一种灵活气氛输运床重油快速裂解装置及方法与流程

文档序号:19130196发布日期:2019-11-13 02:37阅读:313来源:国知局
一种灵活气氛输运床重油快速裂解装置及方法与流程

本发明涉及能源化工领域,具体涉及一种灵活气氛输运床重油快速裂解装置及方法。



背景技术:

近年来,随着全球原油资源的深度开采,原油品质越来越呈现重质化与劣质化,重劣质油(稠油、超稠油、油砂沥青、减压渣油、脱油沥青等)产量剧增。同时,随着社会经济的发展以及环保意识的不断加强,对高品质轻质油品的需求也不断增加。因此,如何将越来越多的重劣质油高效转化为高品质轻质油品成为石化行业亟待解决的重大技术问题。

重油及其渣油一般具有残炭含量高、硫含量高、氮含量高和金属含量高等特点,目前可分为加氢和脱碳两类加工工艺。因加氢工艺投资高、氢耗高、技术难度高,国内重油加工主流工艺为脱碳工艺。典型的脱碳工艺包括延迟焦化、流化催化裂化、溶剂脱沥青等,难以满足高效、清洁加工的要求,如延迟焦化工艺副产大量的焦炭,特别是高硫焦,出路问题较大,造成石油资源浪费、液体收率低、间歇式操作。流化催化裂化对催化剂、再生条件及设备等要求均比馏分油催化裂化更苛刻,催化剂易失活。

根据重劣质油的特点,研究具有原料适应性广、液体产物收率高、工艺灵活、脱碳效率高、处理规模大、能连续操作、易于大型化等特点的重油流态化热转化技术成为重油加工领域的发展趋势。



技术实现要素:

针对现有技术存在的不足,本发明目的在于提供一种灵活气氛输运床重油快速裂解装置及方法,通过热载体与重油在灵活气氛下协同快速热解的方式,提高裂解轻质油产率,降低焦炭产率,提高重劣质油加工的经济性和环保性。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:

一种灵活气氛输运床重油快速裂解装置,包括颗粒加热及进料系统、重油进料系统、输运床快速裂解器系统和净化回收系统;

颗粒加热及进料系统包括由上至下依次布置的颗粒储罐、颗粒加压器、颗粒加热器和高温颗粒控制器;颗粒加热器底部与燃烧器连通,为颗粒加热器提供加热热源,颗粒加热器顶部烟气出口与洗涤器连通;高温颗粒控制器一端与输送气源连通,另一端与输运床裂解器相连通构成固体颗粒输送管线;

重油进料系统包括重油泵和高压雾化器,重油泵出口与高压雾化器相连,高压雾化器出口与输运床裂解器相连通构成重油进料管线;高压雾化器设置有过热蒸汽入口;

输运床快速裂解器系统包括混合器、强化升温器和输运床裂解器,混合器入口分别与烟气、活性气体、惰性气体的供给通道连通,混合器出口与强化升温器相连,强化升温器出口与输运床裂解器底部相连通;

净化回收系统包括油固分离器、油气回收塔、不凝气净化器,油固分离器固体出口依次连接有颗粒变压器、颗粒回收罐相连,油固分离器油气出口与油气回收塔连通,油气回收塔依次与油品变压器、油品回收罐相连。

进一步,所述输送气源还通过激冷气控制阀与燃烧器和颗粒加热器之间连接的管道相连通;与混合器入口相连的烟气供给通道与洗涤器出口连通。

进一步,所述高压雾化器出口通过油固第一控制阀与输运床裂解器直接相连,通过油固第二控制阀经固体颗粒输送管线与输运床裂解器间接相连。

进一步,固体颗粒输送管线和重油进料管线插入输运床裂解器内部的中下部,且二者垂直高度一致。

进一步,所述高温颗粒控制器、高压雾化器、强化升温器、输运床裂解器、油固分离器之间的高温设备、管线附带有电伴热控温及保温措施。

灵活气氛输运床重油快速裂解方法,包括以下步骤:

步骤一:固体颗粒通过颗粒储罐进入颗粒加压器,由颗粒加压器加压后进入颗粒加热器;固体颗粒在颗粒加热器中被流化加热,加热的热源来自燃烧器产生的烟气,加热固体颗粒后的烟气从颗粒加热器顶部出口进入洗涤器;

