一种加热延迟焦化原料的方法技术

本公开涉及一种加热延迟焦化原料的方法，该方法包括：使延迟焦化原料作为工艺介质进入加热炉的对流和辐射管内进行加热，工艺介质中催化裂化油浆的重量含量为20～100％，工艺介质中催化剂的重量含量为0.1％～3％，工艺介质在辐射管出口处的压力为0.1～0.8Mpa，温度为460～530℃，气化率为10～60％；辐射管包括螺旋盘管，螺旋盘管的轴向与燃烧器的火焰方向平行。本公开的加热延迟焦化原料的方法采用具有大回转半径螺旋盘管的加热炉辐射管对工艺介质进行加热，能够减小催化油浆中所含催化剂颗粒对炉管及管件的磨损；配合选取的特定工艺介质参数，能够控制工艺介质在炉管中具有适宜的线速度和停留时间、控制加热炉辐射管中热裂化的程度，能够实现加热100％催化油浆，从而提高了延迟焦化的反应效率。

A method of heating delayed coking raw materials

【技术实现步骤摘要】
一种加热延迟焦化原料的方法
本公开涉及石油化工领域，具体地，涉及一种加热延迟焦化原料的方法。
技术介绍
延迟焦化是一种将高残碳的渣油转化为轻质油的热裂化工艺。所用装置可进行连续循环操作，即将重油的焦化馏出油中较重的馏分作为循环油，且在装置中停留时间较长。重质油品经管式加热炉加热到焦化反应所需要的温度，并使之迅速离开加热炉管，在焦炭塔内油品进行裂解和缩合反应，生成的油气由焦炭塔顶逸出，生成的焦炭留在塔内。在这一过程中，焦化(热裂解和缩合)反应被推迟到焦炭塔中进行，因此称为延迟焦化。现有的延迟焦化加热炉工艺介质中催化油浆的含量一般控制在20％以下或更低，其目的是控制热裂化在加热炉炉管中的程度，控制催化油浆中所含催化剂颗粒对炉管及管件的磨损。现有延迟焦化加热炉炉型为单面、双面辐射的立式炉(单面辐射图1a，双面辐射图2a、图3a和图4a)。图1a、图2a、图3a、图4a所示加热炉包括辐射段和对流段，其中辐射段是矩形炉膛1，其中图1a图4a其内部设置中间隔墙3将矩形炉膛1分成两个相对独立的燃烧小室，每个相对独立的燃烧小室内部设置一管程工艺介质辐射管2。典型的辐射管2的入口在矩形炉膛1端墙的上部，典型的辐射管2的出口在矩形炉膛1端墙的下部，图1a所示炉型，仅在辐射管2一侧配备燃烧器4，产生向上的火焰为辐射管2进行供热。图2a、图3a、图4a所示炉型在辐射管2双侧配备燃烧器4，产生向上的火焰为盘管2进行供热。如图1a和图4a所示，每个燃烧室设置两管程工艺介质；如图1a辐射管2为单面辐射布置，如图4a辐射管2为双面辐射布置。它们共同的特点是炉管在垂直水平面的同一平面内自上而下排布，连接它们的急弯弯管6的管心距h1、h2一般是管外径1.75～2倍。如图2a和图3a所示，每个燃烧室设置一管程工艺介质；它们共同的特点是：炉管在垂直水平面的同一平面内自上而下排布，连接它们的急弯弯管6的管心距h1、h2一般是管外径1.75～2倍。如图6a、图6b对流段盘管它们共同的特点是连接它们的急弯弯管13的管心距S一般是管外径1.75～2倍。上述各炉型的对于含有金属固体颗粒的全油浆介质的缺点是：急弯弯管6管心距偏小，不足以抵抗金属固相对急弯弯管6金属壁的磨损。如加大辐射段急弯弯管6的管心距，竖直排列的辐射段盘管2的高度将加大，致使沿高度方向的受热不均匀性增大，管壁温度不均匀性增大，结焦趋势增长较快；加大对流段的急弯弯管的管心距不但会加大管排高度，对于图6b的情况，不但对流段宽度加大，而且对流炉管间距加大，烟气流速下降，传热效率下降。因此，现有的加热炉及催化裂化油浆的加热方法不能加热未掺炼的100％催化裂化油浆。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种加热延迟焦化原料的方法，该方法能够加热100％催化裂化油浆。为了实现上述目的，本公开提供一种加热延迟焦化原料的方法，该方法包括：使延迟焦化原料作为工艺介质进入加热炉的辐射管内进行加热，所述工艺介质中催化裂化油浆的重量含量为20～100％，所述工艺介质中催化剂的重量含量为0.1％～3％，所述工艺介质在所述辐射管出口处的压力为0.1～0.8Mpa，温度为460～530℃，气化率为10～60％；所述辐射管包括螺旋盘管，所述螺旋盘管的轴向与所述燃烧器的火焰方向平行。可选地，所述工艺介质在所述辐射管内的流型包括分层流、波状流、液节流、长泡流、分散气泡流、环状流和雾状流中的至少一种，其中所述液节流的长度不超过所述螺旋盘管总水力长度的40％。可选地，所述工艺介质在所述辐射管内的线速度为1～60m/s。可选地，所述加热炉包括辐射室，所述辐射室内设有燃烧器和所述辐射管；所述螺旋盘管包括直管段和弯管段，在所述螺旋盘管的每个螺旋单元内，所述直管段和所述弯管段交替连接，以形成腰形轴截面。可选地，所述弯管段的弯曲半径R为300～3000mm，所述直管段的长度与所述弯曲半径的比为(1～30)：1，所述螺旋盘管的倾角β为0.1°～20°。可选地，所述螺旋盘管的管径为76～219mm。可选地，所述螺旋盘管的辐射表面热强度为23400～187200kJ/m2·h，所述螺旋盘管的任意两个所述螺旋单元的辐射表面热强度的差值不大于23760kJ/m2·h。可选地，所述加热炉为底烧炉，所述螺旋盘管的轴沿竖直方向向上延伸，所述螺旋盘管的直管段内侧设有第一燃烧器组，所述螺旋盘管的直管段外侧分别设有2个与所述第一燃烧器组对称设置的第二燃烧器组，所述第一燃烧器组和所述第二燃烧器组的燃烧器数量相同，且所述第一燃烧器组的热负荷为所述第二燃烧器组热负荷的2倍。可选地，所述加热炉包括对流室，所述对流室内设有与所述辐射管的入口连通的对流管，所述对流管包括多个沿轴向呈折线状互成角度连接的对流管节，相邻两个所述对流管节的夹角为5～75°，所述对流管的管径与所述螺旋盘管的管径之比为(0.3～1.5)：1。可选地，所述对流室内并联设有多个所述对流管，所有所述对流管的入口和出口分别通过集合管连通，相邻两个所述对流管的最小间距为50～500mm。通过上述技术方案，本公开的加热延迟焦化原料的方法采用具有螺旋盘管的加热炉辐射管对工艺介质进行加热，该辐射管具有大回转半径，能够减小催化油浆中所含催化剂颗粒对炉管及管件的磨损；同时加热炉的管排高度可控且沿管排高度方向辐射受热均匀。配合选取的特定工艺介质参数，能够控制工艺介质在炉管中具有适宜的线速度和停留时间、控制加热炉辐射管中热裂化的程度，大幅度提高工艺介质中催化油浆的含量，能够对含有100％催化裂化油浆的延迟焦化原料进行加热，该方法用于延迟焦化工艺中能够明显提高延迟焦化的反应效率。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1a是一种单面辐射焦化炉的主视图。图1b是一种单面辐射焦化炉的俯视图。图2a是一种双面辐射焦化炉的主视图。图2b是一种双面辐射焦化炉的俯视图。图3a是另一种双面辐射焦化炉的主视图。图3b是另一种双面辐射焦化炉的俯视图。图4a是第三种双面辐射焦化炉的主视图。图4b是第三种双面辐射焦化炉的俯视图。图5a是本公开的延迟焦化方法的一种具体实施方式的加热炉辐射室的主视图。图5b是本公开的延迟焦化方法的一种具体实施方式的加热炉辐射室的俯视图。图5c是本公开的延迟焦化方法的另一种具体实施方式的加热炉辐射室的俯视图。图6a是一种加热炉对流管的示意图。图6b是另一种加热炉对流管的示意图。图6c是本公开的延迟焦化方法的一种具体实施方式的加热炉对流管的示意图。图6d是本公开的延迟焦化方法的另一种具体实施方式的加热炉对流管的示意图。附图标记说明1、矩形炉膛；2、辐射管；3、中间隔墙；4、燃烧器；4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加热延迟焦化原料的方法，其特征在于，该方法包括：使延迟焦化原料作为工艺介质进入加热炉的辐射管内进行加热，所述工艺介质中催化裂化油浆的重量含量为20～100％，所述工艺介质中催化剂的重量含量为0.1％～3％，所述工艺介质在所述辐射管出口处的压力为0.1～0.8Mpa，温度为460～530℃，气化率为10～60％；/n所述辐射管包括螺旋盘管，所述螺旋盘管的轴向与所述燃烧器的火焰方向平行。/n

