具有减少的大气排放物的延迟焦化鼓骤冷系统和方法技术方案

用于通过闪蒸掉溢流鼓中的烃蒸气来减少烃蒸气的大气排放的系统和方法，其中将压力最终降低至0psig，然后闪蒸掉溢流罐中任何剩余的烃蒸气，其中溢流罐中的压力通过溢流喷射器降低至0psig。

A Delayed Coking Drum Cooling System with Reduced Atmospheric Emissions

【技术实现步骤摘要】
具有减少的大气排放物的延迟焦化鼓骤冷系统和方法本申请为申请号201680054926.6、申请日为2016年4月8日、专利技术名称为“具有减少的大气排放物的延迟焦化鼓骤冷系统和方法”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求在2015年9月21日提交的美国临时专利申请第62/221,501号的优先权，其说明书通过引用并入本文。
本公开内容总体上涉及具有减少的大气排放物的延迟焦化鼓骤冷系统和方法。更具体地说，本公开内容涉及通过闪蒸掉溢流鼓中的烃蒸气来减少烃蒸气的大气排放，其中通过顶部喷射器将压力降低至0psig，并且其中任何剩余的烃蒸气通过溢流喷射器闪蒸至排污(blowdown)冷凝器。
技术介绍
焦化是较老的精炼工艺之一。延迟焦化厂的目的是将重质渣油(如焦油、沥青等)转化成更轻、更有价值的发动机燃料调和料。炼油厂焦化是被控制的严格的热裂解。这是将其中高分子量烃残留(通常来自炼油厂原油蒸馏装置的真空闪蒸器底部)裂解或分解成更小和更有价值的烃的工艺。焦化是通过使供料经受引发裂解工艺的约930℉的极端温度完成。由所述裂解工艺形成的轻质烃闪蒸出并在传统分馏设备中被分离。裂解后留下的物料是焦炭，其大部分是碳。除了在制造电极、燃料焦炭、二氧化钛等中的金属工业中具有价值的焦炭，延迟焦化厂的产物包括汽油(gas)(炼油厂燃料汽油)、液化石油气、石脑油、轻质柴油和重质柴油。延迟焦化工艺产生了世界上大部分的炼焦能力。延迟焦化可被认为是一个连续的间歇反应。这个过程使用成对的焦炭鼓。一个鼓(活性鼓)用作渣油热裂解的反应容器。随着裂解过程进行，所述活性鼓慢慢充满焦炭。在活性鼓充满焦炭时，第二鼓(非活性鼓)处于使焦炭从中移除的过程。所述焦炭鼓的大小是这样的以使等到活性鼓充满焦炭时，非活性鼓是空的。然后工艺流程切换到变为活性鼓的所述空鼓。所述满鼓变为非活性鼓并被移空或去焦炭。通过以该方式在这两个鼓间反复切换工艺流程，焦化操作可以继续不间断。在操作中，在直接火加热的炉中加热后，将油充至活性焦炭鼓的底部。裂化的轻质烃上升到所述鼓的顶部，在那里它们被移除并进入分馏器分离。较重的烃被留下，且保留的热使它们裂化为焦炭。在图1中，示意图示出了延迟焦化封闭排污系统(以下称为“延迟焦化骤冷系统”)的一个实例，其中处理来自非活性鼓的流出物。非活性焦炭鼓的骤冷产生大量的蒸汽，所述蒸汽含有一些在该系统中处理的烃。骤冷塔106、排污冷凝器122和沉降鼓124形成封闭排污系统，其用于回收来自焦炭鼓汽蒸、骤冷和加热操作的流出物。在常规系统中，在汽蒸和水骤冷操作期间，排污集流管线104将来自焦炭鼓顶部管线101的热蒸气连通至骤冷塔106。恰在骤冷塔106的上游，通过控制注入来自该过程的水骤冷热蒸气。在水骤冷操作期间，来自骤冷塔106的顶部料流基本上是含有少量烃的蒸汽，并且在顶部管线120中被送到排污冷凝器122。