[发明专利]焦炭鼓添加剂注入

说明书

相关申请的交互参考

本申请依据35 U.S.C.§119(e)，要求2012年9月21日提交的序号为61/704,020的美国临时申请的优先权，所述临时申请在本文中以其全部内容通过引用并入。

发明领域

本文中公开的实施方式总体涉及石油焦化工艺和设备的领域。更具体地说，本文中公开的实施方式涉及焦炭的生产以及将添加剂注入焦炭鼓以提高焦化工艺的方法和设备。

发明背景

自从20世纪30年代中期以来，延迟焦化工艺已经有了许多改进。基本上，延迟焦化是半连续工艺，其中，重质原料被加热到高温(900°F和1000°F之间)并转移到大型焦化鼓。在所述焦化鼓中提供足够的停留时间，以允许热裂化和焦化反应进行到完成。重质渣油进料在所述鼓中热裂化，以产生较轻质的烃和固态石油焦。

所述焦化工艺产生的产物混合物可以受裂化温度、包括加热器出口条件和焦炭鼓条件的影响。这种技术最初的专利之一(美国专利No.1,831,719)公开了“来自汽相裂化操作的热蒸气混合物在它的温度下降到低于950°F、或最好在1050°F之前被有效地引入焦化容器，并且通常它在最高可能温度下被有效地引入所述焦化容器”。焦炭鼓中的“最高可能温度”有利于所述重质渣油的裂化，但是限制在于在加热器和下游进料管线中引发焦化以及烃蒸气过度裂化为气体(丁烷和更轻质烃)。当其他操作变量保持不变时，“最高可能温度”通常将石油焦副产物中剩余的挥发性材料最小化。在延迟焦化中，石油焦中挥发性材料的下限通常由焦炭硬度决定。也就是说，挥发性材料<8wt％的石油焦通常过硬使得除焦周期中的钻削时间延长得不合理。各种石油焦应用具有要求石油焦副产物的挥发物含量<12％的规格。因此，石油焦副产物中的挥发性材料通常具有8-12wt％的目标范围。

发明内容

焦化工艺可以通过向焦化鼓添加各种添加剂来提高。例如，在一些实施方式中，添加剂可以用于影响焦炭的性质(硬度、挥发物含量、燃烧性质、焦炭结构等)。在其他实施方式中，例如，添加剂可以用于提高焦炭收率、裂化烃产物的收率，或二者兼可。

在一个方面，本文中公开的实施方式涉及生产焦炭的方法。所述方法可以包括：将焦化原料加热到焦化温度以产生加热的焦化原料；将所述加热的焦化原料进给到焦化鼓；向所述焦化鼓进给焦化添加剂，例如至少一种加氢转化或加氢裂化催化剂；并让所述加热的焦化原料在所述焦化鼓中进行热裂化以裂化所述焦化原料的一部分，从而产生裂化的蒸气产物并产生焦炭产物。

在另一个方面，本文中公开的实施方式涉及生产焦炭的系统。所述系统可以包括：加热器，用于将焦化原料加热到焦化温度以产生加热的焦化原料；焦化鼓，用于热裂化所述加热的焦化原料以产生裂化的蒸气产物和焦炭产物；和焦化添加剂进料口，用于向所述焦化鼓直接或间接引入包含至少一种加氢转化或加氢裂化催化剂的焦化添加剂。

其他方面和优点从以下的描述和所附的权利要求中将是清楚明了的。

附图说明

图1-3是根据本文中公开实施方式的焦化工艺和设备的简图。

具体实施方式

在一个方面，本文中公开的实施方式总体上涉及石油焦化工艺和设备的领域。更具体地说，本文中公开的实施方式涉及焦炭的生产以及将焦化添加剂注入焦炭鼓以提高焦化工艺的方法和设备。所述焦化工艺可以通过向焦化鼓添加各种添加剂来改进。例如，在一些实施方式中，添加剂可以用于影响焦炭的性质(硬度、挥发物含量、燃烧性质、焦炭结构等)。在其他实施方式中，例如，添加剂可以用于提高焦炭收率、裂化烃产物的收率或二者兼可。裂化烃产物的收率可以通过例如向焦炭鼓添加流化催化裂化催化剂而增加。

现在参考图1，其示出了根据本文中公开的实施方式的焦化工艺。焦化原料10被引入到焦化分馏塔12的底部，在其中它与从焦炭鼓塔顶蒸气流14冷凝的烃合并。所生成的混合物16随后经过泵抽通过焦化加热器18，在加热器18中它被加热到目标焦化温度，例如750°F和1250°F之间，引起所述焦化原料的局部汽化和轻度裂化。所述加热的焦化原料20的温度可以通过利用温度传感器24来测量和控制，所述温度传感器向控制阀26发送信号来调节在加热器18中燃烧的燃料28的量。如果需要，水蒸气或冷凝水/锅炉给水30可以注入所述加热器以减少管32中的焦炭形成。