加工劣质重油的灵活焦化工艺方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种加工劣质重油的灵活焦化工艺方法及装置，所述加工劣质重油的灵活焦化工艺方法，包括：以一提升管式反应器作为灵活焦化工艺中的反应器来进行一焦化反应，所述焦化反应为：以劣质重油为原料油，在所述提升管式反应器中进行热裂解，制取全馏分的油气和焦炭。本发明专利技术可以改善灵活焦化常见的流化状况不佳的问题。

Flexible coking process method and device for processing inferior heavy oil

The invention discloses a device and a flexible coking technology for processing heavy oil, including flexible coking process, the processing of inferior heavy oil in a riser reactor for the reactor as a flexible coking process in a coking reaction, the coking reaction for heavy oil as raw oil. For thermal cracking in the riser reactor, producing full range of oil and gas and coke. The invention can improve the common fluidization problem of the flexible coking.

【技术实现步骤摘要】
加工劣质重油的灵活焦化工艺方法及装置
本专利技术涉及石油加工中的炼油厂焦化工艺，特别涉及一种采用提升管式反应器加工劣质重油的灵活焦化工艺方法及该方法所使用的装置。
技术介绍
21世纪中国炼油工业将面临发展和风险共存的局面。由于不断增长的油品以及为石油化工提供原料的需求将决定中国炼油工业在新世纪内有一定的发展速度，但是受石油资源等因素的限制它将同时面临巨大风险。假如说，上世纪80、90年代中国炼油工业在含硫原油加工方面有重大突破的话，那么21世纪中国炼油工业的重要发展方向之一就是要大力发展重质原油(超重质原油)的加工，独立自主地开发更高效的焦化工艺就是在这样一个背景下提出的。重油加工可分为催化加工和非催化加工。催化加工工艺包括重油催化裂化，渣油固定床加氢(VRDS)和正在开发的悬浮床加氢裂化等工艺。非催化加工包括减粘裂化、焦化和溶剂脱沥青等工艺。延迟焦化是炼油厂大量应用的渣油转化技术，是美国、中国、委内瑞拉、印度、加拿大等国渣油轻质化的主要手段，全球共有170余套渣油延迟焦化装置在运行，总加工能力4亿吨以上，我国2012年延迟焦化加工能力已达1.13亿吨。美国和中国的大型石油公司都拥有自主的渣油延迟焦化成套技术。流化焦化是50年代由EXXON公司开发的一种焦化工艺技术。以后，在此基础上又开发成功灵活焦化工艺。与延迟焦化工艺相比，这二个工艺具有原料和操作柔性化高，具有反应温度高、液体收率高，焦炭(流化焦化)及气体收率较低等优点，尤其是装置清洁生产和环境保护方面比延迟焦化有很大的改善。早期流化焦化生成大量没有合适用途的焦粉，以及投资和加工费较高等原因，在工业上推广和应用少于延迟焦化工艺。灵活焦化由于配置有焦粉气化设备，可将焦粉转化成低热值瓦斯，基本上不生成焦粉。但是，灵活焦化中也出现流化状况不佳、流化床明显晃动现象，已经反应器结焦速率快等问题。提升管反应器在重油催化裂化领域已有一些应用，特别是为了提高轻质油收率并直接生产清洁油品，近年来出现了不同形式反应器系统的重油催化裂化工艺技术，如两段提升管催化裂化技术(TSRFCC)、多产异构烷烃催化裂化技术(MIP)以及催化裂化汽油辅助反应器改质技术等。例如，中国专利CN201020699182.3公开了一种有利于加工劣质重油的单提升管反应器。是将提升管以烯烃为界分成进料反应区，烯烃反应区，总反应深度控制区，进料反应区出口设计一段直径比进料段小的喉管式缩径喉管结构，在喉管处连接有低压蒸汽管；烯烃反应区中下段的提升管冷却段的直径大于所述进料段的直径，在提升管冷却段上设有取热管，该取热管组的入口与低压饱和蒸汽连接，出口与过饱和蒸汽线连接；总反应深度控制区的入口为一段直径比进料段喉管直径小的喉管式缩径喉管结构，在喉管处连接有低压蒸汽管。