[发明专利]一种由高金属含量原料油制备石油焦的装置及方法

说明书

本发明提供了一种由高金属含量原料油制备石油焦的装置及方法，所述装置包括一级焦化单元、二级焦化单元和分馏单元，所述一级焦化单元的顶部出口与二级焦化单元的入口相连，二级焦化单元的顶部出口与分馏单元的入口相连，分馏单元的底部出口与二级焦化单元的入口相连；每级焦化单元均包括预热装置和焦炭塔，预热装置的出口与焦炭塔的入口相连。本发明以高金属含量原料油为原料，通过两级焦化单元的设置，根据原料油中金属组分的存在形式，利用其化学特性进行分解脱除，制备得到满足技术要求的优质石油焦；所述装置结构简单，设备成本低，所述方法操作简便，对原料的适应性好，扩展了生产企业的操作弹性，提升了经济效益，适合大规模应用。

技术领域

本发明属于石油炼焦技术领域，涉及一种由高金属含量原料油制备石油焦的装置及方法。

背景技术

石油作为一种重要的化石能源，以其为原料制备的各种产品在多个领域中广泛使用，石油焦作为一种石油产品，包括普通石油焦，针状石油焦等，是炼钢用普通功率石墨电极或电解铝用预焙阳极的主要原料，然而目前可生产石油焦的企业不多，导致其成本较高，限制了其在炼钢和电解铝行业的应用。

目前，影响石油焦质量的主要因素是延迟焦化装置的原料中金属含量较高，导致采用该工艺生产的石油焦中的金属含量不能满足优质石油焦的技术要求，因而需要对石油焦的生产工艺进行改进。CN 102634361A公开了一种针状石油焦的制备方法，将石油系石蜡基或环烷基重质原料放入试管后置于管式反应釜中，惰性气体充压密封，反应釜预热后再加热至炭化温度430～480℃，每隔一段时间放气至初始压力，并测定放气气体的体积，当气体体积小于10～20ml/10min后再在该温度下炭化12～18h，得到焦块完整的针状焦；但该方法所用原料并未涉及到对金属组分的处理，而通常所用的原料油金属含量较高，极大的影响所得石油焦的质量，且该方法步骤众多，操作条件需要精细控制，并不适于大规模生产应用。

CN 1315490A公开了一种从常压渣油生产针状石油焦的方法，将常压渣油和焦化过程产生的循环油进行缓和热处理，生成的轻馏分与焦化油气去分离，剩余重馏分加热后进入焦炭塔，生成的焦炭留在焦炭塔内，焦化油气进分馏塔分离。CN 1325938A公开了一种从含硫常压渣油生产针状石油焦的方法，该方法为含硫常压渣油依次经过加氢精制、加氢脱金属、加氢脱硫后分离加氢生成油得到加氢重馏分油进入延迟焦化装置，然后在焦炭塔内生成针焦。上述专利中，前者同样未提及对原料油中是否含有金属及如何处理，后者中的预处理加氢操作，既增加了设备和操作成本，又使得轻馏分较为活泼，增加了后续加工的难度。

对于金属含量较高的原料油的处理，目前主要有两种工艺，一是电脱盐操作，但基于金属在油料中的存在形式，金属脱除效果差，且会给生产装置带来腐蚀等次生问题；二是在延迟焦化工艺前增加渣油加氢工艺，以脱除原料中的金属杂质，但会造成加工成本急剧增加及后续处理难度的增加，因此，对于高金属含量的原料油的处理，还需寻求新的方法降低去除金属组分的难度，以得到优质石油焦。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种由高金属含量原料油制备石油焦的装置及方法，所述装置通过两级焦化单元的设置，利用金属组分的特性先将原料油中的金属组分脱除，进而制备得到高品质的石油焦产品；所述装置结构简单，操作方法简便，设备及操作成本低，适合大规模应用。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种由高金属含量原料油制备石油焦的装置，所述装置包括一级焦化单元、二级焦化单元和分馏单元，所述一级焦化单元的顶部出口与二级焦化单元的入口相连，所述二级焦化单元的顶部出口与分馏单元的入口相连，所述分馏单元的底部出口与二级焦化单元的入口相连；每级焦化单元均包括预热装置和焦炭塔，所述预热装置的出口与焦炭塔的入口相连。