排污冷凝器122冷凝大部分顶部料流以形成排污冷凝器出口流，其在排污冷凝器出口流管线123中被连通至排污沉降鼓124。在沉降鼓124中，所述排污冷凝器出口流109被分离为酸性水流126、轻废油流132和烃蒸气流127。烃蒸气流127被送至排污喷射器158，然后送至分馏塔顶部系统160。轻废油流132返回至骤冷塔106。排污喷射器158用于在分离焦炭鼓并放空焦炭鼓之前在水骤冷结束时降低封闭排污系统和焦炭鼓中的压力。或者，可以使用压缩机来代替排污喷射器158。排污喷射器可以是蒸汽驱动的，用于在将鼓放空之前达到2psig。来自排污喷射器158的流出物被送至分馏塔顶部系统160，并被回收到主工艺。使用骤冷水箱140提供水至骤冷水管线148和焦炭切割管线142。在骤冷操作期间，非活性焦炭鼓连接到封闭排污系统，并且非活性焦炭鼓中的压力基本上与封闭排污系统中的压力相同。在骤冷操作结束时，非活性焦炭鼓与封闭排污系统隔离并被放空。可在含烃蒸气流127的管线中使用喷射器或小的压缩器以在分离和放空非活性焦炭鼓之前降低封闭排污系统和非活性焦炭鼓中的压力至约2psig或更低，正如现行环境管理指南所要求的。尽管在2psig下放空非活性焦炭鼓，产生可包含烃蒸气(例如甲烷、乙烷、硫化氢)和焦炭细粉(下面统称为“大气排放物”)的蒸气羽流。在放空之前在非活性焦炭鼓中保持2psig的压力也是一个问题，因为由于在与封闭排污系统隔离后来自焦炭床的连续放热，焦炭鼓压力可猛增(spike)。在一些在约15psig下开始放空的较旧的装置上，噪音也是一个严重的问题。众所周知，可以改进延迟焦化骤冷系统以包括焦炭鼓骤冷溢流系统，以提供在骤冷操作结束时溢流焦炭鼓的益处。现有的溢流系统是多种多样的，并且一些系统已知会产生不希望的气味，释放气体或着火，堵塞交换器和当焦炭鼓返回填充循环时管线中的残余焦炭细粒被冲入其他设备，因为溢流料流可能含有大量的大气排放物。另外，许多现有的溢流系统并未将大气排放物降至最低，而仅仅是重新定位大气排放物源。由于一些现有的溢流系统具有美国石油组织(“API”)分离器或其他朝大气开放的设备，可能有大气排放物，这是一个严重的问题。当溢流料流通过空气冷却器送出而无适当的过滤时，空气冷却器可堵塞，这在一些现有的溢流系统中也是一个问题。在现有溢流系统使用的管道系统部件中，在溢流操作后通常留下焦炭细粉，当返回至正常的阀装置时所述焦炭细粉然后被冲入骤冷塔或分馏器。产生球状焦炭的延迟焦化装置会导致骤冷溢流料流中含有较大量的油和焦炭细粒，这更难以处理。
技术实现思路
因此，本公开内容通过提供用于通过闪蒸掉溢流鼓中的烃蒸气来减少烃蒸汽的大气排放的系统和方法，其中压力最终降低至0psig，然后闪蒸掉溢流罐中剩余的烃蒸气，其中溢流罐中的压力通过溢流喷射器降低至0psig，满足了上述需求并克服了现有技术中的一个或多个缺陷。在一个实施方案中，本公开内容包括用于减少延迟焦炭鼓骤冷溢流系统中烃蒸气的大气排放的系统，其包括：i)与排污总管线连接的溢流鼓，用于减少烃蒸气并产生蒸气溢流剩余物和液体溢流剩余物；ii)通过液体溢流剩余物管线连接到溢流鼓的溢流罐，用于从液体溢流剩余物分离脱脂油、水、焦炭细粒和罐蒸气中的至少一种；iii)与所述溢流鼓流体连通的溢流鼓蒸气管线，用于将所述蒸气溢流剩余物传送至蒸汽管线；以及iv)与所述溢流罐流体连通的罐蒸气管线，用于将所述罐蒸气传送至溢流喷射器，其中所述溢流喷射器包括与所述罐蒸气管线流体连通的入口和与所述蒸汽管线流体连通的出口，用于将溢流罐内的压力降低至0psig。