焦化塔內泡沫層的抑制方法與流程
2023-09-18 08:51:30
本發明涉及石油化工領域，特別涉及一種焦化塔內泡沫層的抑制方法。
背景技術：
：延遲焦化工藝指的是以貧氫的重質油為原料，在高溫(約500℃)下進行深度熱裂化和縮合反應，以生產富氣、粗汽油、柴油、蠟油和焦炭的工藝。其中，所述的延遲是指將焦化原料(包括原料油和循環油)經加熱爐加熱迅速升溫至焦化反應溫度，在反應爐管內不生焦，而是迅速轉入焦化塔進行焦化反應，故稱為延遲焦化技術。在延遲焦化生產過程中，焦化油在焦化塔內發生劇烈的熱反應，生成大量的油氣和焦炭。在該生焦過程中，許多中間產物都是高粘度的膠質瀝青狀物質，這些膠質瀝青狀物質在油氣的鼓動下，將在焦化塔內形成穩定的泡沫層。隨著進料和反應時間增加，焦化塔料面不斷升高，泡沫層也隨之增長。由於焦化塔內氣速較高，所以當泡沫層較高時，就會形成霧沫夾帶。此時，泡沫層中的焦粉會被攜帶進入大油氣線和分餾塔中，造成大油氣線和分餾塔結焦。所以，為了降低霧沫夾帶的不利影響，必須在焦化塔內留有充足的空間高度，這就降低了焦化塔的利用率。可見，提供一種能有效降低延遲焦化工藝過程中焦化塔內泡沫層厚度的方法十分必要。現有技術提供了一種降低焦化塔泡沫層的延遲焦化工藝方法，包括：當焦化塔料面與焦化塔頂的距離超過塔高的15-20％時，從焦化塔頂部注入不含消泡劑的焦化柴油；而當焦化塔料面與焦化塔頂的距離不足塔高的15-20％時，從焦化塔頂部注入含消泡劑的焦化柴油。該方法能降低焦化塔內泡沫層的厚度。發明人發現現有技術至少存在以下問題：現有技術提供的方法使用較多的焦化柴油，成本較高且不利於提高焦化柴油的產率。技術實現要素：本發明實施例所要解決的技術問題在於，提供了一種低成本的焦化塔內泡沫層的抑制方法。具體技術方案如下：一種焦化塔內泡沫層的抑制方法，用於延遲焦化工藝，包括：焦化原料經加熱爐加熱後，轉入焦化塔內進行焦化反應，並在所述焦化塔內形成泡沫層，當所述泡沫層首次上升至所述焦化塔內預定位置處時，在所述焦化塔的塔底注入無矽消泡劑，此時所述泡沫層被抑制而回落至所述預定位置下方；如果所述焦化原料的API度大於16，那麼繼續在所述焦化塔的塔底注入所述無矽消泡劑，直至在所述焦化塔內進行的生焦過程結束時為止；如果所述焦化原料的API度小於等於16，則當所述泡沫層再次上升至所述焦化塔內所述預定位置處時，在所述焦化塔的塔頂注入含矽消泡劑，直至在所述焦化塔內進行的生焦過程結束時為止；所述預定位置為距離所述焦化塔塔底的高度為所述焦化塔高度40％-80％的位置。具體地，作為優選，所述預定位置為距離所述焦化塔塔底的高度為所述焦化塔高度60％-75％的位置。具體地，作為優選，所述無矽消泡劑的注入量為70-90μg無矽消泡劑/g焦化原料。具體地，作為優選，所述無矽消泡劑選自聚醚類消泡劑、聚異丁烯化合物類消泡劑、有機磺酸鹽類消泡劑、植物油類消泡劑、動物油類消泡劑中的至少一種。具體地，作為優選，所述含矽消泡劑的注入量為15-30μg含矽消泡劑/g焦化原料。具體地，作為優選，所述含矽消泡劑選自聚矽氧烷類消泡劑、聚矽氮烷類消泡劑、有機矽類消泡劑中的至少一種。具體地，作為優選，所述焦化原料經加熱爐加熱至450-550℃後，轉入焦化塔內進行焦化反應。具體地，所述焦化原料選自任何原油的常壓渣油、減壓渣油、減粘渣油、催化裂化油漿、加氫裂化尾油、乙烯渣油、潤滑油抽出油中的至少一種。具體地，所述延遲焦化工藝包括常規的延遲焦化工藝以及各種改進的延遲焦化工藝。本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：本發明實施例提供的用於延遲焦化工藝的焦化塔內泡沫層的抑制方法，通過在泡沫層首次上升至焦化塔內預定位置處時，在焦化塔的塔底注入無矽消泡劑。此時，無矽消泡劑能夠與反應物料混合均勻並隨反應物料到達泡沫層的上部，從而有效消除部分泡沫層，使泡沫層受到抑制而回落。