CN102482586A - 改善焦化瓦斯油质量的有效方法 - Google Patents
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Abstract
生产质量足以用作氢化裂解器原料的重焦化瓦斯油的延迟焦化方法的有效改进。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求根据美国法典35U.S.C第119条第(e)项的规定，于2009年4月23递交的申请号为61/172,037的美国临时专利申请的优先权，其通过引用全文纳入本申请。
技术领域
本发明涉及烃类的延迟焦化。更具体地，本发明提供生产质量足以用作氢化裂解器原料的重焦化瓦斯油。
背景技术
延迟焦化的方法是一种已建立的石油精炼方法，其用于重低价值渣油(residuum)原料以获得低沸裂解产物。延迟焦化可被认为是一种高严重性热裂解方法。延迟焦化方法可被用于含有非挥发性柏油原料的渣油原料，由于它们含沥青质或金属而容易导致催化剂污染或催化剂失活，其不适合催化裂解操作。
从重、酸(高硫)原油中焦化渣油原料，主用通过将部分低价值渣油原料转化成更有价值的液体和气体产物来处理低价值渣油而实现。生成的焦炭通常被处理成为低价值副产品。
许多精炼厂在增加高的金属和硫含量重原油的使用，延迟焦化操作对于精炼厂的重要性也增加。对空气污染最小化关注的不断增加进一步促进了延迟炼焦器中渣油原料的处理，因为炼焦器生产的含硫的气体和液体中的硫为相对较易被去除的形式。
在延迟焦化方法中，新鲜的原料导入到分馏塔的下部，在焦化炉(coker furnace)内，将包括重可循环原料(术语为闪蒸区瓦斯油或自然再循环)和新鲜原料的分馏塔底部加热到焦化温度。然后，保持热原料在焦化温度和焦化压强下进入焦炭鼓，在那里原料分解或裂解形成焦炭和挥发性组分。挥发性组分作为焦炭鼓蒸汽被回收到分馏塔。通过一些方法中的一种，包括直接或间接热交换，冷凝焦炭鼓蒸汽的最重组分。通常，分馏塔中的重焦化瓦斯油通过与新鲜的原料进行热交换而冷却，并回到分馏塔，在那里它被喷射到分馏塔的闪蒸区与进入的蒸汽接触并冷凝其较重的组分。
再循环原料(术语为闪蒸区瓦斯油或自然再循环)将会被进一步裂解成具有较大用途的低沸产物，尽管这一再循环作用增加了焦炭产量(“焦炭制造”)。由于自然再循环的量的增加，重焦化瓦斯油产物的金属和沥青质含量被降低。
目前，石油精炼业的趋势在于越来越希望利用重焦化瓦斯油作为氢化裂解器的原料而不用大幅增加自然再循环率。当重焦化瓦斯油被制备用于氢化裂解器原料，必须增加自然再循环的量(其要求增加闪蒸区喷射原料的量)并降低总的焦炭产量。现有的延迟焦化技术，由于增加了最小化自然再循环的重重瓦斯油泵循环***(pump-around system)以生产所需质量的重焦化瓦斯油，其包含了增加的成本，或在闪蒸区使用棚板(shed deck)而易于导致焦化和堵塞，除非使用相对较高的自然再循环率。
因此，需要一种生产质量足以用作氢化裂解器原料的重焦化瓦斯油的有效方法。
发明概述
在本发明的一个实施方案中，延迟焦化方法包括如下步骤：(a)将焦炭鼓蒸汽引入到延迟焦化装置的分馏塔的闪蒸区，其中延迟焦化装置包括焦化炉、至少两个焦炭鼓、从焦化炉延伸到焦炭鼓的焦炭输送管、具有多个分离塔盘(tray)的分馏塔、从焦炭鼓到分馏塔的焦炭鼓蒸汽入口，其中具有多个分离塔盘的分馏塔为圆柱形容器，其中分馏塔通过侧壁、下端(bottom end)和上端(upper