[发明专利]一种可优化产品质量和液体收率的延迟焦化设备及方法

说明书

技术领域

本发明属于重质油热加工技术领域，具体涉及一种可优化产品质量和液体收率的延迟焦化设备及方法。

背景技术

延迟焦化工艺是一种重质油热加工工艺，将重质油通过加热炉快速加热至反应温度后，迅速转移至焦炭塔，在焦炭塔内进行“延迟”的热裂化和缩合反应，将重质油转化为干气、液化石油气、焦化石脑油、焦化柴油、焦化蜡油、焦炭等。延迟焦化装置的产品质量和液体收率是衡量这套装置的直接经济效益指标，产品质量和液体收率是一个复杂的关系，一般产品质量比较好时，液体收率比较低，液体收率比较高时，产品质量较差。循环比作为一个重要的工艺参数，对产品质量和液体收率影响较大。蜡油产品质量的指标主要是干点、残炭含量硫氮含量和重金属含量等，干点主要取决于蜡油和重蜡油切割的温度，残炭含量、硫氮含量和重金属含量主要取决于胶质和沥青质含量。循环比为加热炉总进料量与装置原料量之比。

常规的延迟焦化装置主要有两种流程，一种是原料油经过换热后，通过分馏塔的上下进料口进入分馏塔底部，与反应油气换热后，通过加热炉加热后进焦炭塔反应；另一种是原料油经过换热后不进分馏塔，直接进入进料缓冲罐与循环油混合后进加热炉加热，然后进入焦炭塔反应。

第一种流程中原料油通过上下进料口进入分馏塔底部，循环比主要由分馏塔上进料量来调节，上进料与反应油气在进料段挡板上换热，将反应油气中的重组分冷凝落入塔底形成循环油，经加热炉返回焦炭塔再反应。但是该流程循环比低于1.2运行时，上进料量明显减少，反应油气在进料段的取热量降低，造成重蜡油集油箱抽出温度过高(大于390℃)，而且重蜡油集油箱液体停留时间较长，液位控制较高，分馏塔重蜡油集油箱极易结焦。因此这种流程循环比在低于1.2的工况下运行，装置难以实现长周期操作。第一种流程中洗涤段存在三个问题：第一，换热挡板无分离和洗涤效果，只是一个原料油和反应油气换热的载体，并不是真正的洗涤段，处于过冷状态的洗涤油与反应油气在挡板上达不到气液平衡，导致反应油气中一部分蜡油组分被原料油携带落入塔底形成循环油，造成轻组分蜡油经加热炉进焦炭塔再次反应，即降低了产品的液体收率，又增加了能耗；第二，换热挡板结构简单，无防止携带功能，由于反应油气的气速较大，一部分洗涤段的重组分被反应油气携带进入蜡油段，导致蜡油产品中硫氮、胶质、沥青质、重金属等含量较高，使蜡油产品质量较差；第三，采用密度大、残炭和重金属含量高的原料油作为“脏”洗涤油，洗涤效果很差，经过洗涤后的反应油气仍携带大量焦粉和重组分，无法保证蜡油产品的质量，并且焦粉含量高。因此这种流程的洗涤段不能满足反应油气的洗涤要求。

第二种流程中，焦化原料油直接进缓冲罐而不再进分馏塔，分馏塔设有塔底循环取热回流，冷却后的循环油返回到换热段挡板与反应油气换热，控制反应油气冷凝量来调节循环比。循环油进入缓冲罐和原料油混合进入加热炉，经加热后进入焦炭塔反应。该工艺虽然可以通过改变循环油和原料油的混合比例来灵调节循环比，但是分馏塔洗涤段依然采用换热挡板，同样无分离和洗涤效果，无防止携带功能，不能将油气中携带的焦粉和重组分大部分除去，降低了蜡油产品质量，降低了产品的液体收率。该流程中采用密度大、残炭和重金属含量高的塔底循环油作为洗涤油，除了一小部分塔底循环油经加热炉进焦炭塔再次反应外，大部分在塔底作循环回流，这样就等于采用另一种“脏”洗涤油来洗涤反应油气，而且处于过冷状态的循环油作为洗涤油，与反应油气在挡板上无法达到气液平衡，导致反应油气中一部分蜡油组分被原料油携带落入塔底，经加热炉进焦炭塔再次发生反应，既降低了产品的液体收率，又增加了能耗。该工艺流程中装置循环比在低于1.15时，塔底循环油取热量要明显降低，同时作为洗涤油的循环油量要相应减少或者返回温度大大降低，导致洗涤段的效果更差，使反应油气携带更多的焦粉和重组分进入蜡油段，所得的蜡油产品质量很差，焦粉携带严重。因此，这种工艺流程如果循环比在低于1.15的工况下运行，蜡油产品质量差，焦粉携带严重。该工艺流程还增加了进料缓冲罐、塔底循环油回流泵和塔底循环油换热器等，使工艺变复杂，增加了操作难度。