达到较大比例加工重质原料油，优化了产品分布，汽柴油收率高，汽油烯烃较低、异构烷烃增加明显，降低焦炭产率的目的。又如，中国专利CN1258562公开了一种用于流化催化转化的提升管反应器，该反应器的横截面圆的直径随反应器高度不同而连续变化，最小直径与反应器总高度之比为0.003～0.1:1。该设计对于需要反应时间较长、反应空速较低的催化转化工艺，如多产气态烯烃工艺，保证了足够的反应时间和反应空速，大大降低了反应器的高度，节省了投资。然而，对于提升管反应器在重油加工中，特别是非催化裂化的焦化工艺中的应用，仍很少见于现有技术。因此，如何设计一种灵活焦化工艺方法及装置，使其可以解决现有技术中所存在的上述缺陷，即成为本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种加工劣质重油的灵活焦化工艺方法及装置，使其可以改善灵活焦化常见的流化状况不佳的问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种加工劣质重油的灵活焦化工艺方法，包括：以一提升管式反应器作为灵活焦化工艺中的反应器来进行一焦化反应，所述焦化反应为：以劣质重油为原料油，在所述提升管式反应器中进行热裂解，制取全馏分的油气和焦炭。其中，所述焦化反应包括如下步骤：1)将该提升管式反应器与一沉降器及一再生器共同组成一灵活焦化反应系统，使该沉降器设置于该再生器的上部，且该提升管式反应器的上部出口伸入该沉降器内；2)从该提升管式反应器的一下端开口输入提升蒸汽，并从提升管式反应器侧下方的一第一焦炭载体入口输入热焦炭载体，使得热焦炭载体在提升蒸汽的作用下以流体状向该提升管式反应器的上部行进；3)从该提升管式反应器中下部的一进料口输入雾化蒸汽和原料油，使得原料油以喷雾形式进入该提升管式反应器，并附着在热焦炭载体表面，随热焦炭载体一起向上运动；4)使原料油在该提升管式反应器内边上升边进行该焦化反应，反应过后原料油中的重烃组分热裂解为全馏分的油气(包括气相烃组分、石脑油、柴油和蜡油等)和焦炭粉末，热焦炭载体为焦化反应提供热量后变为冷焦炭载体；5)将全馏分的油气、焦炭粉末、冷焦炭载体以及原料油中未反应完全的重烃组分沿该提升管式反应器的上部出口输入该沉降器内，而后将其中的全馏分的油气沿沉降器上部出口排出，收集焦炭粉末，并使原料油中未反应完全的重烃组分落入该再生器并自该再生器的下部出口排出，以及使冷焦炭载体落入该再生器并自该再生器侧下部的一第一焦炭载体出口排出。其中，于步骤3)中，从该提升管式反应器中下部的该进料口输入雾化蒸汽和原料油时，是以与该提升管式反应器呈30～45°的角度向上倾斜进料。其中，于步骤4)中，具体而言，原料油以薄雾形式附着在热焦炭载体表面，随流态化的热焦炭载体一起向上运动，在此过程中，依靠热焦炭载体所携带的热量进行焦化反应(焦化反应所生成的气相烃组分，进一步促进了热焦炭载体的流态化，即，附着了薄雾形式原料油的热焦炭载体的流态化，是在提升蒸汽和反应生成的气相烃组分共同作用下产生的)。由此使得进料接近平推流，减少了返混，因而可以改善灵活焦化常见的流化状况不佳、流化床明显晃动的现象，以及改善反应器结焦速率快等问题。其中，于步骤5)中，原料油中未反应完全的重烃组分在沉降器和再生器中被冷却(冷却可以通过与另一股正待进入提升管式反应器的冷原料油换热而进行)，经过该再生器的下部出口排出后，沿设置于该提升管式反应器中部的一循环油回流入口重新进入该提升管式反应器，再次进行焦化反应。其中，于步骤5)中，全馏分的油气沿该提升管式反应器的上部出口输入该沉降器内后，首先经旋风分离器分离除去其中气相烃组分中的焦炭粉末，而后再将该全馏分的油气冷却(冷却可以通过与另一股正待进入提升管式反应器的冷原料油换热而进行)，最后再将该全馏分的油气从该沉降器的上部出口排出，经焦炭分馏塔分离成下游需要的烃组分。其中，于步骤5)中，焦炭粉末分别位于两处，一部分混于气相烃组分中，另一部分沉积于冷焦炭载体上。焦炭粉末被收集后，一部分可燃烧后供焦化反应所需的热量，剩余部分焦炭可和水蒸气进行水煤气反应生成水煤气，进一步分离出氢气供炼厂其它用氢装置使用。