end)进行设定，其中分馏塔包括轻焦化瓦斯油抽风机(draw)、位于轻焦化瓦斯油抽风机下方的重焦化瓦斯油抽风机、位于重焦化瓦斯油抽风机下方的重重瓦斯油抽风机、位于重重瓦斯油抽风机下方的闪蒸区、位于闪蒸区内部的焦炭鼓蒸汽入口和位于闪蒸区内部焦炭鼓蒸汽入口上方的喷嘴；(b)通过轻焦化瓦斯油抽风机从分馏塔中去除轻焦化瓦斯油气流；(c)通过重焦化瓦斯油抽风机从分馏塔中去除重焦化瓦斯油气流；(d)向分馏塔引入至少部分重焦化瓦斯油气流，其中，至少部分重焦化瓦斯油气流被引入到重焦化瓦斯油抽风机下方、重重焦化瓦斯油上方的分馏塔；(e)送出至少部分重焦化瓦斯油气流作为产物；(f)将重焦化瓦斯油气流的剩余部分引入到至少一个热交换器中，其中从热交换器出来后重焦化瓦斯油气流的剩余部分被分成第一气流和第二气流；(g)将第一气流引入到分馏塔，其中第一气流被引入到重焦化瓦斯油抽风机上方的分馏塔；(h)将第二气流引入到分馏塔，其中第二气流被引入在重重焦化瓦斯油抽风机处的分馏塔；(i)通过重重瓦斯油抽风机从分馏塔中去除重重焦化瓦斯油气流；(j)将重重焦化瓦斯油气流引入到分馏塔的闪蒸区，其中重重焦化瓦斯油被用于喷嘴。
在本发明的另一个实施方案中，延迟焦化方法包括如下步骤：(a)将焦炭鼓蒸汽引入到延迟焦化装置的分馏塔的闪蒸区；(b)通过重焦化瓦斯油抽风机从分馏塔中去除重焦化瓦斯油气流；(c)送出至少部分重焦化瓦斯油作为产物；(d)将至少部分重焦化瓦斯油气流引入到重焦化瓦斯油抽风机上方的分馏塔；(e)将重焦化瓦斯油气流的剩余部分引入到至少一个热交换器中，其中从热交换器出来后重焦化瓦斯油气流的剩余部分被分成第一气流和第二气流；(f)将第一气流引入到分馏塔；(g)将第二气流引入到分馏塔；(h)通过重重瓦斯油抽风机从分馏塔中去除重重焦化瓦斯油气流；(i)将重重焦化瓦斯油气流引入到分馏塔的闪蒸区。
附图简述
通过参考下述说明以及所附附图能最容易地理解本发明及其另外的有益效果，其中：
图1为使用本发明优选的实施方案的延迟焦化方法示意图。
图IA为本发明的延迟焦化方法的替代实施方案的示意图。
图IB为本发明的延迟焦化方法的替代实施方案的示意图。
发明详述
下面将详细提及本发明的实施方案，根据附图举例说明的一个或多个实施例。本发明提供的每个实施例作说明之用，而非限制本发明。对本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的范围和精神下可对本发明进行各种变化和变型。例如，例举或描述的作为一个实施方案一部分的特征可用于另一个实施方案从而又产生其它的实施方案。即，本发明意在覆盖所附权利要求范围内的这种变化和变型及其等同形式。
图1所示为包含本发明特征的延迟焦化装置。延迟焦化装置包括焦化炉80、至少两个可选地以常规方式充满或倒空的焦炭鼓90、用于从焦化炉向焦炭鼓输送原料的从焦化炉延伸到焦炭鼓的焦炭输送管、从焦炭鼓顶部延伸到将焦炭鼓蒸汽分离成各种烃气流的焦化分馏***(coker fractionation system)10的焦炭鼓蒸汽管26。
如图1所示，焦化分馏***10包括具有多个分离塔盘30的分馏塔或容器14。分馏塔14为圆柱形，并通过侧壁4、上端8和下端6进行设定。多个分离塔盘30位于侧壁4内，并位于两端6和8之间。分馏塔14还包括位于分馏塔14上端8处的蒸汽出口32、位于分馏塔14上端8附近的轻焦化瓦斯油(LCGO)抽风机34、位于LCGO抽风机34下方的重焦化瓦斯油(HCGO)抽风机36、位于HCGO抽风机36下方的重重瓦斯油(HHGO)抽风机38、位于最低的分离塔盘30正下方的闪蒸区24、位于闪蒸区24内的喷嘴54和位于闪蒸区24内的焦炭蒸汽入口。需要理解的是，本发明不限于任何特殊类型的分馏塔或分馏方法，可用使用任何类型的填柱材料的填料分馏塔以及各种类型的具有任何数量的塔盘的塔盘分馏塔来实施。
