一種連續延遲焦化方法及系統及其所用的焦炭塔與流程

2023-05-19 21:26:36 2

本發明涉及化工領域，尤其是涉及一種連續延遲焦化方法及系統及其所用的焦炭塔。

背景技術：

延遲焦化裝置建設和運行成本低，轉化率和投資回報率較高，而且在處理高含硫、高金屬、高比重、難加工的重油及超重油方面有技術和經濟優勢，使延遲焦化成為原油二次加工的重要手段之一，在煉油行業中已經應用多年，該工藝以重質、劣質渣油為原料，經加熱爐加熱後進入焦化塔，在焦化塔內發生熱分解縮合反應，生成不同沸點的液體，氣體和焦炭產品。

專利申請CN201110210974.9公開了一種延遲焦化方法，是將混合重油加熱至360-450℃進行減粘裂化，減粘裂化產物進行氣液分離，分離出的油氣進入分餾塔，分離出的減粘重油加熱到480-515℃，進入焦炭塔進行焦化反應，焦化高溫油氣進分餾塔分離出產品出裝置，焦化分餾塔底油一部分返回焦化分餾塔，另一部分進入減壓塔進行分餾，分餾出的減壓渣油作為混合重油一部分，該方法改善重焦化蠟油的性質，減緩了分餾塔底和加熱爐爐管結焦。

專利申請CN201010144909.6公開了一種延遲焦化方法，延遲焦化原料從加熱爐輻射段出來後從焦化塔的頂部或側面進入焦化塔，在焦化塔內原料油進口處安裝原料分配器，使進入焦化塔的原料經過分配器變成小液滴，同時向焦化塔底部吹入一定量的氣相介質，該方法可以增加原料油的蒸發麵積並降低油氣分壓，有利於原料油及生成油的氣化，減少了二次反應的發生，從而增加了延遲焦化工藝的液體收率。

目前，延遲焦化工藝及提高液體收率的工藝技術已經有很多報導，並沒有從根本上解決液體收率低和無法完全連續化生產的問題。

有鑑於此，特提出本發明。

技術實現要素：

本發明的第一目的在於提供一種用於連續延遲焦化的焦炭塔，所述的焦炭塔避免了除焦時冷塔以及除焦後暖塔的步驟，徹底解決了無法完全連續焦化的問題。

本發明的第二目的在於提供一種連續延遲焦化系統，所述的連續延遲焦化系統實現了完全連續化生產，提高了生產效率和液體收率，降低了能耗。

本發明的第三目的在於一種連續延遲焦化方法，所述的連續延遲焦化方法生產效率高，液體收率高，能耗低。

為了達到以上目的，本發明提供了以下技術方案：

一種用於連續延遲焦化的焦炭塔，包括塔主體、傳送帶和刮板；所述塔主體的頂部設有產物出口，所述刮板設有用於刮除焦炭的刮片；所述傳送帶設置於所述塔主體的內部，並且所述傳送帶的一端為焦化原料的供料端，另一端與所述刮板的刮片相牴觸。

現有技術中所述的焦炭塔通常為空塔，雖然能夠實現焦化連續操作，但是除焦仍為間歇操作，即每一個焦炭塔反應一段時候後焦炭積累過多，必須停止使用，經過冷塔、除焦、暖塔之後重新使用。以上除焦過程不僅大大降低了生產效率，而且消耗了大量熱量。

本發明正是基於此，優化了焦炭塔的內部結構，使其實現焦化與除焦同步進行，省去了除焦消耗的時間和熱量，提高了生產效率，並降低了能耗。

具體地，焦化原料在加熱爐中經過加熱，之後進入焦炭塔，並被輸送至所述傳送帶的供料端，再被傳送至末端，在此期間原料經過了一定時間的焦化，產生的油氣產物可以直接從塔頂部流出，而副產物焦炭因停留在傳動帶上會被末端的刮板刮除，掉下來的焦炭被收集，或者直接落至塔的底部被定期收集。由於以上過程中，供料、焦化、除焦均為連續性操作，因此整個焦化過程為完全連續化，不需要冷塔、暖塔的步驟。

本發明所述的塔主體可採用傳統的保溫塔，結構亦可與現有空塔相同。

本發明所述的傳動帶的材質不受限制，只要耐受高溫即可，其傳動動力亦不受限制。

本發明所述的刮板的材質也不受限制。

在以上基礎上，該焦炭塔的結構可以進一步優化，例如：

優選地，所述刮片為多個，所述多個刮片優選呈圓周分布，並且沿圓周可轉動。

設置多個轉動的刮片不僅可以提高效率，而且可以提高刮除率。

優選地，所述刮片的轉動方向與所述傳送帶的傳動方向相反。

傳動方向可以增加刮片與傳動帶之間的撞擊力，提高刮除效果，尤其對頑固焦炭有效。

優選地，所述塔主體的內部設有用於向所述傳送帶供熱的加熱器。

焦化物料輸送至傳送帶的過程中會有一定溫降，影響液體收率。而本發明設置加熱器可以補熱，使其保持在適宜的焦化溫度，提高液體收率。為了不影響油氣的輸出，所述加熱器優選位於所述傳送帶的下方。

