一种重油焦化设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种重油焦化设备。
【背景技术】
[0002] 当前原油重质化、劣质化、高价位的趋势越来越明显，全球对轻质清洁燃料油的需 求快速增长，再加上环保要求日趋严格，使得重油深度加工技术已成为当今世界炼油工业 发展的重点。特别是劣质重油密度大、粘度高、重金属含量高、硫含量高、氮含量高、胶质和 渐青质含量高等特点，给原油的加工（尤其是重油的二次加工）带来了较大的困难。目前 提高重油转化深度、增加轻质油品产量的增值技术仍主要依靠焦化、渣油催化裂化和渣油 加氨处理等工艺。其中，焦化是W脱炭工艺为主的劣质重油（特别是渣油）转化的首要手 段。而延迟焦化工艺具有脱炭彻底、流程简单、技术成熟、装置投资较低等特点，已成为重油 加工的重要工艺之一。
[0003] 延迟焦化是一种深度热裂化的热加工工艺，能够将重油转化为焦化干气、液化气、 焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油、焦炭等产品。通常把焦化汽油、焦化柴油与焦化蜡油的收 率之和作为延迟焦化的液体收率，液体收率是焦化工艺最重要的技术经济指标。常规的延 迟焦化工艺主要流程是：重油在加热炉的福射炉管内被快速加热升溫到焦化溫度（通常为 490-515Γ左右）后，从焦炭塔的底部进入焦炭塔，在焦炭塔中进行焦化反应，生成的焦炭 留在焦炭塔中，生成的油气从焦炭塔顶逸出进入分馈塔中进行分馈，得到焦化气体（包括 焦化汽油）、焦化柴油、焦化蜡油和塔底循环油。其中，焦炭塔一般为两个，两个焦炭塔轮流 使用，其中一个充满焦炭后进行除焦，热物流切换至另一个焦炭塔进行焦化反应。焦炭塔内 生成的焦炭为整块状，主要分为经济价值较高的针状焦、一般的海绵焦和较差的弹丸焦、过 渡焦。除焦过程主要包括降低塔内焦炭溫度的小吹汽、大吹汽、冷焦（注冷却水）、排水，清 除塔内焦炭的卸顶盖和底盖、钻孔和切焦（用高压水枪）、上顶盖和底盖、暖塔（通蒸汽） 等。
[0004] 目前加工重油趋于劣质化，残炭值、渐青质及金属含量等的增加，给延迟焦化装置 的操作带来了挑战，不仅产品分布变差、液体收率降低，而且原料在加热炉炉管内的结焦进 一步加剧，直接影响到装置的长周期运转。此外，延迟焦化焦炭塔的除焦过程属于间歇操 作，其程序多，耗时长，还会产生大量污水，不但增加了装置的能耗和操作成本，也对环境造 成了巨大压力。 阳〇化]为了提高延迟焦化的液体收率并延长延迟焦化的开工周期，石油炼制研究者研究 和开发了相关的工艺技术。
[0006] 例如，CN1599784A公开了一种生产各向异性自由流动细粒焦炭的延迟焦化方法， 该方法包括将减压渣油原料与氧化剂在约150-325Γ的溫度下接触，然后进入加热炉加热 到焦化所需的溫度，接着在焦炭塔内生成各向异性自由流动的细粒焦炭。虽然该方法可W 得到细粒焦炭，并且省去了清焦步骤，但是由于减压渣油原料在进入加热炉之前需要先与 氧化剂接触发生氧化反应W及缩合反应，因此会进一步加剧加热炉炉管的结焦，从而影响 了连续生产，该工艺难w工业化。
[0007] CN101619237A和CN101619238A公开了将延迟焦化与减压蒸馈过程相结合的工 艺，提高了延迟焦化装置的液体收率，改善了重焦化蜡油的性质。但是，该方法仍然需要将 延迟焦化原料在加热炉炉管中直接加热至焦化溫度，因此，加剧了炉管的结焦，从而会缩短 装置的开工周期。
[0008] 此外，为了减缓延迟焦化装置加热炉炉管的结焦，石油炼制研究者研究和开发了 相关的工艺技术。研究表明，往延迟焦化原料中加入稀释剂、自由基抑制剂、芳香控类结焦 抑制剂、阻焦剂等能够在一定程度上抑制加热炉炉管的结焦，延长开工周期，但是加热方式 通常都属于间接加热方式（通过加热炉炉管管壁换热加热），热效率低，因此炉管生焦问题 不能得W有效解决，并且液体收率没有本质提升，焦炭塔除焦环保问题依然突出。
