延迟焦化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于石油化工领域，涉及延迟焦化方法及装置。本发明专利技术的延迟焦化方法，包括：来自减压塔的减压原料油进入外场强化反应器中进行强化脱硫，出外场强化反应器的物料进入族分强化反应器中进行热裂化反应，出族分强化反应器的物料进入第一气液分离单元中进行气液分离；经第一气液分离单元分离出的气相物料进入焦化分馏塔，液相物料或液相物料与来自焦化分馏塔的焦化循环油的混合物进入缓冲罐，出缓冲罐的物料进入加热炉中加热，出加热炉的物料进入第二气液分离单元进行气液分离等。本发明专利技术能够降低石油焦中硫含量，增加液体产品收率，可克服现有的高硫石油焦带来的环境污染、石油焦产品质量差、液体产品收率低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
延迟焦化方法及装置
本专利技术属于石油化工
，具体而言，涉及一种延迟焦化方法及装置。
技术介绍
随着世界范围内原油资源的重质化、劣质化趋势凸显，如何在低投入及低操作成本下将重质油转化为轻质油已成为我国炼油工业亟待解决的问题。延迟焦化工艺因具有原料适应性强、工艺流程简单、技术相对成熟、装置投资低等优点，已成为重油深度加工的重要手段之一。为了延长延迟焦化装置的加热炉运行周期、提高液体产品收率、降低焦炭产率及石油焦中的硫含量，国内外研究学者提出了许多改进的方法。日本石油能源公司的PEC技术以30％的过氧化氢水溶液作氧化剂，乙酸或三氟乙酸类的羧酸作氧化促进剂进行氧化，在50℃、0.1MPa下反应1h，重油中的硫被转化为多烷基二苯并噻吩二氧化物和有机硫化物。反应后的油相用氢氧化钠水溶液洗涤，再用硅胶或者铝胶吸附氧化后的硫化物。这样柴油的硫含量就从500～600μg/g减少到1μg/g，该工艺条件缓和，所需设备简单，脱硫率高，而且可以同时脱氮，但是未见柴油收率的报道，回收的硫化物的用途有待开发，且废氢氧化钠水溶液会带来新的污染。美国Unipure和Texaco公司开发的ASR－2柴油深度脱硫氧化技术可将柴油的硫含量由7000μg/g降至5μg/g。该方法使用一种含有H2O2和催化剂的水溶液作为氧化剂，在常压、121℃下反应5min，可将所有的硫化物转化为砜。催化剂回收循环使用，水相中的砜回收，回收的砜用作生产表面活性剂或送去焦化装置。柴油再经氧化铝吸附处理，氧化铝用甲醇再生。该方法虽然操作费用低，但仍存在氧化剂成本高的问题。萃取剂的选择性不高，在萃取脱除极性氧化物的同时，也将部分烯烃和芳烃萃取脱除了。由USC和SulphCo公司开发的SulphCo技术，其流程大概为：将燃料与少量的氧化剂、表面活性剂和水混合，形成一种水相与有机相的混合介质，再将这种介质连续注入到超声波室，在超声波室内混合物料在超声波的作用下，产生直径为200μm的小气泡，小气泡的产生和破灭十分迅速，从而导致油相与水相的剧烈混合，超声波还可以在几纳秒的超短时间内，使混合物料内的局部温度达到几千度并且压力超过1013.25MPa，且混合物料内产生过氧化氢，参与硫化物的氧化反应，将物料中的硫化物氧化为砜类。反应物料经过溶剂萃取脱除砜和硫酸盐。溶剂经过再生后循环使用，砜和硫酸盐可以用来生产硫磺或其他化工产品。Bechtel公司对此项技术进行了工业试验，对一套处理能力为4769.61m3/d的柴油脱硫装置进行了技术经济性分析，装置的总投资不足加氢脱硫装置的二分之一，每年的维护费用约为装置总投资的2％～3％，电耗为990KW，能耗为1.055×1011J。目前，氧化脱硫技术的研究主要集中在降低汽油、柴油及蜡油等液体燃料领域，关于如何利用氧化脱硫降低石油焦硫含量的技术却鲜有报道。另外，油气在焦炭塔内的二次反应和泡沫层的弊端也成为制约常规延迟焦化工艺技术发展的主要瓶颈。为了减少油气在焦炭塔内的二次反应和降低焦炭塔内泡沫层高度，国内外公开了一些方法以解决上述问题。