本申请涉及在分馏前将一种添加剂注入焦化容器内经传统焦化工艺产生的蒸汽内，使不需要的柴油组分发生选择性裂化或焦化。该添加剂含有催化剂、促结晶剂、过量反应物、猝灭剂、携带流或其任意组合以改变反应动力学从而优先裂化或焦化这些通常有焦化高倾向性的不需要组分。本发明专利技术实施例还提供若干方法以控制（１）焦炭晶体结构和（２）所得焦炭中的挥发性可燃材料（ＶＣＭｓ）的品质和含量。也就是说，通过改变上述催化剂、促结晶剂和／或过量反应物的品质和用量，该工艺可以影响焦炭产品的品质和产量，尤其影响焦炭的晶体结构（或形态）和焦炭内ＶＣＭｓ的特性＆含量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及热焦化工艺领域，更具体涉及对石油炼制热 焦化工艺进行改进以选择性和/或催化裂化或焦化焦化循环料和柴油工 艺流中不需要的组分。所谓"不需要的组分" 一般是指可以被裂化成价 值更高的产品或被焦化后能提高所得石油焦品质和价值的任何组分。许 多情况下，"不需要的组分"更具体的是指循环料和柴油流中的重芳^ 烃组分，这些组分会给下游加工装置和产品池混合物带来麻烦。木专利技术 的实施例一般还涉及生产各种具有用于制备和供应燃料、阳极、电极或 其它特种炭产品和市场的独特特征的石油焦。
技术介绍
热焦化法始于20世纪30年代，自此不断研发以帮助原油炼油厂对"桶底"组分进行处理。总的来说，现代热焦化技术采用高苛刻 度的热解法(或"裂化法")，使非常重的低值渣油料最大程度的转化成 沸点较低的高值烃产物。这些焦化技术处理的物料一般包括那些利用蒸 馏、催化裂化或其他加工法不能再进一步经济有效地生产出燃油级混合 物料流的炼油厂工艺物料流。通常这些材料不适合用催化剂处理，因为 煤灰和金属会引起催化剂结垢和/或催化剂失活。常用的焦化原料包括常压蒸馏渣油、真空蒸馏渣油、催化裂化渣油、加氢裂化渣油和其他炼 油装置生产的渣油。目前炼油工艺中将原油中的重油组分(或从页岩油或沥青砂 中得到的沥青)转化成轻质烃和石油焦的现代焦化方法主要有三类延 迟焦化法、流化焦化法和灵活焦化法。这些热焦化法都是本领域技术人 员很熟悉的技术。所有这三种焦化方法中，在试图将渣油更完全地转化 成轻质烃混合物(本文统称为"裂化液")的过程中石油焦被认为是一 种可以容忍的副产物。这些裂化液从戊烷类化合物到复杂烃类化合物不等，其沸点一般在350-950。F之间。所有这三种焦化方法中，裂化液和其他产物以蒸汽形式从焦化容器进入分馏器。常使用较重的裂化液(如汽油)作为原料，进一步精炼加工(如流化催化裂化装置或FCCUs) 成运输燃料混合油。由于利用度增加，成本降低，炼油厂适当增加了混合原油中的重油用量。这些重油在"桶底"组分中占较大的比例，所以对焦化设 备焦化能力的要求较高。因此，焦化设备常常成为限制炼油厂产量的一 大瓶颈。而且，这些重油常常含有较高浓度的大的芳香结构(如沥青质 和树脂)，而芳香结构中又含有较高浓度的硫、氮和重金属，如钒和镍。 所以，焦化反应(或焦化机制)几乎各不相同，往往产生更密集的球状 (与海绵相比)焦炭晶体结构(或形态)，其中石油焦和焦化柴油中含 有较高浓度的不需要的杂质。因此，多年来这三种焦化方法在各自的技 术领域不断地发展和改进。许多炼油厂一直依赖技术上的改进来弥补焦化设备的瓶颈 缺陷。一些炼油厂改进真空原油塔，使每桶原油的真空柴油(如小于1050下)产率达到最大，以此减少加到焦化工艺中的物料量(如真空减 少的原油或VRC)，从而弥补焦化设备焦化能力不足的问题。但是，这 总的来说并不是很充分的解决方式，而且焦化工艺技术上的改进常常是 更有效的。在延迟焦化法中，技术改进一直集中在减少循环时间、循环 比和/或焦化塔压力(加热器出口温度增加或不增加)方面以降低焦炭产量和提高焦化设备的焦化能力。在其它的焦化方法中也存在类似的技 术改进。另外，还经常对焦化设备用的物料进行处理，以降低从焦化 容器中除焦时因产生球状焦或"热点"或水蒸汽"喷发"引起的安全隐 患。许多情况下，采用往焦化原料中加入来自FCCU的倾析油浆、重循 环油和/或轻循环油的方法，来增加海绵焦的形态(即降低球状焦产量)。 海绵焦增加，通常足以降低因球状焦引起的安全隐患(如从焦化塔翻滚 出来，排泄管堵塞等)。