如果焦化原料的API度大於16，通過繼續在焦化塔的塔底注入無矽消泡劑，直至在焦化塔內進行的生焦過程結束時為止；如果焦化原料的API度小於等於16，則當泡沫層再次上升至焦化塔內該預定位置處時，在焦化塔的塔頂注入含矽消泡劑，直至在焦化塔內進行的生焦過程結束時為止。可見，本發明實施例提供的方法在特定條件下，在焦化原料API度大於16時在塔底注入無矽消泡劑，而在焦化原料API度小於等於16時，將塔底注入無矽消泡劑與塔頂注入含矽消泡劑相結合，這就實現了有針對性地，且快速有效地抑制不同類型焦化原料因延遲焦化產生的泡沫層並保證了消泡時間持久有效。而且，通過使用無矽消泡劑降低了含矽消泡劑的使用量，不僅能降低成本且降低了焦化餾分油的矽攜帶量，進而顯著降低了下遊加氫催化劑中毒的可能性。附圖說明為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發明實施例提供的延遲焦化工藝中，焦化塔內泡沫層的抑制系統的結構示意圖。附圖標記分別表示：1進料泵，2加熱爐，3無矽消泡劑儲罐，4含矽消泡劑儲罐，5第一焦化塔，6第二焦化塔，7分餾塔，8料位計。具體實施方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。一種焦化塔內泡沫層的抑制方法，用於延遲焦化工藝，包括：焦化原料經加熱爐加熱後，轉入焦化塔內進行焦化反應，並在該焦化塔內形成泡沫層。當泡沫層首次上升至焦化塔內預定位置處時，在焦化塔的塔底注入無矽消泡劑，此時泡沫層被抑制而回落至預定位置下方。如果焦化原料的API度大於16，繼續在焦化塔的塔底注入無矽消泡劑，直至在焦化塔內進行的生焦過程結束時為止。如果焦化原料的API度不大於16，則當泡沫層再次上升至焦化塔內該預定位置處時，在該焦化塔的塔頂注入含矽消泡劑，直至在該焦化塔內進行的生焦過程結束時為止。其中，所述預定位置指的是距離焦化塔塔底的高度為焦化塔高度40％-80％的位置。其中，本發明實施例所述的「API度」也叫比重指數，其計算公式如下所述：API度＝141.5/d-131.5，其中，d為15.6℃時的相對密度(與水比)。本發明實施例提供的用於延遲焦化工藝的焦化塔內泡沫層的抑制方法，包括：焦化原料經加熱爐加熱後，轉入焦化塔內進行焦化反應，並在該焦化塔內形成泡沫層。其中，泡沫層形成在反應物料的頂部並隨焦化原料的持續注入而不斷升高。當泡沫層首次自下而上地上升至位於焦化塔高度40-80％的高度處時，通過在焦化塔的塔底注入無矽消泡劑對泡沫層進行首次抑泡處理。由於無矽消泡劑從塔底注入，其能夠與反應物料混合均勻，並隨反應物料穿過整個泡沫層到達泡沫層的上部，如此以來不僅能夠有效消除部分泡沫層，使泡沫層受到該抑制而回落，而且還能保證較長的抑泡時間。然後，隨著焦化原料的持續注入，該泡沫層再次上升，當該泡沫層再次上升至焦化塔內位於焦化塔高度40％-80％的高度處時，如果焦化原料的API度大於16，那麼繼續在焦化塔的塔底注入無矽消泡劑，直至在焦化塔內進行的生焦過程結束時為止。可見，針對API度大 於16的焦化原料，僅僅使用無矽消泡劑即可完成泡沫層的抑制，消泡成本低廉，且不會造成下遊加氫催化劑中毒。如果焦化原料的API度小於等於16，則在焦化塔的塔頂注入含矽消泡劑，直至在焦化塔內進行的生焦過程結束時為止，從而對泡沫層進行持續抑泡處理。對於API度不大於16的焦化原料的後期泡沫層控制十分重要，由於含矽消泡劑具有較強的消泡能力，通過將其在塔頂注入能夠使其快速接觸泡沫層進行快速有效地消泡。由上述可知，本發明實施例提供的方法，針對不同類型的焦化原料，實現了快速有效地抑制泡沫層並保證了消泡時間持久有效。而且，通過使用成本低廉的無矽消泡劑能有效降低成本較高的含矽消泡劑的用量，不僅能降低泡沫層抑制成本而且能顯著降低焦化餾分油的矽攜帶量，進而降低下遊加氫催化劑中毒的可能性。作為優選，上述的預定位置優選為距離焦化塔塔底的高度為焦化塔高度60％-75％處的位置。