延迟焦化工艺制造技术

可以控制由延迟焦化如下进料生产的石油焦炭的形态以生产较不致密的焦炭，所述进料是由超重质原油源生产的，所述超重质原油源例如是得自委内瑞拉奥里诺科重油带(Venezuela?Orinoco?Heavy?Oil?Belt)的那些，所述较不致密的焦炭在焦炭坑中或者在随后的处理中较不可能燃烧。当将碱金属或碱土金属碳酸盐的水溶液添加到通常产生致密焦炭产物的这种类型的进料中时，对于生产具有较低密度和较高孔隙率的可熄焦的焦炭产物是有效的，所述焦炭产物通常为紧密的、粒状形式，这允许其易于从塔中排焦。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及延迟焦化工艺，并且更具体地涉及用于制造如下焦炭的延迟焦化工艺，所述焦炭在焦炭坑(coke pit)中或者在随后的运输和处理过程中不倾向于燃烧。
技术介绍
延迟焦化是在精炼厂中用于将重质油转化成有用的较轻质产物的若干种类型工艺中的一种。在延迟焦化装置中，在连续操作工艺炉中将所述重质油进料加热以实现有限程度的热裂化，在此之后，使其进入大的、垂直方向的圆柱形容器或焦化塔，在该容器或焦化塔中发生焦化反应。术语“延迟”焦化装置指如下事实，即焦化反应不发生在炉中，而是被延迟直到所述油进入所述焦炭塔。在所述焦炭塔中，大的油分子被进一步热裂化以形成另外的较轻质的产物和填充所述容器的残留焦炭。所述较轻质的烃作为蒸气从所述塔流出，并且被进一步加工成燃料产品。所述焦炭逐渐积聚在所述塔中直到它几乎被焦炭充满。 当所述塔几乎被充满时，将来自所述炉的热油导入未用过的焦炭塔，同时将所述充满的焦炭塔除焦。所述除焦周期包括将所述塔冷却和减压，将其用水蒸汽吹洗以除去残余的烃蒸气，打开在所述塔上的塔顶和塔底的盖(罩)，和然后使用高压喷水枪或机械切割工具将所述焦炭从所述塔中移除。所述焦炭从所述塔的底部掉出到坑(pit)中，其中水被排干并且传送装置将所述焦炭送至仓库或铁路车处。然后关闭所述塔并使其准备好进行另一焦化周期。延迟焦化装置的原料通常是在原油分馏装置中分离的原油的最重质(最高沸点) 馏分，所述原油分馏装置通常包括常压蒸馏塔和减压塔。形成的焦炭的性质高度取决于进料到所述焦化装置的原料的特性以及取决于在所述焦化装置中使用的操作条件。尽管所形成的焦炭通常被认为是低价值的副产物，但取决于其等级，其可以具有一些作为燃料(燃料级焦炭)、用于铝生产的电极(阳极级焦炭)的价值。通常，所述延迟焦化装置被认为产生具有不同价值、外观和性质的三种类型的焦炭。针状焦炭、海绵状焦炭和球状焦炭是最普通的。针状焦炭是三个品种中质量最高的，其价格较高；当进一步热处理时，针状焦炭具有高导电性(和低热膨胀系数)，并且用于制造在电弧钢生产中的电极。它的硫和金属含量低， 并且通常由一些包括较多芳族原料的较高质量焦化装置原料生产，例如来自催化裂化器的油浆和澄清油以及热裂化焦油。通常其不通过将渣油类型的进料焦化来形成。海绵状焦炭， 一种较低质量的焦炭，在精炼厂中最经常由如下原料形成具有大量浙青质、杂原子和金属的较低质量精炼厂焦化装置原料。如果硫和金属含量足够低，海绵状焦炭可用于制造用于铝工业的阳极。如果硫和金属含量对于该目的而言过高，则所述焦炭可用作燃料。名称“海绵状焦炭”来自于其多孔的海绵状外观。使用减压渣油原料，常规的延迟焦化工艺通常将产生海绵状焦炭，其被制造为结块的料块，所述料块需要深入的除去工艺，包括钻孔和喷水技术。球状焦炭被认为是最低质量的焦炭。术语“球状焦炭”来自于其球形或卵形的球状形状，通常直径在约1至约IOmm范围内。与其它类型的焦炭类似，球状焦炭有结块成更大的料块的倾向，尤其在与海绵状焦炭混合的情况下，有时所述料块直径大于一英尺。这可能导致精炼厂设备和加工问题。球状焦炭通常由最低质量的高树脂-浙青质进料生产，并且是良好的高硫燃料源，其特别用于水泥窑和钢制造中。还存在另一种焦炭，其被称为“过渡焦炭”，并且其指形态在海绵状焦炭和球状焦炭的形态之间的焦炭。例如，焦炭具有大部分海绵状物理外观，但有证据表明小的球状球体开始形成为分离的形状。术语“过渡焦炭” 还可以指球状焦炭与海绵状焦炭结合在一起的混合物。