一种焦炭塔和分馏塔周期性控制的延迟焦化装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了属于石油化工【技术领域】的一种焦炭塔和分馏塔周期性控制的延迟焦化装置。该装置在重蜡油集油箱处增加了重蜡油冷却油回流管线，通过优化器将蜡油下回流、洗涤油和焦炭塔急冷油关联控制，得到最优化的循环比，根据焦化反应时间的变化，在装置切换焦炭塔的前后，减缓焦炭塔的波动，在装置进入平稳阶段后，根据焦炭塔的生焦高度，调整蜡油下回流、洗涤油和急冷油量，使装置的蜡油产品质量最优，液体收率最大化。
【专利说明】一种焦炭塔和分馏塔周期性控制的延迟焦化装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于石油化工【技术领域】，具体涉及一种焦炭塔和分馏塔周期性控制的延迟焦化装置。
【背景技术】
[0002]延迟焦化装置是一种重质油热加工装置，主要由加热炉系统、焦炭塔系统、分馏系统组成，单系列焦化配备一台加热炉、两个焦炭塔和一个分馏塔，一个焦炭塔进行生焦反应，另一个焦炭塔进行除焦工作。重质原料油通过加热炉快速加热至反应温度(490°C -510°C )后，迅速转移至焦炭塔，在焦炭塔内进行热裂化和缩合反应，裂化产生的反应油气去分馏塔内分离，缩合产生的焦炭累积在焦炭塔内，因而随着时间的增加，焦炭塔内的焦炭高度不断增加，直到焦炭高度达到上限，这时需要切换到另一个焦炭塔反应，装满焦炭的塔及时将焦炭除去准备下次焦炭塔切换，再次进行反应，因此，焦炭塔是一个间歇生产装置，为了保证装置的连续生产，在实际生产中需要每个周期内切换一次焦炭塔。
[0003]生焦周期定义为四通阀切换后到下一次四通阀切换后。在这个周期内，生焦塔主要经历反应初期、反应中期、反应中后期、反应末期四个阶段，对应的分馏塔的变化主要经历焦炭塔小吹汽阶段、正常生产期、焦炭塔暖塔期、焦炭塔切换期四个阶段的变化。生产中，每个阶段都需要对装置进行调整。循环比定义为返回焦炭塔循环油量与新鲜进料量之比。常规延迟焦化的控制一般根据装置每个阶段的物料和热量变化来调节分馏塔，而且一般根据操作工的经验来调节。装置的反应油气急冷油、洗涤油、蜡油热回流的量是影响装置循环t匕、蜡油产品质量和装置收率的主要操作因素，而循环比与蜡油产品质量和装置液体收率又存在联系，但是在实际操作中没有将急冷油、洗涤油、蜡油热回流、蜡油产品质量、装置液体收率关联控制，无法实现最优循环比操作。
[0004]常规延迟焦化分馏塔洗涤段设有人字挡板，洗涤的效果较差，而且洗涤油量偏低时容易弓I起干板，导致人字挡板结焦。
实用新型内容
[0005]本实用新型针对目前的延迟焦化装置生产出的蜡油产品质量低，总液体收率低，循环比得不到优化的问题，提出一种焦炭塔和分馏塔周期性控制的延迟焦化装置。
[0006]一种焦炭塔和分馏塔周期性控制的延迟焦化装置，分馏塔28底部设有原料进料口 1，分馏塔28底部通过管线与加热炉进料泵20相连，加热炉进料泵20依次与加热炉21、四通阀22、焦炭塔23、焦炭塔反应油气线24相连，焦炭塔反应油气线24与分馏塔28底部的反应油气进料口 2相连，焦炭塔急冷油管线26与焦炭塔急冷装置25相连，反应油气进料口 2的上部设有洗涤段3，洗涤段3上部设有洗涤油分布器4，洗涤油分布器4上部设有重蜡油集油箱5，重蜡油集油箱5与重蜡油抽出泵6相连，重蜡油抽出泵6通过管线与重蜡油冷却器9连接，重蜡油冷却器9通过管线与重蜡油集油箱5连接，形成一个回路，重蜡油抽出泵6通过重蜡油回炼油管线8与分馏塔28底部相连，通过洗漆油管线7与洗涤油分布器4相连，通过重蜡油上回流管线10与重蜡油上回流段塔盘11相连，重蜡油上回流段塔盘11上部设有蜡油下回流段塔盘12，蜡油下回流段塔盘12上部设有蜡油集油箱13，蜡油集油箱13依次与蜡油抽出泵14和蜡油冷却器16相连，蜡油抽出泵14通过蜡油下回流管线15与下回流段塔盘12相连，蜡油冷却器16通过蜡油上回流管线17与蜡油上回流段塔盘18相连，优化器27分别与焦炭塔急冷油管线26、洗涤油分布器4上部、蜡油下回流段塔盘12的上部、蜡油下回流管线15、洗涤油管线7和焦炭塔23的焦炭塔反应油气线24相连。
