一種重油熱轉(zhuǎn)化和生焦氣化方法和聯(lián)合裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種重油熱轉(zhuǎn)化和生焦氣化的方法和聯(lián)合裝置；該裝置包括快速床熱裂化反應(yīng)器、沉降器、汽提器和流化床氣化反應(yīng)器；原料油在快速床熱裂化反應(yīng)器中與熱載體顆粒接觸，生成的油氣產(chǎn)品和表面附著焦炭的熱載體顆粒；從提升管進(jìn)入到沉降器和汽提器，汽提后的熱載體一部分進(jìn)入快速床熱裂化反應(yīng)器；另一部分進(jìn)入流化床氣化反應(yīng)器下部與床中熱載體混合，在水蒸氣和含氧氣體作用下熱載體表面的焦炭與水蒸氣和氧氣發(fā)生燃燒和氣化反應(yīng)，熱載體進(jìn)入快速床熱裂化反應(yīng)器；兩股熱載體與床層內(nèi)熱載體混合，再次與原料油接觸反應(yīng)完成循環(huán)；本裝置和方法實(shí)現(xiàn)了原料油在較為緩和的溫度下與大量熱載體接觸反應(yīng)，降低了干氣、焦炭的產(chǎn)率和提高了輕質(zhì)油的收率。
【專利說明】一種重油熱轉(zhuǎn)化和生焦氣化方法和聯(lián)合裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油煉制工藝，具體是指重油的流化熱轉(zhuǎn)化與焦炭氣化的方法和耦合
裝直。
【背景技術(shù)】
[0002]利用熱的固體熱載體與重油接觸，實(shí)現(xiàn)重油的熱轉(zhuǎn)化，生產(chǎn)輕質(zhì)油品以及焦炭，最早由Exxon公司開發(fā)并工業(yè)化，即流化焦化技術(shù)，美國專利US2606861，US2700642等公開了這一技術(shù)的要點(diǎn)。流化焦化生產(chǎn)粉焦產(chǎn)品，其應(yīng)用有很大的局限性，因此Exxon公司之后提出了流化焦化+焦炭氣化工藝，即靈活焦化技術(shù)，美國專利US2700642、US3752658、US3759676、US3901667、US4169018A、US4213848A、US4269696A、US18343580 等一系列文件和中國專利申請(qǐng)CN97182246.8公開了靈活焦化技術(shù)和各種改進(jìn)方法。其工藝為:在一個(gè)流化床內(nèi)利用熱的焦炭顆粒將原料油熱裂化，再將覆蓋新生焦炭的焦炭顆粒在另一個(gè)流化床內(nèi)部分氣化生產(chǎn)合成氣，剩余焦炭循環(huán)回反應(yīng)器繼續(xù)作為熱載體使用。
[0003]靈活焦化工藝提出的利用流化的固體熱載體對(duì)重質(zhì)油原料進(jìn)行熱轉(zhuǎn)化，并耦合氣化反應(yīng)，將熱載體表面焦炭進(jìn)行氣化的方法，是一種具有重要價(jià)值的重油深加工技術(shù)。由于熱裂化的溫度一般在480-560°C左右，而氣化溫度高達(dá)900°C以上，熱載體循環(huán)過程中實(shí)現(xiàn)熱平衡和能量的充分利用，是這一工藝技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵點(diǎn)。
[0004]靈活焦化工藝實(shí)現(xiàn)熱平衡的方法是，在熱裂化反應(yīng)器和氣化反應(yīng)器兩個(gè)流化床反應(yīng)器中間設(shè)置一個(gè)流化床加熱器，熱裂化流出的低溫焦炭和氣化器流出的高溫焦炭均進(jìn)入加熱器，混合之后再分別返回，并且加熱器利用了氣化器的高溫氣體產(chǎn)品熱量。由于裝置中含有三個(gè)流化床反應(yīng)器，以及相互之間的顆粒輸送設(shè)備，操作較為復(fù)雜，不適合大規(guī)模推廣。
