[发明专利]一种延迟焦化工艺中掺炼催化油浆的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工行业中延迟焦化工艺领域，具体地，涉及一种延迟焦化工艺中掺炼催化油浆的装置及方法。

背景技术

随着世界原油越来越趋向重质化及市场对轻质燃料油需求量的增加，减压渣油的平衡利用与加工是世界炼油企业普遍关注的重大课题。加氢、脱碳是渣油轻质化两种不同的途径，延迟焦化作为脱碳最彻底的热裂化工艺，由于具有轻油收率高、投资费用低的特点，一直是世界重油轻质化的主要途径。

目前国内外的延迟焦化工艺主要由加热部分、生焦部分、分馏部分组成。其主要设备有原料缓冲罐、焦化加热炉、焦炭塔、分馏塔，另外还有泵、换热器、空冷器、水冷器、分液罐和压缩机等。延迟焦化工艺属于渣油热转化反应，其反应通常分三个步骤进行：

(1)原料油进入加热炉在很短时间内被加热至450～510℃，少部分原料油气化发生轻度的缓和裂化；

(2)从加热炉出来的已经部分裂化的原料油进入焦炭塔，根据焦炭塔内的工艺条件，塔内物流为气一液相混合物，油气在塔内继续发生裂化；

(3)焦炭塔内的液相重质烃，在塔内的温度、时间条件下持续发生裂化、缩合反应直至生成烃类蒸气和焦炭为止。

由于催化裂化装置加工量的扩大，催化油浆的产量不断增加，催化油浆内含有催化剂粉末给催化油浆的利用和销售带来困难，部分炼厂采用与渣油进行掺炼的办法进入焦化装置，目前的办法是催化油浆和渣油一起进入原料缓冲罐再进入加热炉，掺炼催化油浆的常规延迟焦化工艺流程见图1。

掺炼催化油浆的常规延迟焦化工艺流程为：渣油进料和油浆进料混合后进入原料缓冲罐，混合后由原料泵抽出经换热器进入分馏塔，产生的焦化油由加热炉进料泵抽出送至焦化加热炉，加热到490-500℃，通过四通阀切换到焦炭塔中的一个进行裂化和缩合反应，产生的高温油气进入分馏塔，在分馏塔中分馏出重蜡油、蜡油、柴油、石脑油和气体。重蜡油、蜡油和柴油分别经过换热器和原料换热后再经过空冷器冷却后送出装置，分馏塔顶油气经过空冷器和水冷器冷凝冷却后进入气液分离罐，分离出气体和石脑油，气体经过压缩机送至下游加工单元。待该焦炭塔中的一个焦炭料位达到一定的高度后，通过四通阀把进料切换到另一个焦炭塔中进行裂化和缩合反应，产生的高温油气切换进入分馏塔进行产品分离。装满高温焦炭的焦炭塔冷却到100℃左右后，通过高压水切除出塔。

综上所述，现有掺炼催化油浆的延迟焦化工艺存在如下问题：

其一，由于渣油残炭高、沥青质含量高，高温条件下容易结焦，影响炉管内传热和加热炉的运行周期，催化油浆和渣油一同加热的温度受渣油结焦温度的限制；另外催化油浆中的催化剂粉末对渣油的结焦有促进作用，在催化油浆和渣油一同加热时炉出口温度反而控制的比单独渣油加热的温度低，而降低加热炉出口温度，会减少焦化裂化的给热量，导致焦化装置的液体收率降低；

其二，由于催化油浆是高温催化反应后的副产物，在焦化加热炉的500℃温度下只进行轻微的裂解，大量的高芳烃在炉内低温（相对于催化油浆来说）、短时间内不能通过热裂化释放出来，最后只能部分沉积在焦炭中，部分随焦化蜡油又进入了催化裂化装置，不但掩盖了催化油浆使渣油部分改质的优点，而且使焦化能耗增加和不能收益最大化，焦炭中的挥发分基本上在10%以上，长久以来严重影响延迟焦化装置的总体效益；

其三，炼油厂家为快速解决油浆出路问题，使用催化油浆混进渣油加热炉进料，由于催化油浆中含有大量的高硬度催化剂颗粒，使得掺炼的比例必须有所节制，否则现有加热炉炉管、换热器、原料油泵、加热炉进料泵等难以承受催化剂颗粒的快速磨损，影响渣油延迟焦化装置的长周期运转，造成处理量降低，单耗增加，维修周期长等系列问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的上述问题，提供一种单独控制、防止炉管结焦、提高焦炭塔液体收率，降低焦炭收率的延迟焦化工艺中掺炼催化油浆的装置及方法。

为实现上述的发明目的，本发明的技术方案如下：

一种延迟焦化工艺中掺炼催化油浆的装置，包括单独设立的油浆罐、油浆泵、油浆加热炉，三者依次相连，油浆加热炉出口与延迟焦化装置渣油加热炉出口相连。

本发明还提供一种利用上述装置在延迟焦化工艺中掺炼催化油浆的方法，包括如下步骤：

（1）高温催化油浆直接由催化裂化装置送至油浆罐，由油浆泵抽送至油浆加热炉进行加热至505-550℃；

（2）油浆加热炉加热后的高温焦化油与延迟焦化装置渣油加热炉出口的高温焦化油混合，通过四通阀进入焦炭塔进行后续反应；