[0007]所述焦炭塔急冷装置25设置在焦炭塔23的顶部管线上。
[0008]所述蜡油冷却器16与蜡油产品线19相连。
[0009]所述焦炭塔急冷装置25采用喷嘴设计。
[0010]所述的洗涤段3采用空塔设计。
[0011]所述的焦炭塔反应油气线24的急冷油26采用温差控制。
[0012]所述优化器27为集成控制处理器，通过对生产数据输入、装置模型标定、模型校正、模型预测、优化方案输出、仪表关联控制等步骤完成对装置的优化操作，每套装置在固定原料、处理量、反应条件时都可以建立循环比和蜡油产品质量、装置液收的关系，模型将这些数据记录，作为装置的基础数据来标定模型，在下次生产中可以采用模型预测出最优化的方案来指导生产，而且一个周期生产结束后，新的生产数据可以重新输入优化控制器来校正模型，这样反复优化装置的操作来达到最优循环比操作。优化控制需要提前建立装置模型和生产数据库，而且运行中生产数据可以及时自动录入模型，模型亦可以及时校正。
[0013]所述优化器27工作时是将急冷油、洗涤油、蜡油热回流、蜡油产品质量、装置液体收率等关联控制，得到最优循环比，使装置的蜡油产品质量最优，装置的液体收率最大化。正常生产中，装置产生波动后，会很快反馈到优化器，优化器会做出反应，将波动对装置产品质量和收率产生的影响降到最低。
[0014]本实用新型的有益效果:分馏塔洗涤段采用空塔设计，洗涤油量可以根据生产要求灵活调节，不会引起洗涤段结焦；在装置的每个生焦周期内，通过自动优化急冷油、洗涤油、蜡油下回流的流量，可以使装置在最优循环比工况下运行，减少装置的生产波动，提高焦化装置的稳定性，提高蜡油产品的质量，提高装置的总液体收率。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型装置结构示意图；
[0016]图2为本实用新型焦炭塔急冷装置结构示意图；
[0017]图中，1-原料进料口、2-反应油气进料口、3-洗涤段、4-洗涤油分布器、5-重蜡油集油箱、6-重蜡油抽出泵、7-洗涤油管线、8-重蜡油回炼油管线、9-重蜡油冷却器、10-重蜡油上回流管线、11-重蜡油上回流段塔盘、12-下回流段塔盘、13-蜡油集油箱、14-蜡油抽出泵、15-蜡油下回流管线、16-蜡油冷却器、17-蜡油上回流管线、18-蜡油上回流段塔盘、19-蜡油产品线、20-加热炉进料泵、21-加热炉、22-四通阀、23-焦炭塔、24-焦炭塔反应油气线、25-焦炭塔急冷装置、26-焦炭塔急冷油管线、27-优化器、28-分馏塔。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。[0019]实施例1
[0020]一种焦炭塔和分馏塔周期性控制的延迟焦化装置，如图1和图2所示，分馏塔28底部设有原料进料口 1，分馏塔28底部通过管线与加热炉进料泵20相连，加热炉进料泵20依次与加热炉21、四通阀22、焦炭塔23、焦炭塔反应油气线24相连，焦炭塔反应油气线24与分馏塔28底部的反应油气进料口 2相连，焦炭塔急冷油管线26与焦炭塔急冷装置25相连，反应油气进料口 2的上部设有洗涤段3，洗涤段3上部设有洗涤油分布器4，洗涤油分布器4上部设有重蜡油集油箱5，重蜡油集油箱5与重蜡油抽出泵6相连，重蜡油抽出泵6通过管线与重蜡油冷却器9连接，重蜡油冷却器9通过管线与重蜡油集油箱5连接，形成一个回路，重蜡油抽出泵6通过重蜡油回炼油管线8与分馏塔28底部相连，通过洗涤油管线7与洗涤油分布器4相连，通过重蜡油上回流管线10与重蜡油上回流段塔盘11相连，重蜡油上回流段塔盘11上部设有蜡油下回流段塔盘12，蜡油下回流段塔盘12上部设有蜡油集油箱13，蜡油集油箱13依次与蜡油抽出泵14和蜡油冷却器16相连，蜡油抽出泵14通过蜡油下回流管线15与下回流段塔盘12相连，蜡油冷却器16通过蜡油上回流管线17与蜡油上回流段塔盘18相连，优化器27分别与焦炭塔急冷油管线26、洗涤油分布器4上部、蜡油下回流段塔盘12的上部、蜡油下回流管线15、洗涤油管线7和焦炭塔23的焦炭塔反应油气线24相连。焦炭塔急冷装置25设置在焦炭塔23的顶部管线上。蜡油冷却器16与蜡油产品线19相连。焦炭塔急冷装置25采用喷嘴设计。