[0005]ExxonMobile 在 16th world petroleum congress (June, 2000)上報(bào)道了一種 LR技術(shù)和流化焦化結(jié)合的SATCON工藝。其工藝核心與LR技術(shù)相似，特征是它的雙螺旋快速混合器，實(shí)現(xiàn)固體熱載體和原料油兩者停留時(shí)間分別可控的反應(yīng)。
[0006]中國專利CN03157570.6提出了一種重油固相熱載體循環(huán)裂解和氣化工藝。原料油和固相熱載體在下行床中接觸裂化，下行床底部將油氣分離后熱載體進(jìn)提升管燒焦，部分燒焦之后氣固分離，高溫?zé)煔馊U熱鍋爐發(fā)生水蒸氣，再和殘余焦炭混合進(jìn)流化床氣化生產(chǎn)水煤氣，固體循環(huán)進(jìn)入下行床。這一方法的特點(diǎn)是下行床裂化、提升管燒焦、床層流化床氣化。該工藝中，氣化之后的熱載體直接和原料接觸，因溫度太高，只適合生產(chǎn)液化氣等氣體產(chǎn)品，不能實(shí)現(xiàn)最大化的油品收率。而且下行床接觸時(shí)間很短，如果采取外取熱的方法降低接觸溫度，則無法形成穩(wěn)定的焦炭，熱載體容易粘結(jié)，不能順利循環(huán)至提升管。
[0007]中國專利CN200710178843.0提出了一種熱裂解與氣化聯(lián)合加工重質(zhì)油的方法，其技術(shù)特點(diǎn)是采用了一種新型反應(yīng)器，原料油霧化后在反應(yīng)器內(nèi)下降，與上升的油氣產(chǎn)品以及細(xì)焦粉接觸，逐漸熱解和生焦，大的焦炭顆粒下落到底部氣化區(qū)域氣化生產(chǎn)合成氣，氣體和細(xì)的焦粉上升與霧化的原料油液滴接觸，發(fā)生熱交換以及焦粒的長大和下落。該反應(yīng)器結(jié)構(gòu)新穎，同一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)了裂化和氣化并滿足熱平衡的要求，但實(shí)際應(yīng)用時(shí)控制方面要求很高。
[0008]中國專利CN200810167107.X提出了一種油砂直接流化床焦化的方法和裝置。由于油砂中油的含量較低，流化床熱裂化后生成的焦炭完全燃燒所產(chǎn)生的熱量，可能不足以供給熱裂化所需，因此更不能配置焦炭氣化單元，需要向燒焦罐內(nèi)噴入燃料油或者煤粉等以補(bǔ)充熱量。
[0009]中國專利CN200910244214.2提出了一種重油輕質(zhì)化加工方法和裝置，與煤的熱解氣化工藝基本一致。原料油和熱載體在流化床中接觸裂化，獲得油氣產(chǎn)品；攜帶焦炭的熱載體進(jìn)入提升管燃燒和氣化，獲得氣化合成氣產(chǎn)品；氣化后的熱載體經(jīng)分配閥分成2股，一股進(jìn)裂化反應(yīng)器與原料油接觸裂化，另一股返回提升管進(jìn)一步燃燒和氣化。由于氣化采用的是提升管反應(yīng)器，反應(yīng)時(shí)間較短，而石油焦氣化活性不高，因此熱載體存在大量循環(huán)。而且氣化后熱載體為900-950°C，直接用于裂化反應(yīng)，溫度較高，不利于輕質(zhì)油品的收率。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0010]本發(fā)明的目的是提供一種重油熱轉(zhuǎn)化和生焦氣化聯(lián)合裝置以及利用該裝置實(shí)現(xiàn)重油輕質(zhì)化的方法。
[0011]本發(fā)明的目的是通過以下措施來達(dá)到:
