本发明属于延迟焦化技术领域，具体涉及一种延迟焦化装置及焦炭塔吹汽方法。
背景技术：
延迟焦化工艺是炼油厂主要的劣质重油加工手段，其作为一种连续生产、间断操作的工艺，一般至少包括两个焦炭塔，当一个焦炭塔处于在线生焦时，另外一个焦炭塔进行除焦的相关操作，两焦炭塔交替进行生焦和除焦操作。进行除焦的焦炭塔，需经过小吹汽、大吹汽、给水冷焦、放水、开顶底盖、水力切焦、安装法兰、蒸汽试压、油气预热和切换进料等步骤。焦炭塔的吹汽操作包括小吹汽阶段和大吹汽阶段，其中，小吹汽阶段为来自蒸汽管网来的蒸汽，由焦炭塔底部进入焦炭塔，汽提焦炭塔内石油焦中包含的油类组分，蒸汽同汽提的油气一起进入分馏塔；大吹汽阶段为来自蒸汽管网来的蒸汽，由焦炭塔底部进入焦炭塔，继续汽提焦炭塔内石油焦中包含的油类组分，蒸汽同汽提的油气一起进入放空塔。
目前国内外焦化装置的吹汽操作均采用蒸汽从焦炭塔底通入，油气从焦炭塔顶排出的方式，通过蒸汽汽提方式回收石油中包含的油类组分。经过小吹汽后，大吹汽阶段焦炭塔内石油焦温度约430℃，石油焦中内含有大量的重油组分，但对于沸点大于450℃的重油馏分，无法通过蒸汽汽提的方式气化，这些重油馏分最终会作为挥发分留在石油焦中。
技术实现要素：
本发明提供了一种延迟焦化装置及焦炭塔吹汽方法，该装置和焦炭塔吹气方法改善了延迟焦化装置的吹汽放空操作，可进一步回收石油焦中的重油，提高延迟焦化装置的液体产品收率，增加炼厂的经济效益。
根据本发明的第一方面，本发明提供一种延迟焦化装置焦炭塔吹汽方法，该焦炭塔吹汽方法依次包括小吹汽阶段、顶部吹汽阶段和大吹汽阶段；
其中，所述顶部吹汽阶段中，蒸汽自除焦焦炭塔顶部注入除焦焦炭塔，除焦焦炭塔内石油焦中的油气及液相重油和蒸汽从除焦焦炭塔底部流出，进入放空系统。
根据本发明的第二方面，本发明提供一种延迟焦化装置，该装置包括至少一组焦炭塔，所述一组焦炭塔由交替进行生焦和除焦的两台焦炭塔组成，同一组两台焦炭塔分别设置有顶部吹汽系统，
所述顶部吹气系统包括：
顶部吹汽管线，所述顶部吹汽管线设置于焦炭塔顶部的大油气隔断阀前，所述顶部吹汽管线上设置有顶部吹汽阀；
底部放空管线，所述底部放空管线设置于焦炭塔底部的甩油总阀后，所述底部放空管线上设置有底部放空阀。
采用本发明的延迟焦化装置及焦炭塔吹汽方法，通过在常规焦炭塔吹汽操作的小吹汽阶段和大吹汽阶段中间增加顶部吹汽阶段，一方面，降低了常规焦炭塔大吹汽操作阶段中，放空塔的操作负荷；另一方面，顶部吹汽阶段中，石油焦中无法通过汽提气化的可流动液相重油组分，在重力和向下气流的作用下流至放空塔，降低了石油焦中的挥发分含量，提高了装置的液体收率。
附图说明
图1：本发明示例性实施例的延迟焦化装置吹气阶段工艺流程图。
附图标记说明：
