專利名稱：一種降低焦炭塔泡沫層的延遲焦化工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種在不存在氫的情況下烴油的非催化熱裂化工藝方法，更具體地說，是一種降低焦炭塔泡沫層的延遲焦化工藝方法。
延遲焦化是一種將渣油深度裂化轉(zhuǎn)化為焦化干氣、焦化汽油、焦化柴油、焦化蠟油和焦炭的熱加工工藝。渣油被加熱至500℃后，進(jìn)入焦炭塔進(jìn)行焦化反應(yīng)，生成的裂化產(chǎn)物為焦化干氣和焦化餾份油，這些裂化產(chǎn)物從焦炭塔頂部逸出進(jìn)入分餾塔；生成的縮合產(chǎn)物為焦炭，這種縮合產(chǎn)物留在焦炭塔內(nèi)。延遲焦化工藝采用半連續(xù)式切換操作方式，一個加熱爐對應(yīng)兩個焦炭塔，當(dāng)一個焦炭塔在用時即處于進(jìn)料和反應(yīng)狀態(tài)，另一個焦炭塔進(jìn)行預(yù)熱備用，當(dāng)在用的焦炭塔料面與焦炭塔頂?shù)木嚯x不足塔高的15～20％時，切換到備用的焦炭塔，此時備用的焦炭塔變?yōu)樵谟玫慕固克鴮Τ錆M焦炭的焦炭塔進(jìn)行清焦，之后再預(yù)熱備用。
對于任一在用焦炭塔來說，隨著進(jìn)料和反應(yīng)時間的增加，焦炭塔的料面逐漸增高，到反應(yīng)后期，焦炭塔料面達(dá)到最高。當(dāng)料面達(dá)到一定高度時，由于氣速過高，大量油氣在焦炭塔內(nèi)產(chǎn)生泡沫，泡沫層高度有時達(dá)到5米以上，泡沫隨著大量的油氣逸出而流出焦炭塔，造成后續(xù)的設(shè)備結(jié)焦。為了有效地利用焦炭塔容積，將焦炭塔的料面控制在安全操作范圍內(nèi)，通常采用注入消泡劑的方式。一般來說，最有效的消泡劑是含硅化合物如聚硅氧烷等，雖然加入大量的含硅化合物能有效地降低泡沫層，但得到的焦化餾份油中硅含量很高，下游裝置在加工這種硅含量高的焦化餾份油時催化劑容易中毒。人們在降低硅含量以及尋找替代含硅消泡劑方面作了大量的研究工作，例如USP5，169，560提出使用磺酸鹽和磷酸鹽化合物來代替含硅化合物消泡劑；USP5，472，637提出使用聚異丁烯化合物來代替含硅化合物消泡劑；USP5，389，299提出使用動物油來代替含硅消泡劑。
USP5，667，669提出在使用含硅消泡劑的同時，用部分非含硅化合物來代替。非含硅化合物包括有機(jī)磺酸鹽，碳粉、植物油、動物油、聚異丁烯化合物等，但由于采用消泡劑與原料混合的方式加入系統(tǒng)中，消泡劑只是起阻泡作用，消泡效果一般。
USP4，961，840提出用聚硅氮烷與惰性氣體混合直接注入方式來降低焦炭塔的泡沫，其注入方式是從焦炭塔頂部注入，惰性氣體是作為伴隨氣體，其作用是控制聚硅氮烷的粘度，防止注入口堵塞，但對降低硅含量效果不大。
本發(fā)明的目的是提出一種能有效地降低焦炭塔泡沫層同時又能降低焦化餾份油中硅含量的延遲焦化工藝方法。