通過對該預定位置進行上述限定，其有益效果是在該預定位置，焦化泡沫層處於一個較高的安全水平，在此位置注入消泡劑能達到較好的經濟效果，並且焦化泡沫層不會溢出焦化塔而影響裝置的安全穩定運行。具體地，作為優選，該無矽消泡劑的注入量為70-90μg無矽消泡劑/g焦化原料，優選80μg無矽消泡劑/g焦化原料。從焦化塔底部加入優選注入量的無矽消泡劑後，焦化塔內的泡沫層厚度能在一定時間內維持在一個較低的平穩水平，且當無矽消泡劑的注入量超過優選注入量時，焦化塔內泡沫層厚度的降低程度並不明顯。本領域技術人員可以理解的是，本發明實施例所述的無矽消泡劑為現有技術，其可以為延遲焦化工藝領域常用的具有破泡功能的無矽類化合物，並可以通過市購得到。舉例來說，本發明實施例所用的無矽消泡劑可選自聚醚類消泡劑、聚異丁烯化合物類消泡劑、有機磺酸鹽類消泡劑、植物油類消泡劑、動物油類消泡劑中的至少一種，優選聚醚類消泡劑。具體地，作為優選，該含矽消泡劑的注入量為15-30μg含矽消泡劑/g焦化原料，優選20μg含矽消泡劑/g焦化原料。從焦化塔底部加入優選注入量的無矽消泡劑後，焦化塔內的泡沫層厚度能在一定時間內維持在一個較低的平穩水平，但隨著時間的進行，焦化塔內的泡沫層逐漸升高，直至再次達到預定位置。此時，如果焦化原料的API度大於16，那麼繼續在焦化塔的塔底注入優選注入量的無矽消泡劑，直至在焦化塔內進行的生焦過程結束時為止。如果焦化原料 的API度小於等於16，那麼從焦化塔頂部注入優選注入量的含矽消泡劑，能迅速降低焦化塔內焦化泡沫層的厚度，且消泡持續時間較長，直至反應結束，泡沫層厚度都能維持在一個較低的平穩水平。本領域技術人員可以理解的是，本發明實施例所述的含矽消泡劑為現有技術，其可以為延遲焦化工藝領域常用的具有破泡功能的含矽類化合物，並可以通過市購得到。舉例來說，本發明實施例所用的含矽消泡劑選自聚矽氧烷類消泡劑、聚矽氮烷類消泡劑、有機矽類消泡劑中的至少一種，優選聚矽氧烷類消泡劑。進一步地，本發明實施例所述的抑制方法中，對焦化原料進行焦化反應的操作及操作條件對於本領域技術人員來說是現有技術。作為優選，焦化原料經加熱爐加熱至450℃-550℃後，轉入焦化塔內進行焦化反應。其中，焦化原料選自任何原油的常壓渣油、減壓渣油、減粘渣油、催化裂化油漿、加氫裂化尾油、乙烯渣油、潤滑油抽出油中的至少一種。其中，所述的延遲焦化工藝包括常規的延遲焦化工藝以及各種改進的延遲焦化工藝。而該改進的延遲焦化工藝又可包括單程延遲焦化工藝、小循環比延遲焦化工藝、大循環比延遲焦化工藝、多中間餾分油延遲焦化工藝和生產針狀焦延遲焦化工藝。為了更詳細地描述本發明實施例所述的方法，以下將結合附圖1對該方法進行闡述：如附圖1所示，焦化原料經管線進入分餾塔7底部，與循環油混合併進行換熱後，再由進料泵1輸入加熱爐2的輻射室，加熱升溫後進入第一焦化塔5或第二焦化塔6進行焦化反應。其中，為了監測焦化塔內反應物料的料位，第一焦化塔5和第二焦化塔6上均安裝有料位計8，而中間位置處的料位計8的安裝位置距離焦化塔的塔底的高度為焦化塔高度的65-75％。當中間位置處的料位計8初次檢測到泡沫層時，打開無矽消泡劑儲罐3的閥門，通過泵從焦化塔的塔底注入無矽消泡劑，以降低泡沫層厚度。此後，當中間位置處的料位計8再次檢測到該泡沫層時，關閉無矽消泡劑儲罐3的閥門，同時開啟含矽消泡劑儲罐4的閥門，將含矽消泡劑經泵和管線從焦化塔的塔頂注入到焦化塔內進行消泡，並持續到生焦結束。所生成的油氣經頂部管線進入分餾塔7，經分餾得到焦化氣體、焦化汽油、焦化柴油和焦化蠟油。以下將通過具體實施例進一步地描述本發明。在以下具體實施例中，所涉 及的操作未註明條件者，均按照常規條件或者製造商建議的條件進行。所用原料未註明生產廠商及規格者均為可以通過市購獲得的常規產品。其中，以下實施例和對比例均在某延遲焦化中型試驗裝置上進行，該裝置的處理量15千克/小時，焦化塔的高度為1.8米。