设备：a、除焦焦炭塔；b、生焦焦炭塔；c、四通阀；d、吹汽侧进料隔断阀；e、生焦侧进料隔断阀；f、吹汽侧甩油总阀；g、生焦侧甩油总阀；h、蒸汽流量调节阀；i、吹汽侧底部吹汽阀；j、吹汽侧底部放空阀；k、生焦侧底部放空阀；l、生焦侧底部吹汽阀；m、吹汽侧大油气隔断阀；n、生焦侧大油气隔断阀；o、吹汽侧吹汽放空隔断阀；p、生焦侧吹汽放空隔断阀；q、吹汽侧顶部吹汽阀；s、生焦侧顶部吹汽阀；
物流：1、焦化油；2、焦化油气；3、放空油气；4、蒸汽。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解，下面将结合附图及实施方式来详细说明本发明，这些实施方式仅起说明性作用，并不用于限制本发明。
根据本发明的第一方面，本发明提供一种延迟焦化装置焦炭塔吹汽方法，该焦炭塔吹汽方法依次包括小吹汽阶段、顶部吹汽阶段和大吹汽阶段；
其中，所述顶部吹汽阶段中，蒸汽自除焦焦炭塔顶部注入除焦焦炭塔，除焦焦炭塔内石油焦中的油气及液相重油和蒸汽从除焦焦炭塔底部流出，进入放空系统。
优选情况下，所述顶部吹汽阶段中，吹汽时间为0.5～1小时，吹汽蒸汽量为5～8吨/小时。
根据本发明，所述小吹汽阶段中，蒸汽自除焦焦炭塔底部进入除焦焦炭塔，除焦焦炭塔内石油焦中的油气和蒸汽从除焦焦炭塔顶部流至焦化分馏系统。
优选情况下，所述小吹汽阶段中，吹汽时间为0.5～1小时，吹汽蒸汽量为2～5吨/小时。
根据本发明，所述大吹汽阶段中，蒸汽自除焦焦炭塔底部进入除焦焦炭塔，除焦焦炭塔内石油焦中的油气和蒸汽从除焦焦炭塔顶部流出，进入放空系统。
优选情况下，所述大吹汽阶段中，吹汽时间为1～5小时，吹汽蒸汽量为8～12吨/小时。
根据本发明的第二方面，本发明提供一种延迟焦化装置，该装置包括至少一组焦炭塔，所述一组焦炭塔由交替进行生焦和除焦的两台焦炭塔组成，同一组两台焦炭塔分别设置有顶部吹汽系统，
所述顶部吹气系统包括：
顶部吹汽管线，所述顶部吹汽管线设置于焦炭塔顶部的大油气隔断阀前，所述顶部吹汽管线上设置有顶部吹汽阀；
底部放空管线，所述底部放空管线设置于焦炭塔底部的甩油总阀后，所述底部放空管线上设置有底部放空阀。
根据本发明，所述延迟焦化装置还包括：同一组两台焦炭塔的底部连接有蒸汽进料管线和焦化油进料管线，顶部连接有大油气管线和放空油气管线，且各管线上设置有阀门，以实现两台焦炭塔的生焦和除焦，以及生焦和除焦之间的交替。
优选情况下，所述顶部吹气管线连接于蒸汽进料管线。
优选情况下，所述底部放空管线连接于吹汽放空隔断阀后的放空油气管线。
本发明中，所述大油气管线连接于焦化分馏系统；所述放空油气管线连接于放空系统。
根据本发明的一种实施方式，本发明的延迟焦化装置由两台焦炭塔组成，具体设置如下：
所述两台焦炭塔底部分别连接有蒸汽进料管线，通过蒸汽流量调节阀控制蒸汽的流量，按照蒸汽的流动方向，两支蒸汽进料管线上分别设置有底部吹汽阀和甩油总阀；
所述两台焦炭塔底部还分别连接有焦化油进料管线，两支焦化油进料管线上分别设置有进料隔断阀，且在两个进料隔断阀之间设置有四通阀，以控制焦化油的进料方向，进而实现两台焦炭塔之间生焦与除焦的转换；