本發(fā)明的目的是通過下述方案實現(xiàn)的焦化原料經(jīng)加熱爐加熱后，進(jìn)入焦炭塔進(jìn)行焦化反應(yīng)，在焦炭塔操作周期內(nèi)，隨著進(jìn)料量的逐漸增加，焦炭塔料面逐步升高，當(dāng)焦炭塔料面與焦炭塔頂?shù)木嚯x超過塔高的15～20％時，從焦炭塔頂部注入不含消泡劑的焦化柴油；當(dāng)焦炭塔料面與焦炭塔頂?shù)木嚯x不足塔高的15～20％時，從焦炭塔頂部注入含消泡劑的焦化柴油。
本發(fā)明的詳細(xì)操作過程為從延遲焦化工藝出來的焦化柴油進(jìn)入兩個儲罐，其中一個儲罐加入消泡劑，消泡劑用量為焦化原料的5～100ppm，而另一個儲罐不加入消泡劑。
焦化原料經(jīng)加熱爐加熱后，進(jìn)入焦炭塔進(jìn)行焦化反應(yīng)，隨著進(jìn)料量的增加，焦炭塔料面逐漸增高，當(dāng)焦炭塔料面與焦炭塔頂?shù)木嚯x超過塔高的15～20％米時，來自不含消泡劑儲罐的焦化柴油從焦炭塔頂部注入焦炭塔內(nèi)，焦化柴油在焦炭塔頂部迅速氣化，隨焦化油氣進(jìn)入分餾塔，防止噴嘴和管線堵塞；當(dāng)焦炭塔料面與焦炭塔頂?shù)木嚯x不足塔高的15～20％時，來自含消泡劑儲罐的焦化柴油從焦炭塔頂部注入，一直注入到進(jìn)料結(jié)束。
所述的焦化原料選自任何原油的常壓渣油、減壓渣油、減粘渣油、催化裂化油漿、加氫裂化尾油、乙烯渣油、潤滑油抽出油之中的一種或一種以上的混合物。
所述的延遲焦化工藝包括常規(guī)延遲焦化工藝和各種改進(jìn)的延遲焦化工藝如單程延遲焦化工藝、小循環(huán)比延遲焦化工藝、多產(chǎn)中間餾份油延遲焦化工藝、大循環(huán)比延遲焦化工藝和生產(chǎn)針狀焦延遲焦化工藝等。
所述的消泡劑包括延遲焦化常用的各種含硅化合物，例如聚硅氧烷、聚硅氮烷等。
下面結(jié)合附圖
對本發(fā)明提供的方法予以進(jìn)一步的說明，但并不因此而限制本發(fā)明。
附圖為本發(fā)明提供的降低焦炭塔泡沫層的延遲焦化工藝方法流程圖。
焦化原料經(jīng)管線1進(jìn)入加熱爐5的對流室預(yù)熱后，再進(jìn)入分餾塔2下部，與來自管線9的高溫油氣換熱后，經(jīng)管線3用泵4打入加熱爐5的輻射室加熱后，經(jīng)管線6進(jìn)入焦炭塔7或8進(jìn)行焦化反應(yīng)，焦炭聚結(jié)在焦炭塔內(nèi)，生成的焦化油氣經(jīng)管線9進(jìn)入分餾塔2，分餾得到焦化干氣、焦化汽油、焦化柴油和焦化蠟油，焦化柴油一部份出裝置，一部份進(jìn)入消泡劑儲罐11和12，其中儲罐11為不含消泡劑的焦化柴油，儲罐12為裝有焦化柴油和含硅消泡劑的混合液，含硅消泡劑經(jīng)管線15進(jìn)入儲罐12。從儲罐出來的物流從焦炭塔頂部注入焦炭塔7或8，注入方式如下儲罐11和12進(jìn)行切換操作，當(dāng)焦炭塔料面與焦炭塔頂?shù)木嚯x超過塔高的15～20％時，注入不含消泡劑的焦化柴油；當(dāng)焦炭塔料面與焦炭塔頂?shù)木嚯x不足塔高的15～20％時，切換到注入含硅消泡劑焦化柴油。
本發(fā)明的優(yōu)點1、當(dāng)泡沫層沒有達(dá)到安全高度之前，注入不含消泡劑的焦化柴油，防止了注入口和管線堵塞，操作方便可靠；當(dāng)達(dá)到安全高度后，再從焦炭塔頂部注入含消泡劑的焦化柴油，對消除泡沫層效果最佳。
