专利名称：一种内热式重油焦化方法
技术领域：
本发明涉及一种重油焦化方法；特别地讲本发明涉及一种内热式重油焦化方法； 更特别的讲，本发明涉及一种内热式煤焦油重油焦化方法。
背景技术：
本发明所述重油通常主要由常压沸点高于510°C的烃类组分组成，因此，本发明所 述重油可以是中温煤焦油重油或低温煤焦油重油或石油基重油或页岩油基重油及其混合 油。本发明所述重油，以中温煤焦油重油或低温煤焦油重油为例，其氢/碳原子比值 低，含有大量浙青质、胶质、灰分、金属、多环芳烃，极易在高温条件下操作的加氢催化剂床 层形成结焦或堵塞，通常不适合作加氢原料；又由于其延展性差，不适合作优质浙青。本发 明所述的煤焦油重油，通常适宜于作燃料，但是价值低，其价格只能与煤相比较；由于凝点 高，需要在150°C左右储存，运输需要热罐车，运输成本高，由于用途受限制，销售不畅极易 大量积压，需要增大储存罐量及增加投资和占地，大幅度增加投资。众所周知，焦化是一种成熟的石油重油加热裂解工艺，重质油经过加热炉升温，然 后进入焦化反应器或焦炭塔中，完成热裂解和焦化反应，转化为气体、汽油、柴油、蜡油和焦 炭。通常焦化反应器或焦炭塔至少设置两台，通过切换操作实现装置生产的连续化。已知的焦化反应器或焦炭塔，为无热源式(如延迟焦化焦炭塔)或外热式(如间 歇操作的釜式焦化反应器使用外部热源)，采用内热式焦化反应器的方法未见报道。本发明的目的之一在于提供一种内热式煤焦油重油焦化方法；本发明的目的之二 在于提供一种内热式重油焦化方法。
发明内容
本发明一种内热式重油焦化方法，重油作为原料油发生焦化反应转化为常规气体 烃、焦化生成油和焦碳，其特征在于包含以下步骤①原料油经预热炉预热到温度TA后成为预热后原料油；②预热后原料油进入内热式焦化反应器CRA进行焦化反应，内热式焦化反应器内 设置加热器IH提供过程消耗的能量。本发明特征进一步在于③焦化反应器CRA与焦化反应器CRB互为备用，当一台焦 化反应器停工时，另一台焦化反应器投入运行。本发明特征进一步在于①设置多台焦化反应器，预热炉连续操作，完成向焦化反 应器CRA供料程序后，进入向其它焦化反应器供料程序，不断切换供料去向，循环至向焦化 反应器CRA供料程序时，完成一个循环；②焦化反应器CRA间歇操作，完成进料、生焦、清焦、 备用程序后，等待供料。本发明特征进一步在于TA比结焦温度TC 一般低至少10°C、通常低至少30°C。本发明特征进一步在于焦化反应器CRA操作程序包括快速升温后的焦化过程。
3
本发明特征进一步在于焦化反应器CRA操作程序包括热裂化过程和焦化过程。焦化反应部分操作条件一般为温度为435 530°C、压力为常压 2. OMPa0焦化反应部分操作条件通常为温度为445 495°C、压力为常压 2. OMPa0本发明所述重油可以是中温煤焦油重油或低温煤焦油重油或石油基重油或页岩 油基重油及其混合油。内热式焦化反应器CRA —种结构形式为内热式焦化反应器CRA使用的加热器IH 与生焦内釜构成组合件CA，组合件CA与焦化反应器筒体CP之间的连接关系为可拆卸。组 合件CA卸出后，组合件CA的备用品CAE与焦化反应器筒体CP完成组装，完成备用程序后， 等待供料。
具体实施例方式以下详细描述本发明。本发明所述压力指的是绝对压力。本发明所述的常规沸点指的是物质在一个大气压力下的汽、液平衡温度。本发明所述的常规液体烃指的是常规条件下呈液态的烃类，包括戊烷及其沸点更 高的烃类。本发明所述的比重，除非特别说明，指的是常压、15. 6°C条件下液体密度与常压、 15. 6 °C条件下水密度的比值。本发明所述的组分的组成或浓度或含量值，除非特别说明，均为重量基准值。本发明所述重油可以是中温煤焦油重油或低温煤焦油重油或石油基重油或页岩 油基重油及其混合油。本发明所述煤焦油，指的是含有适合于加氢改质组分的煤焦油，它来自煤热解或 煤造气或其它过程的煤焦油产品，本发明所述煤焦油可以是来自中温炼焦过程的煤焦油或 来自低温炼焦过程的煤焦油或中温煤焦油或低温煤焦油，本发明所述煤焦油含有富含煤浙 青组分的渣油组分。