步骤二:输送气源进入高温颗粒控制器将颗粒加热器出口的固体颗粒连续定量带入输运床裂解器;

步骤三:重油经重油泵升压后连续进入高压雾化器,从高压雾化器另一口进入的过热蒸汽将重油进行雾化,雾化后的重油连续进入输运床裂解器;

步骤四:由烟气、活性气体、惰性气体一种或几种组成的流化气体经混合器混合,强化升温器升温后进入输运床裂解器,将裂解器内完成反应的重油裂解产物及固体颗粒混合物流化带出裂解器;

步骤五:从输运床裂解器出来的反应产物进入油固分离器,在油固分离器内完成固体颗粒与油气相的分离,固体颗粒经颗粒变压器进入颗粒回收罐,油气相进入油气回收塔;

步骤六:进入油气回收塔的油气相产物,经油气回收塔的洗涤冷却回收,收集得到液相产物,通过油品变压器进入油品回收罐,气相进入不凝气净化器;

步骤七:进入不凝气净化器的气相产物,经净化吸收,不凝气进入火炬系统。

进一步,固体颗粒早颗粒加热器中被加热到300~800℃,高压雾化器雾化油汽温度为200~600℃,强化升温器出口流化气温度为300~800℃。

进一步,输运床裂解器内反应温度为400~800℃,反应压力范围0.001~6.0mpag,重油与固体颗粒质量比控制为1:0~1:30。

进一步,所述的颗粒储罐中存储的固体颗粒包括惰性固体颗粒和活性固体颗粒两大类,惰性固体颗粒包括黄砂、石英砂,活性固体颗粒包括fcc催化剂、分子筛催化剂,固体颗粒粒径范围0~1mm。

进一步,所述燃烧器所用燃料包括天然气、汽油、柴油和合成气,燃烧器所用氧化剂包括空气和氧气;进入混合器的活性气体包括氢气、甲烷、蒸汽和合成气,惰性气体包括氮气、二氧化碳和一氧化碳。

本发明的有益效果在于:

1)颗粒加热及进料系统、重油进料系统将固体颗粒和雾化后的重油送入输运床快速裂解器系统,通过一种具有特定粒径分布的固体颗粒的热传导与催化作用,与雾化重油充分混合接触,在输运床裂解器内重油快速完成裂解反应,液体产物产率高,焦炭产率低,充分提高资源的转化效率与热效率,达到了劣质重油的高效转化和利用。

2)为输运床快速裂解器系统输送流化气的混合器分别与烟气、活性气体、惰性气体的供给通道连通,重油裂解转化可在不同工艺气氛下完成,根据产物分布的要求,可以灵活选取反应气氛,配合反应器的油气相停留时间,最大程度产生轻质油品的产率。

3)装置操作方便,控制简单、工艺灵活可靠,原料适应性广,可连续处理不同种类重劣质油,易于大型化和规模化实施。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图中:1、颗粒储罐;2、颗粒加压器;3、颗粒加热器;4、高温颗粒控制器;5、燃烧器;6、燃料;7、氧化剂;8、输送气源;9、激冷气控制阀;10、洗涤器;11、过热蒸汽;12、重油;13、重油泵;14、高压雾化器;15、油固第一控制阀;16、油固第二控制阀;17、输运床裂解器;18、烟气;19、活性气体;20、惰性气体;21、混合器;22、强化升温器;23、油固分离器;24、颗粒变压器;25、颗粒回收罐;26、油气回收塔;27、油品变压器;28、油品回收罐;29、不凝气净化器。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述,但不作为对本发明的限定。

参见图1,本发明的灵活气氛输运床重油快速裂解装置,包括颗粒加热及进料系统、重油进料系统、输运床快速裂解器系统和净化回收系统。

颗粒加热及进料系统包括由上至下依次布置的颗粒储罐1、颗粒加压器2、颗粒加热器3、高温颗粒控制器4;颗粒加热器3底部与燃烧器5连通,燃烧器5为颗粒加热器3提供加热热源,燃烧器5与燃料6和氧化剂7供给装置相连,颗粒加热器3顶部与洗涤器10连通,洗涤器10出口用于排出烟气18;高温颗粒控制器4一端与输送气源8连通,另一端与输运床裂解器17相连通。