所述两台焦炭塔顶部分别连接有大油气管线和放空油气管线，两支大油气管线上设置有大油气隔断阀，两支放空油气管线上设置有吹汽放空隔断阀；
所述两台焦炭塔顶部的大油气隔断阀前设置有顶部吹汽管线，所述顶部吹汽管线上设置有顶部吹汽阀，所述顶部吹气管线连接于所述蒸汽进料管线；
所述两台焦炭塔底部的甩油总阀后设置有底部放空管线，所述底部放空管线上设置有底部放空阀，所述底部放空管线连接于吹汽放空隔断阀后的放空油气管线。
本发明的延迟焦化装置焦炭塔吹汽方法，依次包括三个阶段：小吹汽阶段、顶部吹汽阶段和大吹汽阶段。具体操作如下：
同一组两台焦炭塔同时分别进行除焦和生焦。当除焦焦炭塔进行吹汽操作时，四通阀指向生焦焦炭塔侧，生焦焦炭塔侧的进料隔断阀打开，甩油总阀关闭，底部吹汽阀关闭，底部放空阀关闭，大油气隔断阀打开，吹汽放空隔断阀关闭，顶部吹汽阀关闭。来自焦化加热炉的焦化油经四通阀进入生焦焦炭塔内，在生焦焦炭塔内发生一系列裂解、缩合反应，反应生成的焦炭留在生焦焦炭塔内，反应生成的焦化油气通过大油气管线流至焦化分馏系统分离出不同馏分。
小吹汽阶段：吹汽时间为0.5～1小时。此时，除焦焦炭塔侧的进料隔断阀关闭、甩油总阀打开、底部吹汽阀打开、底部放空阀关闭，顶部吹汽阀关闭，大油气隔断阀打开，吹汽放空隔断阀关闭。在流量控制下，蒸汽量为2～5吨/小时的蒸汽，通过底部吹汽阀从除焦焦炭塔的底部进入除焦焦炭塔，除焦焦炭塔内的石油焦包含的油类组分中，大量轻油组分经蒸汽汽提气化，油气由焦炭塔顶通过大油气管线流至焦化分馏系统。
顶部吹汽阶段：吹汽时间为0.5～1小时。此时，除焦焦炭塔侧的进料隔断阀关闭、甩油总阀打开、底部吹汽阀关闭、底部放空阀打开，顶部吹汽阀打开，大油气隔断阀关闭，吹汽放空隔断阀关闭。此阶段，除焦焦炭塔内温度约430℃，石油焦包含的油类组分大多为小吹汽阶段未气化的重油组分及少量轻油组分。蒸汽量为5～8吨/小时的蒸汽在流量控制下，从除焦焦炭塔的顶部经顶部吹汽阀进入除焦焦炭塔。轻油组分及部分重油组分经蒸汽汽提气化；未气化的液相重油组分在自身重力和向下气流的作用下，向下流动。油气和液相重油组分经底部放空阀，通过放空油气管线流至放空系统分离出轻、重污油。
大吹汽阶段：吹汽时间为1～5小时。此时，除焦焦炭塔侧的进料隔断阀关闭、甩油总阀打开、底部吹汽阀打开、底部放空阀关闭，顶部吹汽阀关闭，大油气隔断阀关闭，吹汽放空隔断阀打开。此阶段，蒸汽量为8～12吨/小时，在流量控制下，蒸汽通过底部吹汽阀，从除焦焦炭塔的底部进入除焦焦炭塔，继续汽提焦炭塔内石油焦中含有的重油组分，进一步回收石油焦中含有的重油。放空油气经吹汽放空隔断阀，通过放空油气管线流至放空系统分离出轻、重污油。
采用本发明的延迟焦化装置及焦炭塔吹汽方法，能够降低常规焦炭塔大吹汽操作阶段，放空塔的操作负荷，减少石油焦中的挥发分含量，提高装置的液体收率。
以下将通过实施例对本发明进行详细的说明。
实施例1
本实施用于说明本发明的延迟焦化装置及焦炭塔吹汽方法。
