一種內熱式重油焦化方法
2023-10-21 07:48:07
專利名稱：一種內熱式重油焦化方法
技術領域：
本發明涉及一種重油焦化方法；特別地講本發明涉及一種內熱式重油焦化方法； 更特別的講，本發明涉及一種內熱式煤焦油重油焦化方法。
背景技術：
本發明所述重油通常主要由常壓沸點高於510°C的烴類組分組成，因此，本發明所 述重油可以是中溫煤焦油重油或低溫煤焦油重油或石油基重油或頁巖油基重油及其混合 油。本發明所述重油，以中溫煤焦油重油或低溫煤焦油重油為例，其氫/碳原子比值 低，含有大量浙青質、膠質、灰分、金屬、多環芳烴，極易在高溫條件下操作的加氫催化劑床 層形成結焦或堵塞，通常不適合作加氫原料；又由於其延展性差，不適合作優質浙青。本發 明所述的煤焦油重油，通常適宜於作燃料，但是價值低，其價格只能與煤相比較；由於凝點 高，需要在150°C左右儲存，運輸需要熱罐車，運輸成本高，由於用途受限制，銷售不暢極易 大量積壓，需要增大儲存罐量及增加投資和佔地，大幅度增加投資。眾所周知，焦化是一種成熟的石油重油加熱裂解工藝，重質油經過加熱爐升溫，然 後進入焦化反應器或焦炭塔中，完成熱裂解和焦化反應，轉化為氣體、汽油、柴油、蠟油和焦 炭。通常焦化反應器或焦炭塔至少設置兩臺，通過切換操作實現裝置生產的連續化。已知的焦化反應器或焦炭塔，為無熱源式(如延遲焦化焦炭塔)或外熱式(如間 歇操作的釜式焦化反應器使用外部熱源)，採用內熱式焦化反應器的方法未見報導。本發明的目的之一在於提供一種內熱式煤焦油重油焦化方法；本發明的目的之二 在於提供一種內熱式重油焦化方法。
發明內容
本發明一種內熱式重油焦化方法，重油作為原料油發生焦化反應轉化為常規氣體 烴、焦化生成油和焦碳，其特徵在於包含以下步驟①原料油經預熱爐預熱到溫度TA後成為預熱後原料油；②預熱後原料油進入內熱式焦化反應器CRA進行焦化反應，內熱式焦化反應器內 設置加熱器IH提供過程消耗的能量。本發明特徵進一步在於③焦化反應器CRA與焦化反應器CRB互為備用，當一臺焦 化反應器停工時，另一臺焦化反應器投入運行。本發明特徵進一步在於①設置多臺焦化反應器，預熱爐連續操作，完成向焦化反 應器CRA供料程序後，進入向其它焦化反應器供料程序，不斷切換供料去向，循環至向焦化 反應器CRA供料程序時，完成一個循環；②焦化反應器CRA間歇操作，完成進料、生焦、清焦、 備用程序後，等待供料。本發明特徵進一步在於TA比結焦溫度TC 一般低至少10°C、通常低至少30°C。本發明特徵進一步在於焦化反應器CRA操作程序包括快速升溫後的焦化過程。
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本發明特徵進一步在於焦化反應器CRA操作程序包括熱裂化過程和焦化過程。焦化反應部分操作條件一般為溫度為435 530°C、壓力為常壓 2. OMPa0焦化反應部分操作條件通常為溫度為445 495°C、壓力為常壓 2. OMPa0本發明所述重油可以是中溫煤焦油重油或低溫煤焦油重油或石油基重油或頁巖 油基重油及其混合油。內熱式焦化反應器CRA —種結構形式為內熱式焦化反應器CRA使用的加熱器IH 與生焦內釜構成組合件CA，組合件CA與焦化反應器筒體CP之間的連接關係為可拆卸。組 合件CA卸出後，組合件CA的備用品CAE與焦化反應器筒體CP完成組裝，完成備用程序後， 等待供料。