[0021]本实施例的装置在运行时，将洗涤油和焦炭塔急冷油关联控制，得到最优化的循环比，根据焦反应时间变化，在装置切换焦炭塔的前后，减缓焦炭塔的波动，在装置进入平稳阶段后，根据焦炭塔的生焦高度调整，调整洗涤油和急冷油量，使装置的蜡油产品质量最优，液体收率最大化。
[0022]在焦炭塔暖塔阶段，进入分馏塔反应油气量减少，导致重蜡油集油箱下部气相温度降低，蜡油集油箱下气相温度也随之降低，这两个低于正常值的信号反馈到优化器27，首先会自动降低重蜡油洗涤油量，减少分馏塔进料段反应油气的取热量，使热量向上移，逐步提高重蜡油集油箱下部气相温度，同时降低蜡油洗涤油量，使热量向上移，逐步提高蜡油集油箱下部气相温度，保证蜡油抽出温度，从而保证蜡油质量，还能保证分馏塔中部的蜡油和中段油为吸收稳定系统供热稳定，减少吸收稳定系统波动；其次反馈给焦炭塔急冷油，降低控制的温差，从而降低洗涤油量，保证反应油气管线不结焦，控制的原则是尽量降低急冷油注入量，减少反应油气的温降和冷凝量。
[0023]在切换焦炭塔四通阀前10分钟，将反应油气急冷温差调大，切塔前5分钟将反应油气急冷油温差再次调大，使洗涤油量增大，切换四通阀后，开始小吹汽，老塔的急冷油控制温差开始保持不变，5分钟后控制温差慢慢降低，10分钟后老塔大部分反应油气被带走，老塔的急冷温差进一步降低，20分钟后，老塔停止注入急冷油；新塔在切换四通阀后5分钟慢慢开启急冷油，随着反应油气温度的上升，自动逐步增大急冷油量，焦炭塔顶温度升高400°C时，急冷按正常工况控制反应油气急冷温差，防止管线结焦。
[0024]焦炭塔切换后生焦塔的反应初期，由于反应油气携带焦粉和其他污染物含量较低，洗涤油量可以尽量降低，急冷油控制的急冷温差可以降到最低，随着焦炭塔生焦高度增力口，洗涤油量和反应油气急冷温差逐步增大，在焦炭塔生焦高度达到切焦高度一半时，洗涤油量和反应油气急冷温差按正常控制。但是，当焦炭塔暖塔时洗涤油量和反应油气急冷温差降低，小吹汽时，洗涤油量和反应油气急冷温差增加，大吹汽时，洗涤油量和反应油气急冷温差降低，整个焦化周期内，洗涤油量和反应油气急冷温差一直在变化，是一个周期性变化。
[0025]急冷油的调节是伴随着洗涤油一起调节的，但是二者在保证装置平稳的情况下，尽量降低急冷油，增大洗涤油，这样可以使更多的反应油气进入分馏塔洗涤段，提高蜡油产品质量和收率。
[0026]装置稳定后，进入优化操作阶段。洗涤段喷头和重蜡油上回流基本能保证上升的气相中不含焦粉，而且不含重组分夹带，洗涤油通过若干层洗涤油喷头分布器将焦粉洗涤落入塔底，由于重蜡油集油箱增加了一股冷却的循环油，降低了重蜡油集油箱的温度，防止重蜡油集油箱结焦，重蜡油上回流段采用大流量回流，可以提高分馏效果，能将反应油气中的重组分尽可能的分离带入重蜡油集油箱，然后被除去。
[0027]本实施例由于原料性质变化、装置处理量变化,反应条件变化都会引起反应油气的组成变化，因此需要一个优化的操作方案，将洗涤油、蜡油热回流、焦炭塔反应油气急冷油关联控制，得到最优循环比，装置在最优循环比情况下的运行，蜡油产品质量和装置液体收率会达到最优化，此时装置的经济效益是最大化的。
[0028]本实施例在焦化装置制定好生产计划后，确定好产品质量和装置的总液体收率的要求，即在装置处理量、反应温度和压力确定后，可以根据生产计划来对优化器设定参数，在生产过程中实现焦炭塔和分馏塔的周期性自动控制。