其中，于步骤5)中，冷焦炭载体自该再生器的第一焦炭载体出口排出后(此时冷焦炭载体的温度为510～520℃)，进入一加热器进行换热，待冷焦炭载体被加热为热焦炭载体后，从该第一焦炭载体入口再次输入该提升管式反应器。其中，该冷焦炭载体及该热焦炭载体均为粒度在40～1000μm的石油焦。其中，焦炭载体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加工劣质重油的灵活焦化工艺方法，其特征在于，包括：以一提升管式反应器作为灵活焦化工艺中的反应器来进行一焦化反应，所述焦化反应为：以劣质重油为原料油，在所述提升管式反应器中进行热裂解，制取全馏分的油气和焦炭。

【技术特征摘要】
1.一种加工劣质重油的灵活焦化工艺方法，其特征在于，包括：以一提升管式反应器作为灵活焦化工艺中的反应器来进行一焦化反应，所述焦化反应为：以劣质重油为原料油，在所述提升管式反应器中进行热裂解，制取全馏分的油气和焦炭。2.根据权利要求1所述的加工劣质重油的灵活焦化工艺方法，其特征在于，所述焦化反应包括如下步骤：1)将该提升管式反应器与一沉降器及一再生器共同组成一灵活焦化反应系统，使该沉降器设置于该再生器的上部，且该提升管式反应器的上部出口伸入该沉降器内；2)从该提升管式反应器的一下端开口输入提升蒸汽，并从提升管式反应器侧下方的一第一焦炭载体入口输入热焦炭载体，使得热焦炭载体在提升蒸汽的作用下以流体状向该提升管式反应器的上部行进；3)从该提升管式反应器中下部的一进料口输入雾化蒸汽和原料油，使得原料油以喷雾形式进入该提升管式反应器，并附着在热焦炭载体表面，随热焦炭载体一起向上运动；4)使原料油在该提升管式反应器内边上升边进行该焦化反应，反应过后原料油中的重烃组分热裂解为全馏分的油气和焦炭粉末，热焦炭载体为焦化反应提供热量后变为冷焦炭载体；5)将全馏分的油气、焦炭粉末、冷焦炭载体以及原料油中未反应完全的重烃组分沿该提升管式反应器的上部出口输入该沉降器内，而后将其中的全馏分的油气沿沉降器上部出口排出，收集焦炭粉末，并使原料油中未反应完全的重烃组分落入该再生器并自该再生器的下部出口排出，以及使冷焦炭载体落入该再生器并自该再生器侧下部的一第一焦炭载体出口排出。3.根据权利要求2所述的加工劣质重油的灵活焦化工艺方法，其特征在于，于步骤3)中，从该提升管式反应器中下部的该进料口输入雾化蒸汽和原料油时，是以与该提升管式反应器呈30～45°的角度向上倾斜进料。4.根据权利要求2所述的加工劣质重油的灵活焦化工艺方法，其特征在于，于步骤4)中，原料油以薄雾形式附着在热焦炭载体表面，随流态化的热焦炭载体一起向上运动，在此过程中，依靠热焦炭载体所携带的热量进行焦化反应。5.根据权利要求2所述的加工劣质重油的灵活焦化工艺方法，其特征在于，于步骤5)中，原料油中未反应完全的重烃组分在沉降器和再生器中被冷却，经过该再生器的下部出口排出后，沿设置于该提升管式反应器中部的一循环油回流入口重新进入该提升管式反应器，再次进行焦化反应。6.根据权利要求2所述的加工劣质重油的灵活焦化工艺方法，其特征在于，于步骤5)中，全馏分的油气沿该提升管式反应器的上部出口输入该沉降器内后，首先经旋风分离器分离除去其中气相烃组分中的焦炭粉末，而后再将该全馏分的油气冷却，最后再将该全馏分的油气从该沉降器的上部出口排出，经焦炭分馏塔分离成下游需要的烃组分。7.根据权利要求2所述的加工劣质重油的灵活焦化工艺方法，其特征在于，于步骤5)中，冷焦炭载体自该再生器的第一焦炭载体出口排出后，进入一加热器进行换热，待冷焦炭载体被加热为热焦炭载体后，从该第一焦炭载体入口再次输入该提升管式反应器。8.根据权利要求2所述的加工劣质重油的灵活焦化工艺方法，其特征在于，该冷焦炭载体及该热焦炭载体均为粒度在40～1000μm的石油焦。9.根据权利要求1或2所述的加工劣质重油的灵活焦化工艺方法，其特征在于，该劣质重油为减压渣油、常压渣油、重...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东明，娄立娟，刘银东，张艳梅，许倩，于志敏，赵广辉，候经纬，张璐瑶，卢竟蔓，毕秦岭，王丽涛，崔晨曦，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11