具體實施例方式以下詳細描述本發明。本發明所述壓力指的是絕對壓力。本發明所述的常規沸點指的是物質在一個大氣壓力下的汽、液平衡溫度。本發明所述的常規液體烴指的是常規條件下呈液態的烴類，包括戊烷及其沸點更 高的烴類。本發明所述的比重，除非特別說明，指的是常壓、15. 6°C條件下液體密度與常壓、 15. 6 °C條件下水密度的比值。本發明所述的組分的組成或濃度或含量值，除非特別說明，均為重量基準值。本發明所述重油可以是中溫煤焦油重油或低溫煤焦油重油或石油基重油或頁巖 油基重油及其混合油。本發明所述煤焦油，指的是含有適合於加氫改質組分的煤焦油，它來自煤熱解或 煤造氣或其它過程的煤焦油產品，本發明所述煤焦油可以是來自中溫煉焦過程的煤焦油或 來自低溫煉焦過程的煤焦油或中溫煤焦油或低溫煤焦油，本發明所述煤焦油含有富含煤浙 青組分的渣油組分。因此，本發明所述煤焦油，可以是煤造氣的副產物(低溫煤焦油)，也可以是煤煉 焦煤熱解過程(包括低溫煉焦、中溫煉焦過程)的副產物煤焦油或煤焦油餾份，本發明所述 煤焦油還可以是上述煤焦油的混合油。由於原煤性質和煉焦或造氣工藝條件均在一定範圍內變化，煤焦油的性質也在一 定範圍內變化。本發明所述煤焦油的性質比重通常為0. 89 1. 15，通常金屬含量為5 80PPm、硫含量為0. 1 0. 4%、氮含量為0. 6 1. 6%。本發明所述煤焦油，有時無機水含 量為0. 2 5. 0%，有時有機氧含量為2. 5 11%、特別地為3. 5 10%、更特別地為5 10%。本發明所述煤焦油重油主要由常規沸點高於510°C的組分組成，含有大量多環芳 烴、膠質、浙青質、灰分、金屬。本發明所述的重油焦化生成油，指的是重油的焦化過程生成的常規液體烴，通常 它含有石腦油組分、柴油組分、蠟油組分和更重組分。本發明所述的重油焦化生成油，可以 是一個產品，也可以是兩個或多個窄餾分產品，也可以是多個窄餾分產品中的二個產品或 多個產品的混合物。
按照本發明所述重油焦化方法，主要由常壓沸點高於510°C組分組成的重油，在焦 化反應部分完成焦化反應轉化為常規氣體烴、焦化生成油和焦碳。本發明所述中溫煤焦油重油或低溫煤焦油重油的焦化反應產物產率為15 40%的富含液化氣組分的常規氣體烴、15 35%的焦化生成油、45 65%的焦碳。本發明一種內熱式重油焦化方法，重油作為原料油發生焦化反應轉化為常規氣體 烴、焦化生成油和焦碳，包含以下步驟①原料油經預熱爐預熱到溫度TA後成為預熱後原 料油；②預熱後原料油進入內熱式焦化反應器CRA進行焦化反應，內熱式焦化反應器內設 置加熱器IH提供過程消耗的能量。加熱器IH可以是任一種合適的形式比如電加熱器、熱管式加熱器、高熱液體加熱
ο為了實現生產過程的連續化，焦化反應器CRA與焦化反應器CRB互為備用，當一臺 焦化反應器停工時，另一臺焦化反應器投入運行。為了實現生產過程的連續化，設置多臺焦化反應器，預熱爐連續操作，完成向焦化 反應器CRA供料程序後，進入向其它焦化反應器供料程序，不斷切換供料去向，循環至向焦 化反應器CRA供料程序時，完成一個循環。焦化反應器CRA間歇操作，完成進料、生焦、清焦、 備用程序後，等待供料。本發明焦化反應器的完整操作周期包含一個進料階段、一個生焦階段、一個除焦 階段、一個備用階段，除焦階段前期可以包含抽真空回收焦化反應器內油汽步驟。本發明的操作目的之一是降低預熱爐出口溫度，TA比結焦溫度TC:一般低至少 10°C、通常低至少30°C。焦化反應器CRA的操作方式，可以是快速升溫後的焦化過程，也可以是包括熱裂 化過程和焦化過程。焦化反應部分操作條件一般為溫度為435 530°C、壓力為常壓 2. OMPa0焦化反應部分操作條件通常為溫度為445 495°C、壓力為常壓 2. OMPa0與已知的外熱式焦化工藝相比，本發明的優點在於可以兼顧降低重油預熱爐出 口溫度延緩爐管結焦、縮短焦化反應器內反應時間、提高向焦化反應器供熱效率、便於清 焦。特別適合於中、小規模加工過程。本發明內熱式焦化反應器CRA的結構形式可以是使用的加熱器IH與生焦內釜 構成組合件CA，組合件CA與焦化反應器筒體CP之間的連接關係為可拆卸，組合件CA卸出 後，組合件CA的備用品CAE與焦化反應器筒體CP完成快速組裝，完成備用程序後，等待供 料。該結構具有拆卸方便、釜外清焦、便於松焦、降低能量損失率、提高焦化反應器開工率等 優點，對傳統釜式焦化反應器完成較大改進，適合於流體物料固化操作工藝使用，適合於中 溫煤焦油重油或低溫煤焦油重油的焦化過程。
