎn)。
表1

表2

權(quán)利要求
1.一種降低焦炭揮發(fā)分的延遲焦化方法，其特征在于將常規(guī)焦化原料、較少焦化的原料分別加熱至420℃～505℃、490℃～525℃后進(jìn)入焦炭塔，反應(yīng)生成的焦炭留在焦炭塔內(nèi)，分離焦化油氣得到焦化氣體、焦化汽油、焦化柴油、焦化瓦斯油，較少焦化的原料在一個(gè)焦化周期的一段時(shí)間中代替常規(guī)焦化原料作為焦化進(jìn)料，經(jīng)焦化加熱爐加熱后進(jìn)入焦炭塔反應(yīng)。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的常規(guī)焦化原料選自減壓渣油、常壓渣油、減粘渣油、催化裂化澄清油、直餾瓦斯油或其混合物。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的較少焦化的原料為焦化餾分油、直餾瓦斯油或其混合物，其中焦化餾分油為焦化柴油和/或焦化瓦斯油，直餾瓦斯油為常壓直餾瓦斯油和/或減壓直餾瓦斯油。
4.按照權(quán)利要求1、2或3的方法，其特征在于所述的較少焦化的原料與常規(guī)焦化原料的比例為40m％～150m％。
5.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的一個(gè)焦化操作周期是指每一個(gè)焦炭塔從切換進(jìn)料到充滿焦炭換塔的時(shí)間，一個(gè)焦化周期為12～48小時(shí)。
6.按照權(quán)利要求1或5的方法，其特征在于所述的一個(gè)焦化周期的一段時(shí)間指一個(gè)焦化周期的5～50％，是一個(gè)周期結(jié)束前的一段時(shí)間。
7.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于焦化過程生產(chǎn)的焦炭為普通焦、煉鋼用優(yōu)質(zhì)焦炭或針狀焦。
8.按照權(quán)利要求1的方法，其特征是常規(guī)焦化原料焦化時(shí)的循環(huán)比為0～0.4，較少焦化的原料焦化時(shí)的循環(huán)比為0～1.0。
9.按照權(quán)利要求1的方法，其特征是除焦方式為水力除焦，水力除焦的壓力為10.0MPa～30.0MPa。
10.按照權(quán)利要求1的方法，其特征是在焦炭塔頂部出口油氣管線上注激冷油，激冷油為焦化柴油、焦化瓦斯油或其混合物。
全文摘要
一種降低焦炭揮發(fā)分的延遲焦化方法，是將常規(guī)焦化原料、較少焦化的原料分別加熱至420℃～505℃、490℃～525℃后進(jìn)入焦炭塔，反應(yīng)生成的焦炭留在焦炭塔內(nèi)，分離焦化油氣得到焦化氣體、焦化汽油、焦化柴油、焦化瓦斯油，較少焦化的原料在一個(gè)焦化周期的一段時(shí)間中代替常規(guī)焦化原料作為焦化進(jìn)料，經(jīng)焦化加熱爐加熱后進(jìn)入焦炭塔反應(yīng)。該方法通過提高焦炭塔內(nèi)溫度使塔內(nèi)的生焦揮發(fā)分降低至3～12m％。
文檔編號(hào)C10G75/00GK1461794SQ0212077
公開日2003年12月17日 申請(qǐng)日期2002年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月31日
發(fā)明者施昌智, 王瑾, 袁方, 李銳 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院