输送气源8还通过激冷气控制阀9与燃烧器5和颗粒加热器3之间连接的管道相连通。

重油进料系统包括重油泵13、高压雾化器14,重油泵13一端与重油12相连,一端与高压雾化器14相连,高压雾化器14入口与过热蒸汽11相连,出口与输运床裂解器17相连通。

高压雾化器14出口通过油固第一控制阀15与输运床裂解器17直接相连,同时通过油固第二控制阀16经固体颗粒输送管线与输运床裂解器17间接相连。

输运床快速裂解器系统包括混合器21、强化升温器22、输运床裂解器17,混合器21入口分别与烟气18、活性气体19、惰性气体20供给通道连通,出口与强化升温器22相连,强化升温器22出口与输运床裂解器17底部相连通。烟气18供给通道与洗涤器10出口连通。

固体颗粒输送管线和重油进料管线插入输运床裂解器17内部的中下部,且二者垂直高度基本一致。

净化回收系统包括油固分离器23、油气回收塔26、不凝气净化器29,油固分离器23固体出口依次连接有颗粒变压器24、颗粒回收罐25相连,油固分离器23油气出口与油气回收塔26连通,油气回收塔26依次与油品变压器27、油品回收罐28相连。

高温颗粒控制器4、高压雾化器14、强化升温器22、输运床裂解器17、油固分离器23之间的高温设备、管线附带电伴热控温及保温措施。

基于本发明装置的灵活气氛输运床重油快速裂解方法,包括以下步骤:

步骤一,包括惰性固体颗粒和活性固体颗粒两大类的固体颗粒通过颗粒储罐1进入颗粒加压器2,由颗粒加压器2加压后进入颗粒加热器3;固体颗粒在颗粒加热器3中被流化加热至300~800℃,加热的热源来自燃烧器5产生的烟气,加热固体颗粒后的烟气18从颗粒加热器3顶部出口进入洗涤器10;

步骤二,输送气源8一路通过激冷气控制阀9与燃烧器5出口的高温烟气混合,达到调节烟气温度的目的,另一路进入高温颗粒控制器4,通过高温颗粒控制器4将颗粒加热器3出口的固体颗粒连续定量带入输运床裂解器17;

步骤三,重油经重油泵13升压后连续进入高压雾化器14,从高压雾化器14另一口进入的过热蒸汽将重油进行雾化,雾化后的温度为200~600℃,雾化后的重油通过油固第一控制阀15或者油固第二控制阀16连续进入输运床裂解器17;

步骤四,由烟气18、活性气体19、惰性气体20一种或几种组成的流化气体经混合器21进入强化升温器22,在强化升温器22升温至300~800℃,然后进入输运床裂解器17,将裂解器内完成反应的重油裂解产物及固体颗粒混合物流化带出裂解器;输运床裂解器17内反应温度为400~800℃,反应压力范围0.001~6.0mpag,重油与固体颗粒质量比为1:0~1:30;

步骤五,从输运床裂解器17出来的反应产物进入油固分离器23,在油固分离器23内完成固体颗粒与油气相的分离,固体颗粒经颗粒变压器24进入颗粒回收罐25,油气相进入油气回收塔26;

步骤六,进入油气回收塔26的油气相产物,经油气回收塔26的洗涤冷却回收,收集得到液相产物,通过油品变压器27进入油品回收罐28,气相进入不凝气净化器29;

步骤七,进入不凝气净化器29的气相产物,经净化吸收,不凝气进入火炬系统。

所述的颗粒储罐1中存储的固体颗粒包括惰性固体颗粒和活性固体颗粒两大类,惰性固体颗粒包括黄砂、石英砂等固体颗粒,活性固体颗粒包括fcc催化剂、分子筛催化剂等各类具有催化功能的固体颗粒,固体颗粒粒径范围0~1mm。

燃烧器5所用燃料6包括天然气、汽油、柴油、合成气等,所用氧化剂7包括空气和氧气等。

流化气体中活性气体19主要包括氢气、甲烷、蒸汽、合成气等,惰性气体20主要包括氮气、二氧化碳、一氧化碳等,根据裂解产物的需要,可以灵活选择流化气种类。

最后应该说明的是:以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本权利要求范围当中。

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