實施例中溫煤焦油重油，經預熱爐預熱到溫度TA(約430°C )後成為預熱後原料油，然後 進入內熱式焦化反應器CRA進行焦化反應，焦化反應溫度約475°C、壓力為0. 2MPa，焦化反 應器內設置電加熱器IH提供過程消耗的能量。與無熱源式(如延遲焦化焦炭塔)焦化反應器相比，降低煤焦油重油加熱爐出口溫度45°C，顯著延緩加熱爐爐管結焦速度。與外熱式間歇操作的釜式焦化反應器(使用外部熱源相比)，提高焦化反應器供 熱效率、改善了焦化反應器器壁溫度分布，延長了設備壽命。使用的加熱器IH與生焦內釜構成組合件CA，組合件CA與焦化反應器筒體CP之間 的連接關係為可拆卸，組合件CA卸出後，組合件CA的備用品CAE與焦化反應器筒體CP完 成快速組裝，完成備用程序後，等待供料。該結構拆卸方便，可實現釜外清焦、便於松焦、降 低能量損失率、提高焦化反應器開工率。本實施例足以表明本發明發明的效果。
權利要求
一種內熱式重油焦化方法，重油作為原料油發生焦化反應轉化為常規氣體烴、焦化生成油和焦碳，其特徵在於包含以下步驟①原料油經預熱爐預熱到溫度TA後成為預熱後原料油；②預熱後原料油進入內熱式焦化反應器CRA進行焦化反應，內熱式焦化反應器內設置加熱器IH提供過程消耗的能量。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於③焦化反應器CRA與焦化反應器CRB互為備用，當一臺焦化反應器停工時，另一臺焦化 反應器投入運行。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於①設置多臺焦化反應器，預熱爐連續操作，完成向焦化反應器CRA供料程序後，進入向 其它焦化反應器供料程序，不斷切換供料去向，循環至向焦化反應器CRA供料程序時，完成 一個循環。②焦化反應器CRA間歇操作，完成進料、生焦、清焦、備用程序後，等待供料。
4.根據權利要求1或2或3所述的方法，其特徵在於 TA比結焦溫度TC低至少10°C。
5.根據權利要求1或2或3所述的方法，其特徵在於 TA比結焦溫度TC低至少30°C。
6.根據權利要求1或2或3所述的方法，其特徵在於 焦化反應器CRA操作程序包括快速升溫後的焦化過程。
7.根據權利要求1或2或3所述的方法，其特徵在於 焦化反應器CRA操作程序包括熱裂化過程和焦化過程。
8.根據權利要求1或2或3所述的方法，其特徵在於焦化反應部分操作條件為溫度為435 530°C、壓力為常壓 2. OMPa。
9.根據權利要求1或2或3所述的方法，其特徵在於焦化反應部分操作條件為溫度為445 495°C、壓力為常壓 2. OMPa。
10.根據權利要求1或2或3所述的方法，其特徵在於 重油為中溫煤焦油重油。
11.根據權利要求1或2或3所述的方法，其特徵在於 重油為低溫煤焦油重油。
12.根據權利要求1或2或3所述的方法，其特徵在於重油為石油基重油。
13.根據權利要求1或2或3所述的方法，其特徵在於重油為頁巖油基重油。
14.根據權利要求1或2或3所述的方法，其特徵在於內熱式焦化反應器CRA使用的加熱器IH與生焦內釜構成組合件CA，組合件CA與焦化 反應器筒體CP之間的連接關係為可拆卸，組合件CA卸出後，組合件CA的備用品CAE與焦 化反應器筒體CP完成組裝，完成備用程序後，等待供料。
全文摘要
一種內熱式重油焦化方法，重油經預熱爐進入內熱式焦化反應器進行焦化反應，內熱式焦化反應器內設置加熱器提供過程消耗的能量。其優點在於可以兼顧降低預熱爐出口溫度、縮短焦化反應器內反應時間、提高向焦化反應器供熱效率、便於清焦、提高開工率。本發明特別適合於中溫煤焦油重油或低溫煤焦油的焦化。
文檔編號C10B55/00GK101892059SQ201010003278
公開日2010年11月24日 申請日期2010年1月10日 優先權日2010年1月10日
發明者何巨堂 申請人:何巨堂