2、既降低了消泡劑的使用量，節(jié)省了操作費(fèi)用；又降低了焦化餾份油中的硅含量，避免了加工焦化餾份油的下游裝置催化劑中毒的可能性。
3、由于注入的溶劑來自裝置自產(chǎn)的焦化柴油，又可循環(huán)使用，因此降低了操作費(fèi)用。
下面的實施例將對本發(fā)明予以進(jìn)一步說明，但并不因此而限制本發(fā)明。實施例和對比例所使用的原料為減壓渣油，其性質(zhì)如表1所示；實施例和對比例所使用的含硅消泡劑商品牌號為CDF-10，由中國石油化工集團(tuán)公司石油化工科學(xué)研究院新產(chǎn)品開發(fā)中心生產(chǎn)；實施例和對比例所使用的試驗裝置為處理量10千克／小時的中型延遲焦化裝置，其中焦炭塔的高度為1．5米。不注消泡劑時，泡沫層的高度計為100％；注消泡劑時，泡沫層的高度以前者作為計算基準(zhǔn)。
實施例1減壓渣油A經(jīng)加熱爐加熱后，進(jìn)入焦炭塔進(jìn)行焦化反應(yīng)，在焦炭塔操作周期內(nèi)，隨著進(jìn)料量的逐漸增加，焦炭塔料面逐步升高，當(dāng)焦炭塔料面高度低于焦炭塔高度的80％時，從焦炭塔頂部注入不含消泡劑的焦化柴油；當(dāng)焦炭塔料面高度達(dá)到焦炭塔高度的80％時，從焦炭塔頂部注入含5ppm消泡劑(占減壓渣油A)的焦化柴油。操作條件和試驗結(jié)果見表2。
從表2可以看出，如果以不注消泡劑的泡沫層的高度為100％計，那么本實施例只有泡沫層的高度僅為5～10％；焦化汽油、焦化柴油中的硅含量分別只有6．8ppm、1．4ppm，焦化蠟油中的硅含量＜1．0ppm。
含硅消泡劑的注入對降低焦炭塔泡沫層高度有著非常顯著的效果，采用本發(fā)明注入方式的效果與焦炭塔整個操作過程中一直注入消泡劑的效果相當(dāng)。
對比例1與實施例1相比，區(qū)別在于本對比例在焦炭塔操作周期內(nèi)沒有注入任何消泡劑。操作條件和試驗結(jié)果見表2。
從表2可以看出，泡沫層的高度為100％，說明不注含硅消泡劑，不能降低焦炭塔泡沫層。
對比例2與實施例1相比，區(qū)別在于本對比例在整個焦炭塔操作周期內(nèi)都注入消泡劑。操作條件和試驗結(jié)果見表2。
從表2可以看出，雖然泡沫層的高度只有5～10％，但焦化汽油、焦化柴油、焦化蠟油中的硅含量分別為15．2ppm、3．6ppm、2．1ppm，分別高于實施例1中焦化餾分油的硅含量。
實施例2減壓渣油B經(jīng)加熱爐加熱后，進(jìn)入焦炭塔進(jìn)行焦化反應(yīng)，在焦炭塔操作周期內(nèi)，隨著進(jìn)料量的逐漸增加，焦炭塔料面逐步升高，當(dāng)焦炭塔料面高度低于焦炭塔高度的85％時，從焦炭塔頂部注入不含消泡劑的焦化柴油；當(dāng)焦炭塔料面高度達(dá)到焦炭塔高度的85％時，從焦炭塔頂部注入含10ppm消泡劑(占減壓渣油B)的焦化柴油。操作條件和試驗結(jié)果見表3。
從表3可以看出，如果以不注消泡劑的泡沫層的高度為100％計，那么本實施例只有泡沫層的高度僅為3．5％；焦化汽油、焦化柴油中的硅含量分別只有10．1ppm、2．0ppm，焦化蠟油中的硅含量為2．3ppm。
