无掺杂全馏分乙烯焦油延迟焦化生产系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种无掺杂全馏分乙烯焦油延迟焦化生产系统，包括进料系统、注水系统、加热炉、焦化釜和油气回收系统，加热炉包括对流段和辐射段，且对流段和辐射段连通，对流段的入口为进料端，辐射段的出口为出料端，加热炉的进料端分别与进料系统和注汽系统的出口管线连通；加热炉的出料端与焦化釜的进口连通，焦化釜的釜顶与油气回收系统相连。本实用新型专利技术提供一种步骤简单、无需催化剂、无需前置处理、无需掺杂的针对全馏分乙烯焦油用于进行延迟焦化生产系统，实现了全馏分乙烯焦油延迟焦化工艺连续性生产，所得各馏分段均可按照常规炼厂生产流程进行加工加工步骤简单，无需催化剂及无需改变现有深加工的操作条件，节约经济成本。

Delayed Coking Production System of Ethylene Tar without Doping

【技术实现步骤摘要】
无掺杂全馏分乙烯焦油延迟焦化生产系统
本技术属于石油炼制
，尤其涉及一种无掺杂全馏分乙烯焦油延迟焦化生产系统。
技术介绍
随着世界经济的发展，石油资源正在逐渐减少，合理利用好有限的石油资源，对炼油行业显得尤为重要。目前，炼油行业面临原油重质化、高硫化，导致对轻质油的需求进一步加大等一系列问题。乙烯焦油是乙烯裂解的副产物，乙烯焦油的组成非常复杂，主要有烷烃、C8-C15的芳烃、芳烯烃以及杂环化合物、硫和氮等杂质含量低，基本不含金属杂质。沸程在218℃～420℃。按照我国“十三五”计划安排，至2020年全国乙烯产能增产700万吨/年，乙烯焦油将达到335.4万吨/年左右。目前，乙烯焦油主要用作燃料用，整体利用率不高，经济价值低，且乙烯焦油含有重质芳烃等，燃烧时易产生结焦及黑烟，污染环境。综上，以乙烯焦油为原料的生产工艺技术的研究和开发，具有重要意义。申请人对于乙烯焦油的延迟焦化加工工艺进行了深入研究，发现有以下特点：1、将乙烯焦油与其他物质掺兑后进行加工利用国内外大部分厂家是以减压渣油的常规焦化掺炼乙烯焦油进行延迟焦化；有关减压渣油掺炼乙烯焦油进行延迟焦化的报导有：CN101608132A、《响应面分析法优化掺炼乙烯裂解焦油的延迟焦化研究》(见《石油炼制与化工》2009年第8期P5-P8、《延迟焦化装置掺炼大庆裂解焦油的研究》(见《石油炼制与化工》2007年第12期P20-P22)、《掺炼乙烯裂解重油对延迟焦化的影响》(见《石化技术与应用》2010年第1期P44-P49)和《减压渣油掺炼乙烯重焦油共焦化试验》(见《茂名学院学报》2008年第1期P7-P9等，这些研究均是将乙烯焦油全馏分与减压渣油掺炼作为延迟焦化原料，这样会使液体收率及轻质燃料油产品的收率较低，且其所得液体产品——焦化汽油、柴油和蜡油的质量仍较差，还需进一步加工处理。2、乙烯焦油为原料用以制备其它制品，但需要有前置处理或分馏的程序CN200810228387.0、CN200910187925.0、CN201010227457.8、CN201110350788.5陆续公开了一种乙烯焦油的加工方法，其工艺特点是将乙烯焦油分馏成轻馏分和重馏分，重馏分与常规焦化原料混合，经延迟焦化得到焦化汽油和焦化柴油、焦化蜡油，所得的焦化汽油和焦化柴油与乙烯焦油轻馏分混合，得到混合原料，再进行加氢精制反应。该技术方案并非针对全馏分的乙烯焦油进行，需要进行前置分馏才可以进行后续操作。3、暂无发现有针对纯正、无掺杂的全馏分乙烯焦油进行延迟焦化的相关报道CN201410705660.X公开了一种用乙烯焦油生产高纯度石油焦的方法，将乙烯焦油与轻组份油按照1：0.05-0.2的重量比混合后，送至裂化焦化炉进行蒸馏，即生产出高纯度石油焦；该专利文献虽然多次声明是针对全馏分的乙烯焦油，但是其仍然进行了前置掺杂的步骤(掺入了一定比例的轻组分)。4、现有技术普遍认为延迟焦化工艺的焦化反应温度为495-505℃，温度过高或过低会导致无法生焦或炉管结焦梁朝林、沈本贤在中国石化出版社出版的专著《延迟焦化》第5页公布了延迟焦化工艺特点：“延迟焦化与其他焦化方法的不同点是渣油以高的流速流过加热炉的炉管，加热到反应所需的温度500-505℃，然后进入焦炭塔，在焦炭塔里靠自身带入的热量进行裂化缩合等反应”；梁朝林、沈本贤、吴世逵发表的期刊《延迟焦化试验装置的改进研究》，肖华舫发表的期刊《裂解焦油的研究利用进展》，介绍了将减压渣油、乙烯重焦油以及它们的掺兑物在管式焦化反应器中进行共焦化非连续性反应。结果表明，在减压渣油中掺兑乙烯重焦油技术可行，但按减压渣油的常规焦化工艺，原料须先经过加热炉的对流式，以相对低的温度(300℃)分馏部分馏分，再经常压分馏塔底接出进入加热炉的辐射式，以相对高的温度(500℃)进行焦化反应。王健等在期刊《齐鲁石油化工》2018年第46卷发表的综述《乙烯焦油综合利用研究进展》中，提到乙烯焦油作为延迟焦化的原料的反应温度为500℃；刘建山等在期刊《石油与天然气化工》2017第46卷发表《延迟焦化加热炉过剩空气量对其运行周期的影响》中分析了焦化加热炉炉管结焦机理，提出对于结焦倾向较弱的原料，可采用较高的炉出口温度，温度过低，反应深度不够，不利于生焦过程的正常进行；如以稀油减压渣油为原料，焦化加热炉炉管出口温度为502℃。对于结焦倾向较强的原料，可采用相对较低的炉出口温度，温度过高，焦化反应深度过大，生成的焦炭较硬，炉管易结焦。如以超稠原油为原料，焦化加热炉炉管出口温度为497℃。因此，本领域技术人员认为采用延迟焦化工艺生产的原料为了保证生产效果，理想的焦化温度对应在495-505℃左右，若焦化反应温度过低，反应深度和速度降低，使焦炭塔泡沫层增加，易引起冲塔、挥发线结焦、焦炭的挥发份增大，质量下降；焦化反应温度过高，反应深度和速度加大，气体、汽油、柴油产率上升，蜡油和焦炭产率下降，焦炭的挥发份减少，质量提高，但焦炭变硬，除焦困难，炉管结焦趋势增大，开工周期缩短。而乙烯焦油的组成非常复杂，主要有烷烃、C8-C15的芳烃、烯烃、胶质、沥青质以及硫、氮、氧等杂环化合物等。尽管它富含芳烃，但由于它与延迟焦化的其他原料的来源存在较大差别，因此在化学组成、分子结构等方面与延迟焦化其他原料也存在较大差异。我国从70年代末开始了针状焦生产技术的研究与开发，并以热裂化渣油和催化裂化澄清油为原料在工业装置上生产出了合格的针状焦产品。而在以乙烯焦油为原料生产针状焦的中型试验研究中，发现炉管严重结焦，装置被迫停工。总结起来看，本领域技术人员认为将乙烯焦油作为单一原料进行延迟焦化生产是无法实施的，这也是现有乙烯焦油在延迟焦化时，要么与其他常规焦化原料掺炼后延迟焦化，要么对乙烯焦进行前处理分离重馏分与常规焦化原料混合进行延迟焦化。因此，如何利用乙烯焦油作为单一原料进行延迟焦化生产是目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
本技术旨在一定程度上解决上述乙烯焦油深加工相关技术中的技术问题之一。因此，本技术的目的在于提供一种步骤简单、无需催化剂、无需前置处理、无需掺杂的针对全馏分乙烯焦油用于进行延迟焦化生产系统。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是：乙烯焦油的主要技术瓶颈是会引起延迟焦化的换热系统、管道、加热炉管的结垢结焦加快加剧，严重影响延迟焦化装置的正常运行和开工周期。分析原因在于：乙烯裂解焦油中烯烃、炔烃等不饱和烃及杂环化合物含量较高，化学性质活泼，氧化安定性差，极易发生自聚缩合，次生新的胶质沥青质等；在换热升温过程中，由于溶剂效应和热效应必然都会发生改变，因此乙烯焦油原来相对稳定的胶体体系就失去了稳定性，原生和次生沥青质会聚沉而附着在管壁与器壁上不随物流流动，形成沥青质油垢，沥青质进一步缩合生焦。本技术的无掺杂全馏分乙烯焦油延迟焦化工艺针对上述问题，做了很多改进，最后改进后的工艺包括以下步骤：(1)将全馏分的乙烯焦油经常压换热预热到150℃-170℃；本技术乙烯焦油提前预热的目的是保证乙烯焦油与加热炉出口设定温度有较小的温差，可以减少加热炉的负荷，保证设备的运行安全。加热炉中快速升温，从而减少在加热炉中的停留时间，有利于避免发生沥青质过早析出而导致结焦现象。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无掺杂全馏分乙烯焦油延迟焦化生产系统，其特征在于，包括进料系统、注水系统、加热炉、焦化釜和油气回收系统，所述加热炉包括对流段和辐射段，且对流段和辐射段连通，所述对流段的入口为进料端，辐射段的出口为出料端，所述加热炉的进料端分别与进料系统和注汽系统的出口管线连通；所述加热炉的出料端与焦化釜的进口连通，所述焦化釜的釜顶与油气回收系统相连。