以下實施例和對比例所使用的焦化原料均為減壓渣油，其性質如表1所示；無矽消泡劑為聚醚消泡劑，其購自江蘇四新界面劑科技有限公司，型號為NPE-108；含矽消泡劑為聚矽氧烷消泡劑，其購自東莞市德豐化工有限公司德豐消泡劑廠，型號為DF-805；所採取的生焦時間為20小時。表1實施例1減壓渣油經加熱爐迅速升溫到500℃，輸入焦化塔進行焦化反應，焦化塔內的反應物料在反應生成油氣的鼓動下，會在反應物料頂部形成泡沫層，泡沫層隨反應物料的持續輸入而逐漸升高。當泡沫層到達焦化塔的預定位置處時(該預定位置為距離焦化塔塔底的高度為焦化塔塔高70％的位置)，從焦化塔的塔底 注入無矽消泡劑，在此過程中，泡沫層被抑制，其厚度降低。此後，當焦化塔內泡沫層再次達到該預定位置時，由於焦化原料的API度小於16，因此選擇從焦化塔的塔頂注入含矽消泡劑，直至該焦化塔內的生焦過程結束並切換到另一個焦化塔進行生產時為止。對比例1與實施例1相比，區別在於：焦化塔生焦過程中沒有注入任何無矽或含矽的消泡劑。對比例2與實施例1相比，區別在於：當泡沫層在焦化塔內初次達到實施例1所述的預定位置時，從焦化塔的塔底注入無矽消泡劑，並一直持續到生焦過程結束。對比例3與實施例1相比，區別在於：當泡沫層在焦化塔內初次達到實施例1所述的預定位置時，從焦化塔的塔頂注入含矽消泡劑，並一直持續到生焦過程結束。對比例4與實施例1相比，區別在於：當泡沫層在焦化塔內初次達到實施例1所述的預定位置時，從焦化塔底注入焦化柴油，直至泡沫層在焦化塔內再次達到實施例1所述的預定位置，此時切換為從焦化塔的塔頂注入含矽消泡劑，並一直持續到生焦過程結束。其中，實施例1和對比例1-4的延遲焦化過程中所採用的操作條件如表2所示：表2操作條件實施例1對比例1對比例2對比例3對比例4加熱爐出口溫度(℃)500500500500500焦炭塔頂壓力(MPa)0.150.150.150.150.15循環比0.100.100.100.100.10注入量(μg/g)實施例1對比例1對比例2對比例3對比例4無矽消泡劑6506500含矽消泡劑50005050焦化柴油000012000其中，實施例1和對比例1-4的延遲焦化試驗結果如表3所示：表3試驗結果實施例1對比例1對比例2對比例3對比例4泡沫層厚度(％)5-1510030-405-105-15矽含量(μg/g)實施例1對比例1對比例2對比例3對比例4焦化汽油6.2<0.5<0.535.86.2焦化柴油1.3<0.5<0.58.41.3焦化蠟油<1.0<0.5<0.55.4<1.0焦化柴油的產率(％)32.532.532.532.531.6氣體產物的收率(％)9.29.29.29.29.7其中，將對比例1中不注入消泡劑時泡沫層的厚度計為100％，而注入消泡劑時，泡沫層的厚度以前者作為計算基準。由表3可知，實施例1中泡沫層厚度僅為5-15％，焦化汽油、焦化柴油中的矽含量分別為6.2μg/g、1.3μg/g，而焦化蠟油中的矽含量<1.0μg/g，同時焦化柴油的產率達到32.1％。這說明採用本發明實施例所述的抑制方法能有效抑制泡沫層並降低其厚度，且能有效降低餾分油中的矽含量，並能提高焦化柴油的產率。而對比例2中泡沫層厚度仍為30-40％，這說明單獨在焦化塔的塔底注入無矽消泡劑，焦化塔內泡沫層的抑制效果較為有限。而對比例3中焦化塔內泡沫層厚度雖然為5-10％，但是焦化汽油、焦化柴油、焦化蠟油中矽含量分別為35.8μg/g、8.4μg/g、5.4μg/g。可見，單獨在焦化塔的塔頂注入含矽消泡劑雖然抑制泡沫層的效果較好，但無法有效降低餾分油中的矽含量，易造成後續加氫催化劑的中毒現象。對比例4中焦化塔內泡沫層厚度雖然也可達到5-15％，但是其焦化柴油的產率比實施例1降低了0.9％，而低值的焦化氣體的產率增加了0.5％。以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明的保護範圍，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。當前第1頁1 2 3