本發明所述的焦炭塔主要用於延遲焦化，但本發明對其應用並不做限制。其組成的延遲焦化系統通常如下：

包括加熱爐和上文所述的焦炭塔，所述加熱爐和所述焦炭塔通過管線連接。

優選地，所述管線出口位於所述供料端的正上方，這樣可以藉助重力進料，降低輸送能耗，還可以增加原料的蒸發麵積，提高焦化效率。

本發明的延遲焦化系統在焦炭塔的下遊可設置常規的分餾塔、冷卻器等。

利用上文所述的焦炭塔實現連續延遲焦化方法，包括下列步驟：

經過加熱的焦化原料連續進入焦炭塔內，在預設時間內被所述傳送帶從所述供料端輸送至末端，期間發生焦化反應產生的焦炭被所述刮板刮出，產生的油氣產物從所述產物出口輸出；

所述加熱為加熱至450-520℃，所述預設時間為1-18h，例如5h、10h、15h、18h等。

如上文所述原理，該工藝可以實現完全連續焦化、除焦，因此生產效率高，能耗低。

為了降低焦炭生成率，提高油氣生成量，所述加熱優選為加熱至480-500℃，例如485℃、490℃、495℃、496℃等，所述預設時間優選為2-4h，更優選3-4h。

同樣，可以設置加熱器，以便在所述焦化反應時，向所述傳送帶加熱使焦化原料保持在進料時的溫度。即增加補熱過程，提高油氣收率。

綜上，與現有技術相比，本發明達到了以下技術效果：

(1)實現焦化和除焦同步操作，並且均為連續操作，從而實現完全連續焦化工藝。

(2)提高了生產效率。

(3)降低了能耗。

(4)提高了液體收率，降低了焦炭生產量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，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為本發明實施例提供的焦炭塔的主視圖。

附圖標記：

1-焦化原料，2-轉油線，3-焦化油氣產物，4-塔主體，5-溫降的焦化原料，6-傳送帶，7-刮板，8-密閉儲焦池，9-加熱器，10-燒焦煙氣，11-燒焦火嘴，12-焦炭。

具體實施方式

下面將結合具體實施方式對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，但是本領域技術人員將會理解，下列所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例，僅用於說明本發明，而不應視為限制本發明的範圍。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。實施例中未註明具體條件者，按照常規條件或製造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未註明生產廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規產品。

實施例1

一種焦炭塔：

包括塔主體、傳送帶和刮板；所述塔主體的頂部設有產物出口，所述刮板設有用於刮除焦炭的刮片；所述傳送帶設置於所述塔主體的內部，並且所述傳送帶的一端為焦化原料的供料端，另一端與所述刮板的刮片相牴觸。

該焦炭塔能實現焦化與除焦同步進行，工作原理為：

焦化原料在加熱爐中經過加熱，之後進入焦炭塔，並被輸送至所述傳送帶的供料端，再被傳送至末端，在此期間原料經過了一定時間的焦化(傳送帶相當於一個可連續移動物料的停留床)，產生的油氣產物可以直接從塔頂部流出，而副產物焦炭因停留在傳動帶上會被末端的刮板刮除，掉下來的焦炭被收集，或者直接落至塔的底部被定期收集。由於以上過程中，供料、焦化、除焦均為連續性操作，因此整個焦化過程為完全連續化，不需要冷塔、暖塔的步驟。

該焦炭塔的結構可以進一步優化，例如：

優選地，所述刮片為多個，所述多個刮片優選呈圓周分布，並且為可轉動。

設置多個轉動的刮片不僅可以提高效率，而且可以提高刮除率。

優選地，所述刮片的轉動方向與所述傳送帶的傳動方向相反。

傳動方向可以增加刮片與傳動帶之間的撞擊力，提高刮除效果，尤其對頑固焦炭有效。

優選地，所述塔主體的內部設有用於向所述傳送帶供熱的加熱器。

焦化物料輸送至傳送帶的過程中會有一定溫降，影響液體收率。而本發明設置加熱器可以補熱，使其保持在適宜的焦化溫度，提高液體收率。為了不影響油氣的輸出，所述加熱器優選位於所述傳送帶的下方。加熱器的類型不作限制，可以在一個密閉容器內設置燒焦火嘴對傳送帶加熱。