【技术特征摘要】
2018.10.11 CN 20181118455651.一种无掺杂全馏分乙烯焦油延迟焦化生产系统，其特征在于，包括进料系统、注水系统、加热炉、焦化釜和油气回收系统，所述加热炉包括对流段和辐射段，且对流段和辐射段连通，所述对流段的入口为进料端，辐射段的出口为出料端，所述加热炉的进料端分别与进料系统和注汽系统的出口管线连通；所述加热炉的出料端与焦化釜的进口连通，所述焦化釜的釜顶与油气回收系统相连。2.根据权利要求1所述的无掺杂全馏分乙烯焦油延迟焦化生产系统，其特征在于，所述对流段的入口至少为一个，所述对流段的入口数与辐射段的出口数对应相等。3.根据权利要求1所述的无掺杂全馏分乙烯焦油延迟焦化生产系统，其特征在于，所述进料系统包括原料泵，所述原料泵与换热器换热后，通过管道与加热炉相连。4.根据权利要求3所述的无掺杂全馏分乙烯焦油延迟焦化生产系统，其特征在于，所述进料系统还包括接力泵，所述原料泵与换热器换热后，通过管道与接力泵相连，所述接力泵与通过管道与加热炉相连。5.根据权利要求1所述的无掺杂全馏分乙烯焦油延迟焦化生产系统，其特征在于，所述油气回收系统包括常压分馏塔，所述焦化釜为立式焦化釜，所述立式焦化釜的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春满，
申请(专利权)人：天津市东盛工贸有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12