[0009] 综上所述，目前亟需开发一种既能够改善加热炉炉管的结焦性能、又能够提高液 体收率的重油焦化设备。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是为了克服现有的延迟焦化设备不能同时实现改善加热炉炉管的 结焦性能并提高液体收率的缺陷，而提供一种新的重油焦化设备。
[0011] 具体地，本发明提供的重油焦化设备包括加热炉、焦炭反应器、喷雾焦化塔、旋风 分离器和分馈塔，所述喷雾焦化塔包括相互连通的上部直筒反应区和下部锥体收集区、设 置在所述上部直筒反应区顶部的且与所述喷雾焦化塔的原料入口连通的雾化喷嘴、W及侧 向出口；重油焦化原料在所述加热炉的福射加热区中进行预热，经预热的重油焦化原料经 由所述原料入口引入所述喷雾焦化塔中并通过所述雾化喷嘴进行雾化，来自所述加热炉的 燃烧室的含氧高溫气体通过所述焦炭反应器进行脱氧，经脱氧后的脱氧高溫气体通过位于 所述喷雾焦化塔顶部的热风入口引入所述喷雾焦化塔中并与雾化态的重油焦化原料接触， W使所述雾化态的重油焦化原料达到焦化溫度并进行焦化反应，焦化反应产物中的焦炭粗 粉从所述下部锥体收集区底部收集，焦炭反应产物中的油气和焦炭细粉从所述侧向出口引 入所述旋风分离器中进行油气和焦炭细粉的分离，来自所述旋风分离器的油气引入分馈塔 中进行馈分分离。
[0012] 本发明的发明人经过深入研究后的发现，现有的延迟焦化设备通常仅包括加热 炉、焦化塔和分馈塔，在实际生产过程中，重油焦化原料在加热炉的福射加热区中经炉管管 壁换热而间接加热至焦化溫度，之后再将加热后的液态的重油焦化原料从焦化塔塔底引入 焦化塔中W进行焦化反应，最后将焦化反应产物在分馈塔中进行馈分分离。然而，采用运种 间接加热（通过炉管管壁换热）方式W及直接将重油焦化原料一次性加热至焦化溫度、并 且重油焦化原料W液态的形式进行焦化的方式不仅容易导致加热炉炉管内的结焦，并且液 体收率也较低。
[0013] 而本发明提供的重油焦化设备通过新增所述焦炭反应器、喷雾焦化塔和旋风分离 器，不仅能够降低加热炉炉管内的结焦，而且还能够提高液体收率。具体原理如下：一方面， 将本发明提供的重油焦化设备用于重油焦化反应时，加热炉只起到预热重油焦化原料的作 用，而不需要像现有的重油焦化设备的加热炉一样将重油焦化原料加热至焦化溫度（通常 为490-515°C )，焦化反应的热源通过高溫气体携带进入，所述高溫气体在喷雾焦化塔中直 接与预热后的重油焦化原料接触而达到焦化溫度，因此，能够显著降低加热炉炉管的结焦； 另一方面，所述喷雾焦化塔中设置的雾化喷嘴能够将重油焦化原料分散成细小油滴，显著 增大单位体积的重油焦化原料与高溫气体之间的接触面积，且喷雾焦化塔可W负压操作， 从而不仅能够使得整个焦化反应过程的传热能力极大增强、生焦量减少、液体收率增加，而 且生成的焦炭是具有一定粒度分布的可流化颗粒，易流化输送，省去了清焦步骤，节约了费 用和时间成本，生产过程没有除焦废水，减少了后续废水的处理步骤和处理难度。此外，所 述焦炭反应器能够尽快降低高溫气体中的氧气含量，防止喷雾焦化塔发生燃烧、爆炸的可 能性，保证了使用的安全性。
[0014] 本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予W详细说明。
【附图说明】
[0015] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0016] 图1为本发明的一种【具体实施方式】提供的重油焦化设备的结构示意图；
[0017] 图2为本发明的一种【具体实施方式】提供的喷雾焦化塔的结构示意图；
[0018] 图3为本发明的一种【具体实施方式】提供的焦炭反应器的结构示意图；
[0019] 图4为本发明的一种【具体实施方式】提供的重油焦化设备的部分结构示意图。
[0020] 附图标记说明 阳02U a-加热炉；b-焦炭反应器；b27-气体分布器；b2