[0029]优化器27工作时将急冷油、洗涤油、蜡油热回流、蜡油产品质量、装置液体收率等关联控制，得到最优循环比，使装置的蜡油产品质量最优，装置的液体收率最大化。正常生产中，装置产生波动，会很快反馈到优化器，优化器会做出反应，将波动对装置产品质量和收率产生的影响降到最低。
[0030]上述装置的技术关键点在于:
[0031](1)焦炭塔顶急冷油采用喷嘴设计，注入塔顶反应油汽线的水平管段，急冷油流量采用温差控制。
[0032](2)分馏塔洗涤油采用热的重蜡油，并且采用喷嘴式分布器。
[0033](3)分馏塔洗涤段采用空塔设计。
[0034](4)重蜡油集油箱设置一路冷却油，降低重蜡油集油箱的温度，防止重蜡油集油箱结焦，冷却油与原料油换热，增加装置高温位的换热，降低能耗。
[0035](5)蜡油下回流采用大流量可调热回流，控制蜡油产品质量和装置循环比。
[0036](6)优化器可以根据每个生产周期的情况提前设定好优化参数，生产过程中将自动调节，从而实现焦化装置的周期性控制。
[0037](7)洗涤油、蜡油下回流和焦炭塔顶急冷油关联控制，并且通过优化器自动调节，使装置在最优循环比情况下运行。
【权利要求】
1.一种焦炭塔和分馏塔周期性控制的延迟焦化装置，其特征在于，分馏塔(28)底部设有原料进料口(1)，分馏塔(28)底部通过管线与加热炉进料泵(20)相连，加热炉进料泵(20)依次与加热炉(21)、四通阀(22)、焦炭塔(23)、焦炭塔反应油气线(24)相连，焦炭塔反应油气线(24)与分馏塔(28)底部的反应油气进料口(2)相连，焦炭塔急冷油管线(26)与焦炭塔急冷装置(25)相连，反应油气进料口(2)的上部设有洗涤段(3)，洗涤段(3)上部设有洗涤油分布器(4)，洗涤油分布器(4)上部设有重蜡油集油箱(5)，重蜡油集油箱(5)与重蜡油抽出泵(6)相连，重蜡油抽出泵(6)通过管线与重蜡油冷却器(9)连接，重蜡油冷却器(9)通过管线与重蜡油集油箱(5)连接，形成一个回路，重蜡油抽出泵(6)通过重蜡油回炼油管线(8)与分馏塔(28)底部相连，通过洗涤油管线(7)与洗涤油分布器(4)相连，通过重蜡油上回流管线(10)与重蜡油上回流段塔盘(11)相连，重蜡油上回流段塔盘(11)上部设有蜡油下回流段塔盘(12)，蜡油下回流段塔盘(12)上部设有蜡油集油箱(13)，蜡油集油箱(13)依次与蜡油抽出泵(14)和蜡油冷却器(16)相连，蜡油抽出泵(14)通过蜡油下回流管线(15)与下回流段塔盘(12)相连，蜡油冷却器(16)通过蜡油上回流管线(17)与蜡油上回流段塔盘(18)相连，优化器(27)分别与焦炭塔急冷油管线(26)、洗涤油分布器(4)上部、蜡油下回流段塔盘(12)上部、蜡油下回流管线(15)、洗涤油管线(7)和焦炭塔(23)的焦炭塔反应油气线(24)相连。
2.根据权利要求1所述一种焦炭塔和分馏塔周期性控制的延迟焦化装置，其特征在于，所述焦炭塔急冷装置(25)设置在焦炭塔(23)的顶部管线上。
3.根据权利要求1所述一种焦炭塔和分馏塔周期性控制的延迟焦化装置，其特征在于，所述蜡油冷却器(16)与蜡油产品线(19)相连。
4.根据权利要求1所述一种焦炭塔和分馏塔周期性控制的延迟焦化装置，其特征在于，所述焦炭塔急冷装置(25)采用喷嘴设计。
5.根据权利要求1所述一种焦炭塔和分馏塔周期性控制的延迟焦化装置，其特征在于，所述洗涤段(3)为空塔设计。
6.根据权利要求1所述一种焦炭塔和分馏塔周期性控制的延迟焦化装置，其特征在于，所述优化器(27)为集成控制处理器。
【文档编号】C10G55/00GK203462007SQ201320586240
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年9月23日 优先权日:2013年9月23日
【发明者】林志伟, 王建柱 申请人:博英睿科(北京)科技有限公司