[0012]提供一種重油熱轉(zhuǎn)化和生焦氣化聯(lián)合裝置，該裝置包含快速床熱裂化反應(yīng)器、沉降器、汽提器和流化床氣化反應(yīng)器；沉降器和汽提器同軸連接，沉降器底部與汽提器頂部通過折板聯(lián)通；流化床氣化反應(yīng)器位于汽提器同軸下方，通過汽提器下部的立管深入到流化床氣化反應(yīng)器下部，立管底部設(shè)置控制閥；在汽提器內(nèi)下部的立管入口處設(shè)有與汽提蒸汽管連接的上氣體分布板，在流化床氣化反應(yīng)器內(nèi)下部立管出口設(shè)有與氣化介質(zhì)管連接的下氣體分布板；在流化床氣化反應(yīng)器內(nèi)頂部設(shè)置有與氣化產(chǎn)品輸送管連接的集氣室5 ;沉降器中設(shè)有氣固分離器，熱裂化油氣產(chǎn)品出口設(shè)置在沉降器頂部；原料油進(jìn)口、預(yù)流化蒸汽入口設(shè)置在快速床熱裂化反應(yīng)器下部和底部；快速床熱裂化反應(yīng)器通過連接頂部的提升管與和沉降器連接，快速床熱裂化反應(yīng)器由汽提器底部斜管與汽提器底部連接，汽提器底部斜管裝有汽提器底部斜管L閥，快速床熱裂化反應(yīng)器由氣化反應(yīng)器底部斜管與流化床氣化反應(yīng)器下部的顆粒出口區(qū)連接，氣化反應(yīng)器底部斜管裝有氣化反應(yīng)器底部斜管L閥。
[0013]在本發(fā)明裝置中，固體熱載體依次經(jīng)過:快速床熱裂化反應(yīng)器、提升管輸送、沉降器、汽提器，汽提器底部斜管/流化床氣化反應(yīng)器、氣化反應(yīng)器底部斜管、快速床熱裂化反應(yīng)器，完成固體熱載體循環(huán)。在汽提器底部固體熱載體分流，一部分經(jīng)汽提器底部斜管直接進(jìn)入快速床熱裂化反應(yīng)器，一部分經(jīng)流化床氣化反應(yīng)器，再通氣化反應(yīng)器底部斜管進(jìn)快速床熱裂化反應(yīng)器，分流的兩管路上設(shè)置有流量控制閥，本發(fā)明優(yōu)選使用L閥，通過L閥氣動(dòng)控制兩路的流量。
[0014]從汽提器底部和流化床氣化反應(yīng)器底部分別向快速床裂化反應(yīng)器輸送顆粒的管路的入口，本發(fā)明優(yōu)選位于裂化反應(yīng)器軸向同一高度，這樣的設(shè)計(jì)有利于溫度不同的熱載體顆?；旌线_(dá)到溫度均衡。
[0015]通過汽提器底部立管進(jìn)入到流化床氣化反應(yīng)器下部的固體熱載體顆粒，通過立管底部設(shè)置的控制閥對(duì)通量進(jìn)行控制，保持氣化反應(yīng)器內(nèi)固體顆粒的藏量。為避免從立管底部流出的固體顆粒直接經(jīng)過氣化器底部出口管路流出，在氣化器底部出口處設(shè)置垂直擋板，隔離出一個(gè)顆粒流出區(qū)，本發(fā)明優(yōu)選的擋板高度為床層高度的1/3 - 1，固體顆粒溢過擋板方可進(jìn)入該流出區(qū)域。
[0016]利用本發(fā)明所述的裝置實(shí)現(xiàn)重油熱轉(zhuǎn)化和焦炭氣化的具體方法如下:
[0017](I)原料油預(yù)熱后分散成液滴進(jìn)入快速床熱裂化反應(yīng)器，與其中的流化的固體熱載體顆粒接觸，并發(fā)生反應(yīng)，生成的油氣產(chǎn)品和焦炭，其中焦炭主要附著在固體熱載體表面，反應(yīng)產(chǎn)品與熱載體顆粒從熱裂化反應(yīng)器頂部的提升管共同進(jìn)入到沉降器和汽提器，油氣產(chǎn)品在沉降器頂部經(jīng)氣固分離后送去分離系統(tǒng)進(jìn)行分離；熱載體在水蒸氣的汽提作用下除去熱載體物流中殘留的油氣組分；
[0018](2)汽提后的熱載體一部分通過顆粒輸送管路進(jìn)入快速床熱裂化反應(yīng)器；
[0019](3)汽提后的熱載體另一部分通過立管進(jìn)入流化床氣化反應(yīng)器下部，并與床中固體顆?；旌希瑲饣磻?yīng)器底部通入水蒸氣和含氧氣體，熱載體表面的焦炭與水蒸氣和氧氣發(fā)生燃燒和氣化反應(yīng)，氣化產(chǎn)品氣由氣化反應(yīng)器頂部經(jīng)氣固分離后送去分離系統(tǒng)進(jìn)行分離，固體熱載體顆粒溢過擋板并通過氣化反應(yīng)器底部設(shè)置的顆粒輸送管路進(jìn)入快速床熱裂化反應(yīng)器；