在另一个实施方案中，本公开内容包括用于减少延迟焦炭鼓骤冷溢流系统中烃蒸气的大气排放的方法，其包括：i)从溢流鼓产生蒸气溢流剩余物和液体溢流剩余物；ii)从溢流罐中的液体溢流剩余物中分离脱脂油、水、焦炭细粒和罐蒸汽中的至少一种；iii)将蒸气溢流剩余物传送至蒸汽管线；iv)将罐蒸气传送至溢流喷射器的入口；和v)将溢流罐的压力降低至0psig。通过以下对各种实施方案和相关附图的描述，本公开内容的附加方面、优点和实施方案对于本领域技术人员将变得显而易见。附图说明下面参考附图描述本公开内容，其中相同元件用相同数字标记，其中：图1是说明常规延迟焦化骤冷系统的一个实例的示意图。图2是说明常规延迟焦化骤冷系统和根据本公开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于减少延迟焦炭鼓骤冷溢流系统中烃蒸气的大气排放的系统，其包括：与排污总管线连接的溢流鼓，用于减少烃蒸气并产生蒸气溢流剩余物和液体溢流剩余物；溢流罐，其通过液体溢流剩余物管线连接到溢流鼓，用于从液体溢流剩余物分离脱脂油、水、焦炭细粒和罐蒸气中的至少一种；和与所述溢流罐流体连通的罐蒸气管线，用于将所述罐蒸气传送至溢流喷射器，其中所述溢流喷射器包括与所述罐蒸汽管线流体连通的入口和与蒸汽管线流体连通的出口，用于降低溢流罐内的压力至0psig。

【技术特征摘要】
2015.09.21 US 62/221,5011.一种用于减少延迟焦炭鼓骤冷溢流系统中烃蒸气的大气排放的系统，其包括：与排污总管线连接的溢流鼓，用于减少烃蒸气并产生蒸气溢流剩余物和液体溢流剩余物；溢流罐，其通过液体溢流剩余物管线连接到溢流鼓，用于从液体溢流剩余物分离脱脂油、水、焦炭细粒和罐蒸气中的至少一种；和与所述溢流罐流体连通的罐蒸气管线，用于将所述罐蒸气传送至溢流喷射器，其中所述溢流喷射器包括与所述罐蒸汽管线流体连通的入口和与蒸汽管线流体连通的出口，用于降低溢流罐内的压力至0psig。2.根据权利要求1所述的系统，其还包括吸入压力控制器，所述吸入压力控制器与所述溢流喷射器的入口和所述溢流喷射器的出口连通，用于防止所述罐蒸气管线中的真空。3.根据权利要求2所述的系统，其还包括：液体溢流剩余物管线中的液体溢流剩余物阀以及与溢流鼓相关且适于控制液体溢流剩余物阀的限制控制器，用于在溢流鼓中保持恒定液位。4.根据权利要求3所述的系统，其还包括：与所述溢流罐连通的非空气气体供给源；和位于非空气气体供给源和溢流罐之间的非空气气体阀，用于防止溢流罐中的真空。5.根据权利要求4所述的系统，其还包括：止回阀，所述止回阀位于顶部管线和溢流鼓蒸气管线之间的蒸汽管线中，所述顶部管线位于骤冷塔和排污冷凝器之间，以防止从骤冷塔至溢...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·D·沃德，理查德·亨福特，斯科特·亚历山大，
申请(专利权)人：贝克特尔碳氢技术解决方案股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US