此外，海绵焦增加可以提供充足的多孔结构以 使淬灭达到更好的冷却效果，从而避免除焦前因焦炭局部冷却不充分引 起的"热点"和水蒸汽"喷发"现象。但是，往焦化原料中加入这些材 料会降低焦化工艺的生产能力。令人遗憾的是，许多技术改进基本上都降低了石油焦产品的 品质。大多数技术改进和含硫重油往往将石油焦从多孔的"海绵焦"推 向"球状"焦(这两个词均是本领域的术语)，而球状焦中含有更多的 硫、氮、钒、镍和铁等不好的杂质。 一些炼油厂焦炭品质的改变可能要 求焦炭市场的巨大变化(如从阳极到燃料级)，而且焦炭价值有可能人 大降低。其他炼油厂中，技术改变和相关的原料改变降低了燃料级焦炭的品质，表现在挥发物(VM )、总热值(GHV)和哈氏可磨系数(Hardgrove Grindability Index, GHI)降低。所有这些因素导致燃料级焦炭在美国 的需求降低，所以，这些燃料级焦炭中多数被运往海外，甚至邻近产业 上的燃煤电站锅炉也一并外销。这使得焦炭价值进一步降低。更重要的是，许多焦化技术的改进还大大降低了继续在下游 催化裂化装置中加工的柴油的品质。也就是说，许多像这样的炼油厂(特 别是精炼含硫重油)中，焦化柴油内最重或沸点最高的组分(本领域中 常称为"重尾")含量大大增加。然后，这些"重尾"组分又使下游催 化裂化装置的效能降低。许多情况下，这些"重尾"组分主要是聚环芳 香烃(或PAHs)，它们具有成焦高倾向性，含有许多硫、氮和金属等不 好的残留杂质。而在下游催化裂化装置(如FCCUs)中这些不好的杂质可能会大大增加下游产物池中的杂质，消耗炼油厂氨回收/硫工场的 能力，而且会增加FCCU再生装置排放的硫氧化物和氧化亚氮。另外， 焦化柴油中这些有问题的"重尾"组分还可能使催化剂上积累更多的焦 炭、使催化剂中毒和/阻塞或占据催化剂活性位点，从而使裂化催化剂 严重失活。而且，催化剂上积聚的焦炭增多可能需要更严苛的再生处理， 使热平衡和催化剂再生无法达到最理想状态。进一步，催化剂再生处理更为严苛，常常增加FCCU催化剂的消耗量，导致催化剂补充率升高， FCCU排放的微粒增多。结果，所生产的焦化柴油并不完全相同。过去， 许多炼油厂使用的炼油厂利润最大化计算机模型(如线性规划模型)不 管品质如何均用相同的价值表示柴油。尽管产生诸多问题，并且下游催 化裂化装置的效能降低。这种方式往往使焦化设备生产的柴油产量最大 化。 一些炼油厂开始在其模型中放置矢量，以适当地减去这些降低下游 处理装置性能的柴油的价值。
技术实现思路
所以，本专利技术的一实施例可以控制进入焦化加热炉的焦化抓环料中的这些问题组分和要进入这些焦化工艺中的分馏器并混在焦化 工艺所得的柴油内的"重尾"组分的数量，同时维持焦化工艺的高效能 不变。通过这么做，本专利技术的实施例可以极大减少下游催化装置(裂化 装置、加氢处理装置和其他装置)中催化剂失活的现象发生，这是因为 本专利技术实施例使那些能使催化剂中毒或以其他方式堵塞或占据催化剂 反应位点的污染物和沉积在催化剂上的焦炭数量大大减少。本专利技术的实施例可以通过以下途径更有效地利用循环料和/或柴油"重尾"组分(1) 对它们有选择的催化裂化以增加"裂化液"的产率，和/或(2)以改善 满足阳极、电极、燃料或特种碳市场需求的石油焦品质的方式对它们有 选择地催化裂化。另外，本专利技术的实施例通过将这类裂化反应淬灭，可 以减少烃蒸汽的过度裂化(本领域通常称为"蒸汽过裂化")，使有价值的"裂化液"转化成价值稍低的气体(丁烷或更低)，它们一般用作燃 料(如炼油厂用的燃料气体)。本专利技术的一实施例有选择的将产品蒸汽中的最高沸点烃裂 化或焦本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种焦化方法，其中，将含有催化剂、促结晶剂、过量反应物、淬灭剂、携带流或其任意组合注入位于蒸汽／液固界面上方、正离开焦化容器的蒸汽内，用于高沸点化合物的选择性转化。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗杰G埃特，
申请(专利权)人：罗杰G埃特，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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