[0020](4)來自汽提器和流化床氣化反應(yīng)器的兩股溫度不同的熱載體在快速床熱裂化反應(yīng)器入口處與床層內(nèi)固體顆粒充分混合，再次與進(jìn)入的原料油接觸反應(yīng)，完成固體熱載體循環(huán)。
[0021 ] 本發(fā)明方法中，原料油的預(yù)熱溫度范圍是200_350°C，熱裂化反應(yīng)溫度范圍是450-580°C，氣化反應(yīng)溫度范圍是800-980°C，經(jīng)過流化床氣化反應(yīng)器底部顆粒輸送管路的熱載體通量與原料油的進(jìn)料量的重量比范圍是1-5，經(jīng)過汽提器底部顆粒輸送管路的熱載體通量與原料油的進(jìn)料量的重量比范圍是0.5-10。
[0022]本發(fā)明方法原料油適應(yīng)`性廣，不僅適應(yīng)于常規(guī)的催化裂化或加氫裂化等輕質(zhì)化手段采用的原料油，而且可適應(yīng)于S、N、金屬和殘?zhí)亢烤^高或超高的重質(zhì)和劣質(zhì)原料油，如減壓渣油、熱解焦油、循環(huán)油、澄清油、浙青、油砂、油石和油頁巖等原料油的輕質(zhì)化加工。本發(fā)明優(yōu)選的原料油是減壓渣油、催化裂化油漿、溶劑油脫浙青的浙青、加氫尾油中的一種或幾種的混合物。
[0023]采用本發(fā)明方法處理較高金屬含量和灰分的原料油時(shí)，熱載體表面的焦炭無法在氣化反應(yīng)中完全燃燒和氣化，殘余固體灰分將導(dǎo)致熱載體的循環(huán)量累積增加，氣化反應(yīng)器底部需設(shè)置排渣口，排渣方式及位置未在圖例中標(biāo)出，可按本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方式實(shí)施。
[0024]本發(fā)明方法中，所述的熱載體可選用顆粒狀的焦炭、白土、高嶺土，硅或鋁的氧化物中的一種及其混合物。
[0025]在重油與熱載體接觸裂化過程中，重油完成裂化反應(yīng)和生焦反應(yīng)需要一定的時(shí)間，反應(yīng)過程中附著在熱載體表面的重油將對(duì)熱載體的流化產(chǎn)生一定的影響。為了減少未完全反應(yīng)就離開熱裂化反應(yīng)器的熱載體顆粒，本發(fā)明優(yōu)選的固體熱載體在熱裂化反應(yīng)器中平均停留時(shí)間范圍是0.5-10min。
[0026]本發(fā)明方法的有益效果是:所述的重油輕質(zhì)化加工方法，將重質(zhì)或劣質(zhì)的原油、稠油、減壓渣油、熱解焦油、循環(huán)油、澄清油、浙青、油砂、油石和油頁巖等原料油轉(zhuǎn)化為裂化氣、汽油、柴油和蠟油等輕質(zhì)油品，以及將熱裂化反應(yīng)中產(chǎn)生的焦炭和原料油本身存在的殘?zhí)咳紵驓饣Ｋ龅闹赜洼p質(zhì)化加工方法可實(shí)現(xiàn)原料油的完全轉(zhuǎn)化，熱裂化反應(yīng)所得裂化氣直接并入煉廠氣相低碳烴的分離系統(tǒng)；裂化汽油和柴油產(chǎn)品也可直接并入后續(xù)的加氫精制系統(tǒng)；裂化反應(yīng)所得蠟油殘?zhí)匡@著降低，可作為催化裂化的原料油作進(jìn)一步深加工；熱裂化反應(yīng)產(chǎn)生的石油焦炭通過燃燒放熱制備過熱水蒸氣用于工藝系統(tǒng)或發(fā)電，或經(jīng)氣化制得富含H2和CO的氣化氣作為合成氣原料或通過水汽變換反應(yīng)制備氫氣，用于加氫精制反應(yīng)的原料氫；燃燒(氣化)反應(yīng)副產(chǎn)的飛灰富集有Ni和V等金屬，可通過進(jìn)一步加工形成聞附加值廣品。
[0027]采用本發(fā)明提出的重油熱接觸輕質(zhì)化裝置和方法，其優(yōu)點(diǎn)是:
[0028](I)通常的熱裂化-焦炭氣化耦合裝置，通過固體熱載體的單路循環(huán)實(shí)現(xiàn)物料和熱量的平衡，這一條件下，熱載體的循環(huán)流量直接影響反應(yīng)溫度和熱平衡。在典型的渣油進(jìn)料條件下，滿足熱平衡時(shí)熱載體循環(huán)量與進(jìn)料量之比約為2，這一條件限制了流化床的操作條件，而且較低的熱載體循環(huán)對(duì)原料油和固體熱載體的充分接觸不利，另外，氣化反應(yīng)器出口的高溫?zé)彷d體接近900°C，而熱裂化反應(yīng)溫度約在550-580°C，將原料油直接與高溫?zé)彷d體接觸，會(huì)對(duì)熱裂化反應(yīng)的產(chǎn)品分布帶來不利影響。通過本發(fā)明的裝置和方法，將熱裂化之后經(jīng)汽提除去油氣殘留的熱 載體分成兩股，一股進(jìn)氣化反應(yīng)器，經(jīng)燃燒和氣化之后得到高溫?zé)彷d體，一股不經(jīng)氣化，屬于低溫?zé)彷d體，控制兩股熱載體的流量在熱裂化反應(yīng)器入口發(fā)生混合，通過流化床內(nèi)強(qiáng)傳熱效果達(dá)到溫度均勻，再與原料油接觸反應(yīng)，同時(shí)由于使用兩股熱載體循環(huán)，解開了熱載體循環(huán)量與溫度的耦合關(guān)系，可以實(shí)現(xiàn)原料油在較為緩和的溫度下與大量熱載體接觸反應(yīng)，這對(duì)減少干氣和焦炭的產(chǎn)率和提高輕質(zhì)油品的收率通常是有利的。
[0029](2)氣化反應(yīng)器和汽提器之間連接緊湊，利用汽提器下部立管對(duì)管內(nèi)下行的固體熱載體進(jìn)行預(yù)熱，有利于氣化反應(yīng)的進(jìn)行；使用立管底部的控制閥，斜管11和12下部的控制閥，共同控制取熱器和氣化反應(yīng)器內(nèi)的固體熱載體分布和循環(huán)量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便。
[0030](3)裝置的氣固循環(huán)系統(tǒng)與現(xiàn)有的催化裂化裝置相似，顆粒的輸送、流量控制在工程技術(shù)方面已積累了大量經(jīng)驗(yàn)，相關(guān)設(shè)備和配件非常成熟，有利于該技術(shù)的工程化和商業(yè)運(yùn)作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1重油熱轉(zhuǎn)化和生焦氣化聯(lián)合裝置示意圖
[0032]其中:1-沉降器，2-氣固分離器，3-汽提器，4-上氣體分布板，5-集氣室，6_流化床氣化反應(yīng)器，7-立管，8-氣體分布板，9-控制閥，10-提升管，11-汽提器底部斜管，12-氣化反應(yīng)器底部斜管，13-汽提器底部斜管L閥，14-氣化反應(yīng)器底部斜管L閥，15-顆粒出口區(qū)，16-快速床熱裂化反應(yīng)器，17-汽提蒸氣管，18-氣化介質(zhì)管，19-氣化產(chǎn)品輸送管，20-熱裂化油氣產(chǎn)品出口，21-原料油進(jìn)口，22-預(yù)流化蒸汽入口
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合圖例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0034]本發(fā)明所述的裝置包含快速床熱裂化反應(yīng)器16、沉降器1、汽提器3和流化床氣化反應(yīng)器6 ;沉降器I和汽提器3同軸連接，沉降器I底部與汽提器3頂部通過折板聯(lián)通；流化床氣化反應(yīng)器6位于汽提器3同軸下方，通過汽提器下部的立管7深入到流化床氣化反應(yīng)器6下部，立管7底部設(shè)置控制閥9 ;在汽提器3內(nèi)下部的立管7入口處設(shè)有與汽提蒸汽管17連接的上氣體分布板4，在流化床氣化反應(yīng)器6內(nèi)下部立管7出口設(shè)有與氣化介質(zhì)管18連接的下氣體分布板8 ;在流化床氣化反應(yīng)器6內(nèi)頂部設(shè)置有與氣化產(chǎn)品輸送管19連接的集氣室5 ;沉降器I中設(shè)有氣固分離器，熱裂化油氣產(chǎn)品出口設(shè)置在沉降器I頂部；原料油進(jìn)口 21、預(yù)流化蒸汽入口 22設(shè)置在快速床熱裂化反應(yīng)器16下部和底部；快速床熱裂化反應(yīng)器16通過連接頂部的提升管10與和沉降器I連接，快速床熱裂化反應(yīng)器16由汽提器底部斜管11與汽提器3底部連接，汽提器底部斜管11裝有汽提器底部斜管L閥13，快速床熱裂化反應(yīng)器16由氣化反應(yīng)器底部斜管12與流化床氣化反應(yīng)器6下部的顆粒出口區(qū)15連接，氣化反應(yīng)器底部斜管12裝有氣化反應(yīng)器底部斜管L閥。
[0035]重質(zhì)原料油通過蒸汽霧化進(jìn)入快速床熱裂化反應(yīng)器16，與床內(nèi)流化的熱載體接觸反應(yīng)，反應(yīng)器內(nèi)溫度為450-580°C，預(yù)流化水蒸氣通過快速床熱裂化反應(yīng)器底部進(jìn)入使床內(nèi)熱載體流化；反應(yīng)生成的油氣產(chǎn)品與固體熱載體通過快速床熱裂化反應(yīng)器頂部提升管一起輸送到沉降器1，油氣組分經(jīng)過氣固分離除去顆粒之后離開沉降器，送去分離單元；表面附著焦炭的熱載體在沉降器中繼續(xù)反應(yīng)，并從沉降器下部進(jìn)入到汽提器3，在汽提器底部進(jìn)入的水蒸氣的作用下除去攜帶的殘余油氣之后，分成兩路，一路通過進(jìn)氣化器底部斜管11輸送至快速床熱裂化反應(yīng)器16，一路沿汽提器底部立管7進(jìn)入流化床氣化反應(yīng)器6。
[0036]從立管7進(jìn)入到流化床氣化反應(yīng)器6下部的固體熱載體顆粒，通過立管底部設(shè)置的流量控制閥來控制熱載體的通量，維持流化床氣化反應(yīng)器和上面的沉降器和汽提器內(nèi)的固體熱載體分布，流量控制閥可選用塞閥。氣化反應(yīng)器底部通入氣化介質(zhì)，包含水蒸氣和氧氣，使氣化反應(yīng)器內(nèi)的熱載體流化，并發(fā)生燃燒和氣化反應(yīng)，熱載體升溫至800-980°C。流化床氣化反應(yīng)器中設(shè)置一垂直擋板，將流化床氣化反應(yīng)器中分隔出固體顆粒出口區(qū)，該區(qū)上部與流化床主體區(qū)連通，底部連接斜管，氣化反應(yīng)器中的固體顆粒，從流化床中上部落入顆粒出口區(qū)，則通過斜管輸送進(jìn)入快速床熱裂化反應(yīng)器。擋板的設(shè)置是為了防止立管底部流出的固體未經(jīng)燃燒、氣化就進(jìn)入斜管離開氣化反應(yīng)器，擋板高度可設(shè)為床層高度的1/3-1，其它相似的以擋板形式防止固體`顆粒直接離開反應(yīng)器的方法，包含在本發(fā)明的精神之內(nèi)。
[0037]來自斜管的兩股固體熱載體從快速床16底部進(jìn)入，其位置A和B優(yōu)選在同一高度和同一側(cè)的相近位置，對(duì)顆粒的混合和達(dá)到溫度均勻有利。斜管中熱載體的流量對(duì)系統(tǒng)熱平衡和熱裂化反應(yīng)區(qū)的溫度有重要影響，斜管至反應(yīng)器之間設(shè)有控制閥，優(yōu)選為L閥，通過控制氣體，分別控制斜管中的熱載體流量，從而達(dá)到沉降器I/汽提器2和氣化反應(yīng)器6之間的顆粒分布穩(wěn)定，以及溫度達(dá)到設(shè)置要求。
[0038]實(shí)施例1
