[发明专利]延迟焦化柔管除焦方法及其设备

说明书

本发明是关于渣油延迟焦化工艺的除焦方法及其设备的改进。

众所周知，延迟焦化工艺是将渣油以高速流过加热炉炉管，加热到焦化反应所需温度后再送入焦炭塔，其中渣油靠其自身带入的热量进行裂化、缩合等一系列反应。焦化反应生成的油气送入分馏塔进行分馏，而生成的焦炭在塔内达到一定高度后进行除焦（参见Hydrocarbon    Processing，Vol.50，No.7，1971，p87）。

此外，我们知道，延迟焦化工艺最早采用的除焦方法是用钢丝绳进行除焦，即在油气进料前，在空塔内用钢丝绳从顶到底盘绕成圈，当焦炭在塔内达到一定高度后，打开塔盖，再用卷扬机牵引钢丝绳进行除焦。这种方法的缺点是除焦时间长，不安全，劳动强度大，操作繁杂。

为了克服上述钢丝绳除焦方法的这些缺点，三十年代美国发明了有井架水力除焦技术，该技术至今仍广泛应用于渣油延迟焦化工艺中的除焦过程。

水力除焦技术是用高速度，高冲击力的水射流把焦炭从塔内清除的过程，除焦操作中主要包括钻孔和切焦两道工序。有井架水力除焦技术的一般流程是：用高压水泵将高压水经高压胶管送到水龙头，再进入空心钻杆和除焦器，待钻孔器钻通孔后再由除焦器喷出高压水射流进行除焦（参见Petroleum    Processing，Vol.5，No.2，1950）。

水力除焦技术所用设备包括除焦器，钻杆，井架，卷扬机等主要设备。此外，还有天车，大钩等附属设备。其中钻具由安装在焦炭塔顶平台上高约40米的井架支承，钻杆和除焦器的旋转由风动马达带动，井架的作用是使卷扬机通过钢丝绳提升或下降钻具而进行钻孔和除焦（参见Petroleum    Processing，Vol.5，No.2，1950）。

水力除焦技术与最早采用的钢丝绳除焦技术相比，具有安全，环境清洁，除焦效率高等优点。但不容忽视的是，由于每个焦炭塔均需设置一座钢结构井架及一套除焦设备，因此具有设备多，结构复杂，钢材耗量大，投资费用高等缺点。又由于井架高约40米，需高空作业，所以给操作和维护带来一定的困难。

目前，延迟焦化工艺的发展趋势是焦炭塔的直径不断增大，优质焦的硬度不断提高，除焦水的压力和流速需要相应提高。因此，许多国家对除焦方法和所用的设备，在不断进行改进。其中包括美国专利US3，412，012以及US3，836，434等。

美国专利US3，412，012公开的除焦技术中，仍然需要设置高空作业井架。此外，虽然不需要钻孔，但在焦炭生成期间要一直使钻杆旋转，待塔内焦炭沉积到一定高度后再由除焦器喷出高压水射流进行除焦，从而增加了能耗，这不能不说是该法的一大缺点。

按照美国专利US3，836，434所述，先垂直向下钻通中心孔之后，再从上到下向焦炭喷射高压水射流并不断扩大该中心孔径而逐层“剥皮”进行除焦。所提出除焦设备基本上由执行机构，控制器及控制阀组成。很显然，该除焦设备比较复杂，操作中仍不能达到自动切换，调节次数多，加长了除焦时间。而且，仍然是有井架水力除焦。

无论是早期的水力除焦技术，还是随后不断改进的水力除焦技术如上述美国专利US3，412，012和US3，836，434均采用了刚性钻杆，其工艺和设备方面存在许多缺点，归纳起来，主要包括：

第一，由于设备井架，所以设备多，投资大;

第二，钻孔和切焦不能自动切换，操作复杂，致使除焦效率仍然受到限制。

本发明即以此为依据，提出以无井架自动切换的新型除焦方法来克服有井架水力除焦方法的缺点。

因此，本发明的一个目的是克服有井架除焦方法的一些缺点，提出以柔管代替钻杆，由绞车转动伸卷柔管来完成除焦器的升降，从而取消井架及其附属设备。

本发明的另一个目的是对现有技术中包括除焦器等设备进行改进以进一步提高除焦效率。

本发明提出的渣油延迟焦化工艺的除焦方法，其中包括在焦炭塔内使用高压水射流从上往下通过焦层先钻通孔，再进行切焦的过程，其特征在于，除焦时，启动高压水泵[1]将12.0～25.0兆帕高压水经管线输入到设置于焦炭塔顶平台上的柔管绞车[3]的传动空心轴[15]，再经可缠绕于绞车滚筒[14]上的除焦柔管[6]，进入悬挂于除焦柔管下端的涡轮机减速器[7]，带动与其联结的联合钻孔切焦器[8]（下称除焦器）旋转，并通过除焦器的压力控制阀[36]，在焦炭塔内完成钻孔和切焦的工序，除焦器的提升和下降通过滚筒回转伸卷除焦柔管[6]来完成。