例如，专利CN103087769A公开了一种延迟焦化方法，该方法是利用二级水力旋流器将炉后热物料分离为气相和液相，气相进入分馏塔，液相直接进入焦炭塔进行焦化反应。同时，在二级水力旋流器内注入高温水蒸气以防止渣油在水力旋流器内结焦。该方法的主要缺点在于，油气在水力旋流器内停留时间较短，分离出的气体仅占总进料的10％左右，对减少油气二次反应和降低焦炭塔内泡沫层高度的效果有限。水力旋流器内注入水蒸气后，由于水力旋流器顶部压力低，大量的水蒸汽进入后与渣油迅速分离并上行离开，水蒸气在上行过程中易夹带重的液滴，这势必会造成水力旋流器顶部出口管线结焦，影响装置的正常操作。同时，高温水蒸气离开势必会带走大量的热量，导致进入焦炭塔内液相的温度降低，不利于焦化反应。此外，注入大量的水蒸气需要较高的能耗。专利CN104046383B、CN104046384B、CN104046385B和CN104046386B公开了一种提高延迟焦化产品质量、降低焦粉的方法，其核心是在焦炭塔顶设置旋风分离器，利用旋风分离器将来自焦炭塔顶的高温油气携带的焦粉进行分离。该方法将焦化产品中的焦粉除掉后，改善了焦粉对焦化分馏塔的影响，使延迟焦化装置的液体产品质量得到了改善。主要缺点是，旋风分离器底油(含较多焦粉)与加热炉辐射段出口的物流混合后再进入焦炭塔内，由于旋风分离器底油温度较低，返回焦炭塔中后势必会降低焦炭塔内温度，不利于焦化反应，导致装置的液收较低，而焦炭收率较高。专利CN105985802B和专利CN104449829B公开了一种延迟焦化方法，将焦炭塔顶的焦化油气送入到旋风器进行分离，同时，在旋风器的顶部注入洗涤油，净化后的焦化油气送入到分馏塔进行分馏，旋风分离过程中分离出的底油作为部分延迟焦化原料返回到加热炉重新加热。该方法能够提高液体产品的收率和改善焦化产品质量。但是，不能降低焦炭塔内泡沫层高度，同时油气在焦炭塔内停留时间较长，易发生二次反应，导致焦化液体收率较低。专利CN105733667A公开了一种降低焦炭塔压力的方法，在焦炭塔顶大油气管线上等距离设置2～6个加注孔，向加注孔内注入占原料油进料重量0.1～30％的急冷油(焦化汽油、焦化柴油及焦化蜡油)，对油气进行急冷换热和洗涤，利用急冷的方法将焦炭塔顶的压力控制在70KPa～220KPa之间。该方法可以控制焦炭塔顶内部的绝对气压，简化了延迟焦化装置，加强了对延迟焦化流程的控制，提高了延迟焦化的液体收率，降低了焦炭产率。但是不能减少油气在焦炭塔内的二次反应和降低焦炭塔内泡沫层高度。同时采用急冷的方式需要大量的急冷油进行循环，增加了分馏塔的负荷和能耗。专利CN105586077B、CN105586078B和CN105586079A公开了一种重油焦化设备及方法，该设备主要由加热炉、焦炭反应器、喷雾焦化塔、旋风分离器和分馏塔组成，其方法是将温度为50～400℃的重油焦化原料进行雾化，然后将雾化态的重油焦化原料与温度为490～750℃的脱氧烟气接触，使所雾化态的重油焦化原料达到焦化温度并进行焦化反应，然后从焦化反应产物中分离焦炭粗粉、焦炭细粉和油气，再将所述油气进行分离。主要优点在于不仅能够降低甚至完全避免加热炉炉管内的结焦并提高液体收率，而且还能省去将所述烟气进行脱硫、脱氮和除尘的步骤。但是，主要缺点是，来自加热炉高温烟气的压力较低，需要经压缩机加压后才能进入喷雾焦化塔内，增加了装置的投资和操作费用。同时，由于重油焦化原料的粘度高，采用喷嘴雾化的方式容易造成喷嘴堵塞，不利于装置的长久运行。此外，烟气中含有一定的硫化物，这些含硫化合物与重油焦化原料接触时易被富集到焦炭中，造成石油焦的硫含量增加，降低了石油焦的品质。鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种延迟焦化方法，该方法能够降低石油焦中硫含量，增加液体产品收率，可至少克服现有的高硫石油焦带来的环境污染、石油焦产品质量差、液体产品收率低的技术问题。本专利技术的第二目的在于提供一种延迟焦化装置，以缓解
技术介绍