[0039]采用圖1所示裝置，原料油是減壓渣油，殘?zhí)?wt%，熱載體是完全惰性無孔氧化娃顆粒，粒徑范圍40-120 μ m。減壓洛油預(yù)熱至300°C進(jìn)入快速床16,與其中流化的氧化硅顆粒接觸、反應(yīng)，床層內(nèi)溫度維持在520°C，表觀氣速1.1-1.8m/s，提升管10內(nèi)表觀氣速
3.5-5m/s，氧化硅與油氣進(jìn)入沉降器1，頂部采出油氣20，氧化硅顆粒經(jīng)汽提器3除去殘留油氣后一路通過斜管11返回快速床16，一路通過立管7進(jìn)入氣化反應(yīng)器6，氣化反應(yīng)器底部通入氧氣和水蒸氣混合氣體，體積比為1:2.5，利用氣化出口合成氣產(chǎn)品換熱至700°C進(jìn)入，氧化硅表面焦炭在氧氣和水蒸氣氣氛下燃燒和氣化，溫度升高至900-95(TC，部分固體顆粒從12返回快速床16。以減壓渣油進(jìn)料量為基準(zhǔn)，通過11返回快速床的流量為5-7倍進(jìn)料量，通過12返回快速床的流量為1.6-1.8倍進(jìn)料量，滿足系統(tǒng)自熱平衡。
[0040]實(shí)施例2
[0041]采用圖1所示裝置，原料油是硬質(zhì)浙青，殘?zhí)?7wt%，熱載體是完全惰性無孔氧化娃顆粒，粒徑范圍40-120 μ m。原料預(yù)熱至380°C進(jìn)入快速床16,與其中流化的氧化娃顆粒接觸、反應(yīng)，床層內(nèi)溫度維持在560°C，表觀氣速1.4-1.6m/s，提升管10內(nèi)表觀氣速4_6m/s，氧化硅與油氣進(jìn)入沉降器1，頂部采出油氣20，氧化硅顆粒經(jīng)汽提器3除去殘留油氣后一路通過斜管11返回快速床16，一路通過立管7進(jìn)入氣化反應(yīng)器6，氣化反應(yīng)器底部通入氧氣和水蒸氣混合氣體，體積比為1:2 .5，利用氣化出口合成氣產(chǎn)品換熱至700°C進(jìn)入，氧化硅表面焦炭在氧氣和水蒸氣氣氛下燃燒和氣化，溫度升高至960-980°C，部分固體顆粒從12返回快速床16。以減壓渣油進(jìn)料量為基準(zhǔn)，通過11返回快速床的流量為8-10倍進(jìn)料量，通過12返回快速床的流量為2.2-2.8倍進(jìn)料量，氣化反應(yīng)器排渣量為0.005倍進(jìn)料量，滿足系統(tǒng)自熱平衡。
【權(quán)利要求】
1.一種重油熱轉(zhuǎn)化和生焦氣化聯(lián)合裝置，其特征在于，該裝置包括快速床熱裂化反應(yīng)器、沉降器、汽提器和流化床氣化反應(yīng)器；沉降器和汽提器同軸連接，沉降器底部與汽提器頂部通過折板聯(lián)通；流化床氣化反應(yīng)器位于汽提器同軸下方，通過汽提器下部的立管深入到流化床氣化反應(yīng)器下部，立管底部設(shè)置控制閥；在汽提器內(nèi)下部的立管入口處設(shè)有與汽提蒸汽管連接的上氣體分布板，在流化床氣化反應(yīng)器內(nèi)下部立管出口設(shè)有與氣化介質(zhì)管連接的下氣體分布板；在流化床氣化反應(yīng)器內(nèi)頂部設(shè)置有與氣化產(chǎn)品輸送管連接的集氣室；沉降器中設(shè)有氣固分離器，熱裂化油氣產(chǎn)品出口設(shè)置在沉降器頂部；原料油進(jìn)口、預(yù)流化蒸汽入口設(shè)置在快速床熱裂化反應(yīng)器下部和底部；快速床熱裂化反應(yīng)器通過連接頂部的提升管和沉降器連接，快速床熱裂化反應(yīng)器由汽提器底部斜管與汽提器底部連接，汽提器底部斜管裝有汽提器底部斜管L閥，快速床熱裂化反應(yīng)器由氣化反應(yīng)器底部斜管與流化床氣化反應(yīng)器下部的顆粒出口區(qū)連接，氣化反應(yīng)器底部斜管裝有氣化反應(yīng)器底部斜管L閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重油熱轉(zhuǎn)化和生焦氣化聯(lián)合裝置，其特征在于，從汽提器底部和流化床氣化反應(yīng)器底部分別連接到快速床裂化反應(yīng)器的入口，位于快速床裂化反應(yīng)器軸向同一高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重油熱轉(zhuǎn)化和生焦氣化聯(lián)合裝置，其特征在于，流化床氣化反應(yīng)器底部固體顆粒出口處設(shè)立垂直擋板，擋板高度為床層高度的1/3 -1。