對比例3與實施例2相比，區(qū)別在于本對比例在焦炭塔操作周期內(nèi)沒有注入任何消泡劑。操作條件和試驗結(jié)果見表3。
從表3可以看出，泡沫層的高度為100％，說明不注含硅消泡劑，不能降低焦炭塔泡沫層。
對比例4與實施例2相比，區(qū)別在于本對比例在整個焦炭塔操作周期內(nèi)都注入消泡劑。操作條件和試驗結(jié)果見表3。
從表3可以看出，雖然泡沫層的高度只有3．0％，但焦化汽油、焦化柴油、焦化蠟油中的硅含量分別為34．2ppm、6．2ppm、9．1ppm，分別高于實施例2中焦化餾分油的硅含量。
表1 表2
表3
權(quán)利要求
1.一種降低焦炭塔泡沫層的延遲焦化工藝方法，是將焦化原料經(jīng)加熱爐加熱后，進(jìn)入焦炭塔進(jìn)行焦化反應(yīng)，在焦炭塔操作周期內(nèi)，隨著進(jìn)料量的逐漸增加，焦炭塔料面逐步升高，其特征在于當(dāng)焦炭塔料面與焦炭塔頂?shù)木嚯x超過塔高的15～20％時，從焦炭塔頂部注入不含消泡劑的焦化柴油；當(dāng)焦炭塔料面與焦炭塔頂?shù)木嚯x不足塔高的15～20％時，從焦炭塔頂部注入含消泡劑的焦化柴油。
2.按照權(quán)利要求1所述的工藝方法，其特征在于所述的焦化原料選自任何原油的常壓渣油、減壓渣油、減粘渣油、催化裂化油漿、加氫裂化尾油、乙烯渣油和潤滑油抽出油之中的一種或一種以上的混合物。
3.按照權(quán)利要求1所述的工藝方法，其特征在于延遲焦化工藝包括常規(guī)的延遲焦化工藝和各種改進(jìn)的延遲焦化工藝。
4.按照權(quán)利要求3所述的工藝方法，其特征在于所述的各種改進(jìn)的延遲焦化工藝包括單程延遲焦化工藝、小循環(huán)比延遲焦化工藝、大循環(huán)比延遲焦化工藝、多產(chǎn)中間餾份油延遲焦化工藝和生產(chǎn)針狀焦延遲焦化工藝
5.按照權(quán)利要求1所述的工藝方法，其特征在于所述的消泡劑為延遲焦化常用的各種含硅化合物。
6.按照權(quán)利要求1或5所述的工藝方法，其特征在于所述的消泡劑用量為焦化原料的5～100ppm。
全文摘要
一種降低焦炭塔泡沫層的延遲焦化工藝方法,其特點是當(dāng)焦炭塔料面與焦炭塔頂?shù)木嚯x超過塔高的15～20%時,從焦炭塔頂部注入不含消泡劑的焦化柴油;而當(dāng)焦炭塔料面與焦炭塔頂?shù)木嚯x不足塔高的15～20%時,從焦炭塔頂部注入含消泡劑的焦化柴油。該方法消除了焦炭塔內(nèi)的泡沫,提高了焦炭塔利用率,與整個操作周期中注入含硅消泡劑相比,焦化餾份油中的硅含量大幅度降低。
文檔編號C10G9/00GK1289819SQ99119740
公開日2001年4月4日 申請日期1999年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月29日
發(fā)明者李銳, 李云龍, 徐旭明, 陳清怡 申請人:中國石油化工集團(tuán)公司, 中國石油化工集團(tuán)公司石油化工科學(xué)研究院