所提到的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种延迟焦化方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种延迟焦化方法，其特征在于，包括以下步骤：来自减压塔的减压原料油进入外场强化反应器中进行强化脱硫，出外场强化反应器的物料进入族分强化反应器中进行热裂化反应，出族分强化反应器的物料进入第一气液分离单元中进行气液分离；经第一气液分离单元分离出的气相物料进入焦化分馏塔，液相物料或液相物料与来自焦化分馏塔的焦化循环油的混合物进入缓冲罐，出缓冲罐的物料进入加热炉中加热，出加热炉的物料进入第二气液分离单元进行气液分离；经第二气液分离单元分离出的气相物料进入焦化分馏塔，液相物料在气液分离单元内进行一段时间的裂化反应后进入焦炭塔进行焦化反应，生成焦炭和焦化油气；将得到的焦化油气利用抽气设备抽出，出抽气设备的气体进入焦化分馏塔，在焦化分馏塔中进行分馏得到焦化产品。

【技术特征摘要】
1.一种延迟焦化方法，其特征在于，包括以下步骤：来自减压塔的减压原料油进入外场强化反应器中进行强化脱硫，出外场强化反应器的物料进入族分强化反应器中进行热裂化反应，出族分强化反应器的物料进入第一气液分离单元中进行气液分离；经第一气液分离单元分离出的气相物料进入焦化分馏塔，液相物料或液相物料与来自焦化分馏塔的焦化循环油的混合物进入缓冲罐，出缓冲罐的物料进入加热炉中加热，出加热炉的物料进入第二气液分离单元进行气液分离；经第二气液分离单元分离出的气相物料进入焦化分馏塔，液相物料在气液分离单元内进行一段时间的裂化反应后进入焦炭塔进行焦化反应，生成焦炭和焦化油气；将得到的焦化油气利用抽气设备抽出，出抽气设备的气体进入焦化分馏塔，在焦化分馏塔中进行分馏得到焦化产品。2.根据权利要求1所述的延迟焦化方法，其特征在于，所述外场强化反应器包括微波强化反应器、空化强化反应器和超声波强化反应器中的一种或多种的组合；优选地，所述外场强化反应器为空化强化反应器。3.根据权利要求2所述的延迟焦化方法，其特征在于，空化强化反应器的反应条件包括：温度为300～450℃，优选为370～400℃；原料入口压力为5.0～10.0MPa，优选为6.0～9.0MPa；空化后压力降低为0.2～0.5MPa；微波强化反应器的反应条件包括：温度为350～420℃，优选为360～400℃；时间为3～50min，优选为5～30min；压力为0.1～3.0MPa，优选为0.3～1.0MPa；微波辐射的频率为200～10000MHz，功率为100～5000W；超声波强化反应器的反应条件包括：温度为350～420℃，优选为360～400℃；时间为10～120min，优选为20～100min；压力为0.1～3.0MPa，优选为0.3～1.0MPa；超声波频率为20～200KHz，功率为200～1000W。4.根据权利要求1所述的延迟焦化方法，其特征在于，所述族分强化反应器包括塔式反应器和列管反应器中的至少一种；优选地，族分强化反应器的反应条件包括：进料温度为370～450℃，优选为380～410℃；停留时间为10～180min，优选为30～120min。5.根据权利要求1所述的延迟焦化方法，其特征在于，加热炉的出口温度为400～550℃，优选为480～510℃。6.根据权利要求1所述的延迟焦化方法，其特征在于，所述第一气液分离单元包括气液分离器；优选地，所述第二气液分离单元包括气液分离器、气液分离罐、气液旋流器和超重力分离器中的至少一种；优选地，所述第二气液分离单元的数量为一个或多个，采用多个气液分离单元时，其中一个用于正常生产，其余作为备用；优选地，所述第二气液分离单元的内壁上设置有耐高温防腐...

【专利技术属性】
技术研发人员：王龙延，王宝石，黄新龙，王洪彬，王少锋，经铁，李康，刘淑芳，雷杰，刘丹禾，
申请(专利权)人：中石化洛阳科技有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41