因此，本发明所述煤焦油，可以是煤造气的副产物(低温煤焦油)，也可以是煤炼 焦煤热解过程(包括低温炼焦、中温炼焦过程)的副产物煤焦油或煤焦油馏份，本发明所述 煤焦油还可以是上述煤焦油的混合油。由于原煤性质和炼焦或造气工艺条件均在一定范围内变化，煤焦油的性质也在一 定范围内变化。本发明所述煤焦油的性质比重通常为0. 89 1. 15，通常金属含量为5 80PPm、硫含量为0. 1 0. 4%、氮含量为0. 6 1. 6%。本发明所述煤焦油，有时无机水含 量为0. 2 5. 0%，有时有机氧含量为2. 5 11%、特别地为3. 5 10%、更特别地为5 10%。本发明所述煤焦油重油主要由常规沸点高于510°C的组分组成，含有大量多环芳 烃、胶质、浙青质、灰分、金属。本发明所述的重油焦化生成油，指的是重油的焦化过程生成的常规液体烃，通常 它含有石脑油组分、柴油组分、蜡油组分和更重组分。本发明所述的重油焦化生成油，可以 是一个产品，也可以是两个或多个窄馏分产品，也可以是多个窄馏分产品中的二个产品或 多个产品的混合物。
按照本发明所述重油焦化方法，主要由常压沸点高于510°C组分组成的重油，在焦 化反应部分完成焦化反应转化为常规气体烃、焦化生成油和焦碳。本发明所述中温煤焦油重油或低温煤焦油重油的焦化反应产物产率为15 40%的富含液化气组分的常规气体烃、15 35%的焦化生成油、45 65%的焦碳。本发明一种内热式重油焦化方法，重油作为原料油发生焦化反应转化为常规气体 烃、焦化生成油和焦碳，包含以下步骤①原料油经预热炉预热到温度TA后成为预热后原 料油；②预热后原料油进入内热式焦化反应器CRA进行焦化反应，内热式焦化反应器内设 置加热器IH提供过程消耗的能量。加热器IH可以是任一种合适的形式比如电加热器、热管式加热器、高热液体加热
ο为了实现生产过程的连续化，焦化反应器CRA与焦化反应器CRB互为备用，当一台 焦化反应器停工时，另一台焦化反应器投入运行。为了实现生产过程的连续化，设置多台焦化反应器，预热炉连续操作，完成向焦化 反应器CRA供料程序后，进入向其它焦化反应器供料程序，不断切换供料去向，循环至向焦 化反应器CRA供料程序时，完成一个循环。焦化反应器CRA间歇操作，完成进料、生焦、清焦、 备用程序后，等待供料。本发明焦化反应器的完整操作周期包含一个进料阶段、一个生焦阶段、一个除焦 阶段、一个备用阶段，除焦阶段前期可以包含抽真空回收焦化反应器内油汽步骤。本发明的操作目的之一是降低预热炉出口温度，TA比结焦温度TC:一般低至少 10°C、通常低至少30°C。焦化反应器CRA的操作方式，可以是快速升温后的焦化过程，也可以是包括热裂 化过程和焦化过程。焦化反应部分操作条件一般为温度为435 530°C、压力为常压 2. OMPa0焦化反应部分操作条件通常为温度为445 495°C、压力为常压 2. OMPa0与已知的外热式焦化工艺相比，本发明的优点在于可以兼顾降低重油预热炉出 口温度延缓炉管结焦、缩短焦化反应器内反应时间、提高向焦化反应器供热效率、便于清 焦。特别适合于中、小规模加工过程。本发明内热式焦化反应器CRA的结构形式可以是使用的加热器IH与生焦内釜 构成组合件CA，组合件CA与焦化反应器筒体CP之间的连接关系为可拆卸，组合件CA卸出 后，组合件CA的备用品CAE与焦化反应器筒体CP完成快速组装，完成备用程序后，等待供 料。该结构具有拆卸方便、釜外清焦、便于松焦、降低能量损失率、提高焦化反应器开工率等 优点，对传统釜式焦化反应器完成较大改进，适合于流体物料固化操作工艺使用，适合于中 温煤焦油重油或低温煤焦油重油的焦化过程。
实施例中温煤焦油重油，经预热炉预热到温度TA(约430°C )后成为预热后原料油，然后 进入内热式焦化反应器CRA进行焦化反应，焦化反应温度约475°C、压力为0. 2MPa，焦化反 应器内设置电加热器IH提供过程消耗的能量。与无热源式(如延迟焦化焦炭塔)焦化反应器相比，降低煤焦油重油加热炉出口温度45°C，显著延缓加热炉炉管结焦速度。与外热式间歇操作的釜式焦化反应器(使用外部热源相比)，提高焦化反应器供 热效率、改善了焦化反应器器壁温度分布，延长了设备寿命。使用的加热器IH与生焦内釜构成组合件CA，组合件CA与焦化反应器筒体CP之间 的连接关系为可拆卸，组合件CA卸出后，组合件CA的备用品CAE与焦化反应器筒体CP完 成快速组装，完成备用程序后，等待供料。该结构拆卸方便，可实现釜外清焦、便于松焦、降 低能量损失率、提高焦化反应器开工率。本实施例足以表明本发明发明的效果。