實施例2

一種焦炭塔：

如圖1所示，包括塔主體4，塔主體4內部設有傳送帶6、刮板7和加熱器9。

所述塔主體4的頂部設有產物出口。

所述刮板7設有用於刮除焦炭的多個刮片，多個刮片呈圓周分布，並且為可轉動。

所述傳送帶6的一端為焦化原料1的供料端，另一端與所述刮板7的刮片相牴觸，傳送帶6的傳動方向與刮片的轉動方向相反。

所述加熱器9位於所述傳送帶6的下方，用於向所述傳送帶6補熱，加熱器9為一個設有排煙口的密閉容器，容器內設置燒焦火嘴11，以對傳送帶6加熱。

焦炭塔底部設有密閉儲焦池8，用於收集刮板7刮下的焦炭12。

實施例3

一種連續延遲焦化系統：

包括依次管線連接的加熱爐、焦炭塔和分餾塔，並且加熱爐從焦炭塔的頂部供料。

焦炭塔的結構同實施例2。

該系統延遲焦化的工藝為：

在加熱爐內對焦化原料1加熱，加熱爐出口的焦化原料溫度為450-520℃，經過加熱爐與焦炭塔之間的轉油線2進入連續焦炭塔，轉油線2溫降大約10-15℃，溫降的焦化原料5依重力向下流動停留在連續傳動的傳送帶6上，傳送帶6順時針轉動，焦化原料1在傳送帶6上進行焦化反應，焦化油氣產物3由頂部離開去分餾塔，焦化原料1在傳送帶6上的停留時間為1-18h，優選2-4h，在傳送帶6尾部的刮板7逆時針轉動，帶出在傳送帶6上的焦炭，焦炭12依重力直接進入焦炭塔底部的密閉儲焦池8中，並且高溫焦炭12可以作為很好的熱源使用，在傳送帶6下部設置加熱器9，加熱器9產生的燒焦煙氣10由底部排出裝置，補充的熱量可以使進入焦炭塔的原料溫度提高2-8℃。

以下實施例均採用實施例3的系統完成。

實施例4

加熱爐出口480℃的焦化原油經過溫降10℃的轉油線後進入連續焦化反應器，原料在連續傳動的傳送帶上停留2h，底部補熱區補熱使原料進入傳送帶的溫度提高了3℃為473℃，焦化之後進行常規分餾。

實施例5

加熱爐出口496℃的焦化原油經過溫降10℃的轉油線後進入連續焦化反應器，原料在連續傳動的傳送帶上停留3h，底部補熱區補熱使原料進入傳送帶的溫度提高了4℃為490℃，焦化之後進行常規分餾。

實施例6

加熱爐出口500℃的焦化原油經過溫降10℃的轉油線後進入連續焦化反應器，原料在連續傳動的傳送帶上停留4h，底部補熱區補熱使原料進入傳送帶的溫度提高了3℃為493℃。

實施例7

加熱爐出口500℃的焦化原油經過溫降10℃的轉油線後進入連續焦化反應器，原料在連續傳動的傳送帶上停留3h，底部補熱區補熱使原料進入傳送帶的溫度提高了3℃為493℃，焦化之後進行常規分餾。

實施例8

加熱爐出口500℃的焦化原油經過溫降10℃的轉油線後進入連續焦化反應器，原料在連續傳動的傳送帶上停留3h，底部補熱區補熱使原料進入傳送帶的溫度提高了6℃為496℃，焦化之後進行常規分餾。

實施例9

加熱爐出口500℃的焦化原油經過溫降10℃的轉油線後進入連續焦化反應器，原料在連續傳動的傳送帶上停留3h，底部補熱區補熱使原料進入傳送帶的溫度提高了7℃為497℃，焦化之後進行常規分餾。

實施例10

加熱爐出口450℃的焦化原油經過溫降10℃的轉油線後進入連續焦化反應器，原料在連續傳動的傳送帶上停留18h，底部補熱區補熱使原料進入傳送帶的溫度提高了7℃為447℃，焦化之後進行常規分餾。

實施例11

加熱爐出口520℃的焦化原油經過溫降10℃的轉油線後進入連續焦化反應器，原料在連續傳動的傳送帶上停留1h，底部補熱區補熱使原料進入傳送帶的溫度提高了7℃為517℃，焦化之後進行常規分餾。

對比例

加熱爐出口500℃的焦化原油經過溫降10℃的轉油線後490℃進入焦炭塔(為現有的空塔)，焦炭塔操作周期為24h，焦化之後進行常規分餾。

檢測以上所有實施例的焦化結果，如表1所示。可見，本發明的焦炭量顯著降低，汽油生產量顯著提高。

表1

最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。