【技术特征摘要】
1.一种加热延迟焦化原料的方法，其特征在于，该方法包括：使延迟焦化原料作为工艺介质进入加热炉的辐射管内进行加热，所述工艺介质中催化裂化油浆的重量含量为20～100％，所述工艺介质中催化剂的重量含量为0.1％～3％，所述工艺介质在所述辐射管出口处的压力为0.1～0.8Mpa，温度为460～530℃，气化率为10～60％；
所述辐射管包括螺旋盘管，所述螺旋盘管的轴向与所述燃烧器的火焰方向平行。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述工艺介质在所述辐射管的流型包括分层流、波状流、液节流、长泡流、分散气泡流、环状流和雾状流，其中所述液节流的长度不超过所述螺旋盘管总水力长度的40％。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述工艺介质在所述辐射管内的线速度为1～60m/s。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述加热炉包括辐射室，所述辐射室内设有燃烧器和所述辐射管；所述螺旋盘管包括直管段和弯管段，在所述螺旋盘管的每个螺旋单元内，所述直管段和所述弯管段交替连接，以形成腰形轴截面。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述弯管段的弯曲半径R为300～3000mm，所述直管段的长度与所述弯曲半径的比为(1～30)：1，所述螺旋盘管的倾角β为0.1°～20...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗莹，孙毅，韩艳萍，李昊天，陈海明，冯永生，张伟乾，韩健，袁成志，
申请(专利权)人：中国石化工程建设有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11