通过新鲜进料管20向焦化分馏***10引入新鲜原料。通过重焦化瓦斯油抽风机36，向热交换器12引入新鲜原料气流以进行热交换，用至少部分从分馏塔14出来的重焦化瓦斯油气流来预热新鲜原料。用于延迟焦化的适合的烃原料可来自石油、页岩、煤炭、焦油和/或其它烃来源。其通常为重低级油，如重初始原油、蒸馏后的原油(reduced crude)、拔顶原油、精炼加工如热或催化裂解加工后的渣油，或这些原料的混合物。如果需要，在进行焦化加工之前，将这些原料进行氢化处理以去除硫、金属和其它杂质。然后，将预热的原料通入到闪蒸区瓦斯油抽风机56下方的分馏塔14的底部。
焦炭鼓蒸汽从焦炭鼓90流过焦炭蒸汽入口26，并被引入到喷嘴54下方的闪蒸区24。一进入闪蒸区24，则通过和喷嘴54喷出的重重瓦斯油(HHGO)接触，冷凝进入的焦炭鼓蒸汽的最重的组分。冷凝后的原料掉到闪蒸区24的底部，在那里，至少部分的闪蒸区瓦斯油(如自然再循环)通过闪蒸区瓦斯油抽风机56从分馏塔14中出来。喷嘴54喷出的任何没有在闪蒸区蒸汽化的重重焦化瓦斯油还结合至少部分闪蒸区瓦斯油到闪蒸区24底部。如图1所示，至少部分通过闪蒸区瓦斯油抽风机56从分馏塔14中出来的闪蒸区瓦斯油与预热的新鲜原料结合，并被引入到分馏塔14的底库(bottom reservoir)22。被送到底库22的至少部分预热的新鲜原料和至少部分闪蒸区瓦斯油的混合物，随后被从分馏塔14中抽出，并被引入到焦化炉80。
在一个替代实施方案中，闪蒸区瓦斯油抽风机不是必要的。
通过分馏塔14的HHGO抽风机38从位于闪蒸区24正上方的最终分离塔盘中抽出重重瓦斯油(HHGO)。然后，将HHGO泵送到闪蒸区24用于喷嘴54。如上所提及的，由入口26进入的焦炭鼓蒸汽与喷嘴54喷出的HHGO接触以冷凝进入的炼焦器蒸汽气流中较重的组分。通过和进入的蒸汽接触，大多数的HHGO被蒸汽化，焦炭鼓蒸汽的最重的组分被冷凝。
通过重焦化瓦斯油抽风机36从分馏塔14中抽出重焦化瓦斯油。通过重焦化瓦斯油泵管40将部分重焦化瓦斯油泵送到较低的分离塔盘上。部分重焦化瓦斯油作为产物被送出，重焦化瓦斯油的剩余部分被泵送经过热交换器12，以预热来自于新鲜进料管20的新鲜原料。从热交换器12出来的部分重焦化瓦斯油被转移，并被引入到闪蒸区24紧接其上的HHGO抽风机盘上，用于盘淬火冷却以阻止焦炭在HHGO抽风机盘内沉积。从热交换器12出来的剩余重焦化瓦斯油被引入到位于重焦化瓦斯油抽风机36上方的一些分离塔盘。
图1A为本发明其它的示例性实施方案。从分馏塔14的HHGO抽风机38盘中出来后，部分HHGO被送到HCGO产物。因而，以HCGO的质量为代价，同时确保HHGO盘的可靠操作，可考虑进一步减少自然再循环。
图1B提供本发明另一个示例性实施方案。一旦从分馏塔14的HHGO抽风机38盘中出来，则部分气流被引入到热交换器11中。一旦从热交换器11中出来，则部分气流被用于HHGO抽风机38盘的淬火冷却。来自于热交换器11的剩余部分气流被用作补充油(makeup oil)。
本发明以最低程度地增加自然再循环的方式产生改良的氢化裂解器原料质量的重焦化瓦斯油。通过使用要求更少设备的方案，本发明还提供了在焦化操作经济性上的改善。
本文已经描述并例举了本发明优选的实施方案。然而，本发明趋向于与所附权利要求中定义的范围相同。本领域技术人员可研究所述优选实施方案并确定其它本发明中并没有确切描述的方法来实施本发明。发明人旨在将本发明的变型和等价替换都涵盖于所附权利要求的范围内，说明书、摘要和附图不用于限定本发明的范围。
Claims (14)
1.延迟焦化方法，其包括如下步骤：