权利要求
一种内热式重油焦化方法，重油作为原料油发生焦化反应转化为常规气体烃、焦化生成油和焦碳，其特征在于包含以下步骤①原料油经预热炉预热到温度TA后成为预热后原料油；②预热后原料油进入内热式焦化反应器CRA进行焦化反应，内热式焦化反应器内设置加热器IH提供过程消耗的能量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于③焦化反应器CRA与焦化反应器CRB互为备用，当一台焦化反应器停工时，另一台焦化 反应器投入运行。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于①设置多台焦化反应器，预热炉连续操作，完成向焦化反应器CRA供料程序后，进入向 其它焦化反应器供料程序，不断切换供料去向，循环至向焦化反应器CRA供料程序时，完成 一个循环。②焦化反应器CRA间歇操作，完成进料、生焦、清焦、备用程序后，等待供料。
4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于 TA比结焦温度TC低至少10°C。
5.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于 TA比结焦温度TC低至少30°C。
6.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于 焦化反应器CRA操作程序包括快速升温后的焦化过程。
7.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于 焦化反应器CRA操作程序包括热裂化过程和焦化过程。
8.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于焦化反应部分操作条件为温度为435 530°C、压力为常压 2. OMPa。
9.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于焦化反应部分操作条件为温度为445 495°C、压力为常压 2. OMPa。
10.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于 重油为中温煤焦油重油。
11.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于 重油为低温煤焦油重油。
12.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于重油为石油基重油。
13.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于重油为页岩油基重油。
14.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于内热式焦化反应器CRA使用的加热器IH与生焦内釜构成组合件CA，组合件CA与焦化 反应器筒体CP之间的连接关系为可拆卸，组合件CA卸出后，组合件CA的备用品CAE与焦 化反应器筒体CP完成组装，完成备用程序后，等待供料。
全文摘要
一种内热式重油焦化方法，重油经预热炉进入内热式焦化反应器进行焦化反应，内热式焦化反应器内设置加热器提供过程消耗的能量。其优点在于可以兼顾降低预热炉出口温度、缩短焦化反应器内反应时间、提高向焦化反应器供热效率、便于清焦、提高开工率。本发明特别适合于中温煤焦油重油或低温煤焦油的焦化。
文档编号C10B55/00GK101892059SQ201010003278
公开日2010年11月24日 申请日期2010年1月10日 优先权日2010年1月10日
发明者何巨堂 申请人:何巨堂