如图1所示，本实施例中，延迟焦化装置包括a、b两台焦炭塔，以a为除焦焦炭塔，b为生焦焦炭塔为例，对延迟焦化装置的焦炭塔吹汽方法进行详细说明。
当除焦焦炭塔a进行吹汽操作时，四通阀c指向生焦焦炭塔b，生焦焦炭塔b进行生焦操作。此时，生焦侧进料隔断阀e打开；生焦侧甩油总阀g关闭；生焦侧底部吹汽阀l关闭；生焦侧底部放空阀k关闭；生焦侧大油气隔断阀n打开；生焦侧吹汽放空隔断阀p关闭；生焦侧顶部吹汽阀s关闭。来自焦化加热炉的焦化油1经四通阀c进入生焦焦炭塔b内，在焦炭塔内发生一系列裂解、缩合反应，反应生成的焦炭留在焦炭塔内，反应生产的焦化油气2通过大油气管线至焦化分馏系统分离出不同馏分。
除焦焦炭塔a进行的吹汽操作分为三个阶段。首先为小吹汽阶段，此时，吹汽侧进料隔断阀d关闭；吹汽侧甩油总阀f打开；吹汽侧底部吹汽阀i打开；吹汽侧底部放空阀j关闭；吹汽侧大油气隔断阀m打开；吹汽侧吹汽放空隔断阀o关闭；吹汽侧顶部吹汽阀q关闭。蒸汽4在流量在蒸汽流量调节阀h的控制下，经吹汽侧底部吹汽阀i，吹汽侧甩油总阀f，从除焦焦炭塔a的底部进入焦炭塔，汽提焦炭塔内石油焦中含有的轻油组分，油气由焦炭塔顶经吹汽侧大油气隔断阀m，通过大油气管线至焦化分馏系统。小吹汽时间为0.5小时，蒸汽量为3吨/小时。
小吹汽阶段完成后，紧接着进行顶部吹汽阶段。此时，吹汽侧进料隔断阀d关闭；吹汽侧甩油总阀f打开；吹汽侧底部吹汽阀i关闭；吹汽侧底部放空阀j打开；吹汽侧大油气隔断阀m关闭；吹汽侧吹汽放空隔断阀o关闭；吹汽侧顶部吹汽阀q打开。蒸汽4在流量在蒸汽流量调节阀h的控制下，经吹汽侧顶部吹汽阀q，从除焦焦炭塔a的顶部进入焦炭塔。含有液相重油的放空油气3经吹汽侧底部放空阀j，通过放空油气管线至放空系统。顶部吹汽时间为1小时，蒸汽量为7吨/小时。
顶部吹汽阶段完成后，紧接着进行大吹汽阶段。此时，吹汽侧进料隔断阀d关闭；吹汽侧甩油总阀f打开；吹汽侧底部吹汽阀i打开；吹汽侧底部放空阀j关闭；吹汽侧大油气隔断阀m关闭；吹汽侧吹汽放空隔断阀o打开；吹汽侧顶部吹汽阀q关闭。蒸汽4在流量在蒸汽流量调节阀h的控制下，经吹汽侧底部吹汽阀i，吹汽侧甩油总阀f，从除焦焦炭塔a的底部进入焦炭塔，继续汽提焦炭塔内石油焦中含有的重油组分，放空油气3由焦炭塔顶经吹汽侧吹汽放空隔断阀o通过放空油气管线至放空系统。大吹汽时间为5小时，蒸汽量为10吨/小时。
国内某炼厂120万吨/年延迟焦化装置，所产石油焦挥发分含量为10％wt。如采用本发明的上述延迟焦化装置及焦炭塔吹汽方法，在焦炭塔吹汽过程中，尽量回收石油焦中包含的重油，可以使石油焦的挥发分含量降低到8％wt，每天将多回收重油2吨。如果年开工时数按8400小时计算，每年可回收重油700吨。回收的重油按3000元/吨计算，石油焦价格按1000元/吨计算，每年新增效益约140万元。
以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。