a.将焦炭鼓蒸汽引入到延迟焦化装置的分馏塔的闪蒸区，其中延迟焦化装置包括焦化炉、至少两个焦炭鼓、从焦化炉延伸到焦炭鼓的焦炭输送管、具有多个分离塔盘的分馏塔、从焦炭鼓到分馏塔的焦炭鼓蒸汽入口，其中具有多个分离塔盘的分馏塔为圆柱形容器，其中分馏塔通过侧壁、下端和上端进行设定，其中分馏塔包括轻焦化瓦斯油抽风机、位于轻焦化瓦斯油抽风机下方的重焦化瓦斯油抽风机、位于重焦化瓦斯油抽风机下方的重重瓦斯油抽风机、位于重重瓦斯油抽风机下方的闪蒸区、位于闪蒸区内部的焦炭鼓蒸汽入口和位于闪蒸区内部焦炭鼓蒸汽入口上方的喷嘴；
b.通过轻焦化瓦斯油抽风机从分馏塔中去除轻焦化瓦斯油气流；
c.通过重焦化瓦斯油抽风机从分馏塔中去除重焦化瓦斯油气流；
d.向分馏塔引入至少部分重焦化瓦斯油气流，其中，至少部分重焦化瓦斯油气流被引入到重焦化瓦斯油抽风机下方、重重焦化瓦斯油上方的分馏塔；
e.送出至少部分重焦化瓦斯油气流作为产物；
f.将重焦化瓦斯油气流的剩余部分引入到至少一个热交换器中，其中从热交换器出来后重焦化瓦斯油气流的剩余部分被分成第一气流和第二气流；
g.将第一气流引入到分馏塔，其中第一气流被引入到重焦化瓦斯油抽风机上方的分馏塔；
h.将第二气流引入到分馏塔，其中第二气流被引入在重重焦化瓦斯油抽风机处的分馏塔；
i.通过重重瓦斯油抽风机从分馏塔中去除重重焦化瓦斯油气流；以及
j.将重重焦化瓦斯油气流引入到分馏塔的闪蒸区，其中重重焦化瓦斯油被用于喷嘴。
2.根据权利要求1所述的延迟焦化方法，其中重焦化瓦斯油抽风机下方的一些分馏塔盘改善了重焦化瓦斯油抽风机和闪蒸区冷凝的油之间的分离。
3.根据权利要求1所述的延迟焦化方法，其中第二气流用于淬火冷却在重重瓦斯油抽风机去除的原料。
4.根据权利要求1所述的延迟焦化方法，其中分馏塔中的喷嘴用于冷凝进入的气流。
5.根据权利要求1所述的延迟焦化方法，其中步骤(e)的至少部分重焦化瓦斯油气流作为产物被送到汽提塔。
6.延迟焦化方法，其包括如下步骤：
a.将焦炭鼓蒸汽引入到延迟焦化装置的分馏塔的闪蒸区；
b.通过分馏塔的重焦化瓦斯油抽风机从分馏塔中去除重焦化瓦斯油气流；
c.送出至少部分重焦化瓦斯油作为产物；
d.将至少部分重焦化瓦斯油气流引入到重焦化瓦斯油抽风机上方的分馏塔；
e.将重焦化瓦斯油气流的剩余部分引入到至少一个热交换器中，其中从热交换器出来后重焦化瓦斯油气流的剩余部分被分成第一气流和第二气流；
f.将第一气流引入到分馏塔；
g.将第二气流引入到分馏塔；
h.通过重重瓦斯油抽风机从分馏塔中去除重重焦化瓦斯油气流；以及
i.将重重焦化瓦斯油气流引入到分馏塔的闪蒸区。
7.根据权利要求6所述的延迟焦化方法，其中延迟焦化装置包括焦化炉、至少两个焦炭鼓、从焦化炉延伸到焦炭鼓的焦炭输送管、具有多个分离塔盘的分馏塔和从焦炭鼓到分馏塔的焦炭鼓蒸汽入口，其中具有多个分离塔盘的分馏塔为圆柱形容器。
8.根据权利要求6所述的延迟焦化方法，其中具有多个分离塔盘的分馏塔为圆柱形容器。
9.根据权利要求6所述的延迟焦化方法，其中分馏塔通过侧壁、下端和上端进行设定，其中分馏塔包括轻焦化瓦斯油抽风机、位于轻焦化瓦斯油抽风机下方的重焦化瓦斯油抽风机、位于重焦化瓦斯油抽风机下方的重重瓦斯油抽风机、位于重重瓦斯油抽风机下方的闪蒸区、位于闪蒸区内部的焦炭鼓蒸汽入口和位于闪蒸区内部焦炭鼓蒸汽入口上方的喷嘴。
10.根据权利要求9所述的延迟焦化方法，其中至少部分重焦化瓦斯油气流被引入到重焦化瓦斯油抽风机下方、重重焦化瓦斯油上方的分馏塔。
11.根据权利要求10所述的延迟焦化方法，其中第一气流被引入到重焦化瓦斯油抽风机上方的分馏塔。
12.根据权利要求10所述的延迟焦化方法，其中第二气流被引入在重重焦化瓦斯油抽风机处的分馏塔。
13.根据权利要求10所述的延迟焦化方法，其中重重焦化瓦斯油被用于喷嘴。
14.根据权利要求6所述的延迟焦化方法，其中步骤(e)的至少部分重焦化瓦斯油气流作为产物被送到汽提塔。
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