4.一種重油熱轉(zhuǎn)化和生焦氣化的方法，其特征在于:應(yīng)用權(quán)利要求1所述的重油熱轉(zhuǎn)化和生焦氣化聯(lián)合裝置實(shí)現(xiàn)重油的熱轉(zhuǎn)化，生產(chǎn)輕質(zhì)油品以及焦炭； (1)原料油預(yù)熱后分散成液滴進(jìn)入快速床熱裂化反應(yīng)器，與其中的流化的固體熱載體顆粒接觸，并發(fā)生反應(yīng)，生成的油氣產(chǎn)品和表面附著焦炭的固體熱載體顆粒從快速床熱裂化反應(yīng)器頂部的提升管共同進(jìn)入到沉降器和汽提器，在水蒸氣的汽提作用下除去熱載體物流中殘留的油氣組分； (2)汽提后的固體熱載體顆粒一部分通過顆粒輸送管路進(jìn)入快速床熱裂化反應(yīng)器； (3)汽提后的固體熱載體顆粒另一部分通過立管進(jìn)入流化床氣化反應(yīng)器下部，并與床中固體熱載體顆?；旌?，流化床氣化反應(yīng)器底部通入水蒸氣和含氧氣體，固體熱載體顆粒表面的焦炭與水蒸氣和氧氣發(fā)生燃燒和氣化反應(yīng)，氣化產(chǎn)品氣由氣化反應(yīng)器頂部經(jīng)氣固分離后送去分離系統(tǒng)進(jìn)行分離，固體熱載體顆粒溢過擋板并通過流化床氣化反應(yīng)器底部設(shè)置的顆粒輸送管路進(jìn)入快速床熱裂化反應(yīng)器； (4 )來自汽提器和流化床氣化反應(yīng)器的兩股溫度不同的固體熱載體顆粒在快速床熱裂化反應(yīng)器入口處與床層內(nèi)固體熱載體顆粒充分混合，再次與進(jìn)入的原料油接觸反應(yīng)，完成固體熱載體顆粒的循環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的重油熱轉(zhuǎn)化和生焦氣化的方法，其特征在于，原料油的預(yù)熱溫度范圍是200-350°C，熱裂化反應(yīng)溫度范圍是450-580°C，氣化反應(yīng)溫度范圍是800-980°C，經(jīng)過流化床氣化反應(yīng)器底部斜管的固體熱載體顆粒通量與原料油的進(jìn)料量的重量比是1-5，經(jīng)過汽提器底部斜管的固體熱載體顆粒通量與原料油的進(jìn)料量的重量比是0.5-10。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的重油熱轉(zhuǎn)化和生焦氣化的方法，其特征在于，所述的原料油是減壓渣油、催化裂化油漿、溶劑油脫浙青的浙青、加氫尾油中的一種或幾種的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的重油熱轉(zhuǎn)化和生焦氣化的方法，其特征在于，所述的固體熱載體顆粒是顆粒狀的焦炭、白土、高嶺土，硅或鋁的氧化物中的一種及其混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的重油熱轉(zhuǎn)化和生焦氣化的方法，其特征在于，固體熱載體顆粒在快速床熱裂化反應(yīng)器中 平均停留時(shí)間是0.5-10min。
【文檔編號(hào)】C10G9/32GK103450922SQ201210169277
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月28日
【發(fā)明者】白躍華, 周華群, 張兆前, 陳靜, 董衛(wèi)剛, 王苑, 梅建國 申請(qǐng)人:中國石油天然氣股份有限公司