有时遇到的另一种类型的焦炭通常被称为“致密焦炭”，因为其具有高的密度。其由如下事实导致使用非常低比重(重质)的进料，例如来自焦油砂的那些，和重油原油，例如来自委内瑞拉奥里诺科重油带(Orinoco Heavy Oil Belt in Venezuela)的那些。这些致密焦炭难以加工它们的重量对所述焦化装置塔施加了另外的压力，难以将其从所述塔中切焦，并且其不易于形成可容易操作的颗粒——通常它们形成大的、重的、石砾状团块。 一个特别的问题是它们的密度使得它们不顺应于以球状焦炭或者甚至海绵状焦炭的方式熄焦。球状焦炭的表面积使得所述焦炭可以在所述周期的熄焦阶段过程中吸收水，因此其相对均勻地冷却下来；相反地，所述球状焦炭颗粒的小尺寸使得原则上至少可以在可接受的短时间内将该产品熄焦。然而，如果所述工艺已经导致如下组合，即在所述塔中的焦炭形态与存在的多于一种类型焦炭产物的组合，则所述熄焦可能是非均勻的并且可能在开始钻孔或者通过所述塔底盖排放所述焦炭时发生喷发和排放。由所述非常重质的油生产的致密焦炭在这一方面是特别麻烦的，因为它们非常重质的、致密的非多孔的性质倾向于阻止熄焦水充分地穿透所述焦炭料块，使得由缓慢熄焦导致的问题倾向于更频繁出现，特别是当越来越多的重质原油被精炼以满足对燃料产品的要求时。未熄焦的焦炭是特别危险的，因为它可能导致焦炭坑的自燃火灾，并且当装载到驳船上时，导致焦炭驳船的火灾。该问题由如下事实加剧，来自所述致密焦炭的重质油进料比许多其它进料产生更大比例的焦炭，因此加重了所述问题的程度和严重性。由于可熄焦的焦炭比致密的、低多孔性的焦炭形态将会更均勻地冷却，因此希望拥有从所述重质油生产如下焦炭产物的能力，所述焦炭产物可以在延迟焦化装置塔中被冷却和熄焦，从而避免热塔(hot drum)和焦炭火灾或使其最小化。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人已经发现某些碱性添加剂可用于控制由重质油进料生产的石油焦炭的形态，所述重质油进料产自超重质原油源。根据本专利技术，使通常会产生致密焦炭产物的重质油进料在碱金属或碱土金属碳酸盐的水溶液的存在下进行延迟焦化。由这种在所述工艺中使用碱性添加剂得到的焦炭产品在如下方面是显著的其相对于在不存在所述添加剂的情况下会获得的致密焦炭产物具有更低的密度和更高的孔隙率；另外，其更脆并且通常为紧密的粒状形式，这使得其可以从所述塔中无困难地排焦。较低密度的焦炭更顺应于在所述塔中均勻熄焦，并且因此可以在如下情况下被切焦和排焦，即在所述焦炭坑中，或者当随后处理和运输所述焦炭时，喷发的危险降低和发生火灾的危险降低。附图说明在所述附图中图1是由在延迟焦化装置中处理得自合成原油的减压渣油而生产的致密焦炭的光学图像，其中所述合成原油来自摩里察尔(Morichal)砂岩油藏。图2是在没有添加剂的情况下，由得自合成原油的减压渣油生产的致密的非多孔焦炭的光学显微照片，其中所述合成原油来自摩里察尔砂岩油藏。图3是在没有添加剂的情况下，由得自合成原油的减压渣油生产的致密的非多孔焦炭在正交偏振光下的光学显微照片，其中所述合成原油来自摩里察尔砂岩油藏。图4是使用碱性添加剂，由在延迟焦化装置中处理得自合成原油的减压渣油生产的焦炭的光学图像，其中所述合成原油来自摩里察尔砂岩油藏。图5是在用碳酸钾盐作为添加剂进行处理之后，由得自合成原油的减压渣油生产的焦炭的光学图像，其中所述合成原油来自摩里察尔砂岩油藏。图6是通过SEM X-射线数据表明在图5的焦炭中钾均勻分布的显微照片。专利技术详述本专利技术的目的在于处理在延迟焦化重质油进料中遇到的问题，所述重质油进料是由超重质原油源生产的。该类型的原油源正在越来越多地用在燃料制造中，因为更轻质的、 更易于加工的原油的来源正在变得更短缺、更昂贵或者被本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：弗里茨·A·贝尔纳茨，克雷格·Y·萨伯特，克里斯多佛·P·艾皮希，迈克尔·希什金，埃里克·W·弗莱伊特，
申请(专利权)人：埃克森美孚研究工程公司，
类型：发明
国别省市：