一种连续延迟焦化方法及系统及其所用的焦炭塔与流程

本发明涉及化工领域，尤其是涉及一种连续延迟焦化方法及系统及其所用的焦炭塔。

背景技术：

延迟焦化装置建设和运行成本低，转化率和投资回报率较高，而且在处理高含硫、高金属、高比重、难加工的重油及超重油方面有技术和经济优势，使延迟焦化成为原油二次加工的重要手段之一，在炼油行业中已经应用多年，该工艺以重质、劣质渣油为原料，经加热炉加热后进入焦化塔，在焦化塔内发生热分解缩合反应，生成不同沸点的液体，气体和焦炭产品。

专利申请CN201110210974.9公开了一种延迟焦化方法，是将混合重油加热至360-450℃进行减粘裂化，减粘裂化产物进行气液分离，分离出的油气进入分馏塔，分离出的减粘重油加热到480-515℃，进入焦炭塔进行焦化反应，焦化高温油气进分馏塔分离出产品出装置，焦化分馏塔底油一部分返回焦化分馏塔，另一部分进入减压塔进行分馏，分馏出的减压渣油作为混合重油一部分，该方法改善重焦化蜡油的性质，减缓了分馏塔底和加热炉炉管结焦。

专利申请CN201010144909.6公开了一种延迟焦化方法，延迟焦化原料从加热炉辐射段出来后从焦化塔的顶部或侧面进入焦化塔，在焦化塔内原料油进口处安装原料分配器，使进入焦化塔的原料经过分配器变成小液滴，同时向焦化塔底部吹入一定量的气相介质，该方法可以增加原料油的蒸发面积并降低油气分压，有利于原料油及生成油的气化，减少了二次反应的发生，从而增加了延迟焦化工艺的液体收率。

目前，延迟焦化工艺及提高液体收率的工艺技术已经有很多报道，并没有从根本上解决液体收率低和无法完全连续化生产的问题。

有鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

本发明的第一目的在于提供一种用于连续延迟焦化的焦炭塔，所述的焦炭塔避免了除焦时冷塔以及除焦后暖塔的步骤，彻底解决了无法完全连续焦化的问题。

本发明的第二目的在于提供一种连续延迟焦化系统，所述的连续延迟焦化系统实现了完全连续化生产，提高了生产效率和液体收率，降低了能耗。

本发明的第三目的在于一种连续延迟焦化方法，所述的连续延迟焦化方法生产效率高，液体收率高，能耗低。

为了达到以上目的，本发明提供了以下技术方案：

一种用于连续延迟焦化的焦炭塔，包括塔主体、传送带和刮板；所述塔主体的顶部设有产物出口，所述刮板设有用于刮除焦炭的刮片；所述传送带设置于所述塔主体的内部，并且所述传送带的一端为焦化原料的供料端，另一端与所述刮板的刮片相抵触。

现有技术中所述的焦炭塔通常为空塔，虽然能够实现焦化连续操作，但是除焦仍为间歇操作，即每一个焦炭塔反应一段时候后焦炭积累过多，必须停止使用，经过冷塔、除焦、暖塔之后重新使用。以上除焦过程不仅大大降低了生产效率，而且消耗了大量热量。

本发明正是基于此，优化了焦炭塔的内部结构，使其实现焦化与除焦同步进行，省去了除焦消耗的时间和热量，提高了生产效率，并降低了能耗。

具体地，焦化原料在加热炉中经过加热，之后进入焦炭塔，并被输送至所述传送带的供料端，再被传送至末端，在此期间原料经过了一定时间的焦化，产生的油气产物可以直接从塔顶部流出，而副产物焦炭因停留在传动带上会被末端的刮板刮除，掉下来的焦炭被收集，或者直接落至塔的底部被定期收集。由于以上过程中，供料、焦化、除焦均为连续性操作，因此整个焦化过程为完全连续化，不需要冷塔、暖塔的步骤。

本发明所述的塔主体可采用传统的保温塔，结构亦可与现有空塔相同。

本发明所述的传动带的材质不受限制，只要耐受高温即可，其传动动力亦不受限制。

本发明所述的刮板的材质也不受限制。

在以上基础上，该焦炭塔的结构可以进一步优化，例如：

优选地，所述刮片为多个，所述多个刮片优选呈圆周分布，并且沿圆周可转动。

设置多个转动的刮片不仅可以提高效率，而且可以提高刮除率。

优选地，所述刮片的转动方向与所述传送带的传动方向相反。

传动方向可以增加刮片与传动带之间的撞击力，提高刮除效果，尤其对顽固焦炭有效。

优选地，所述塔主体的内部设有用于向所述传送带供热的加热器。

焦化物料输送至传送带的过程中会有一定温降，影响液体收率。而本发明设置加热器可以补热，使其保持在适宜的焦化温度，提高液体收率。为了不影响油气的输出，所述加热器优选位于所述传送带的下方。

本发明所述的焦炭塔主要用于延迟焦化，但本发明对其应用并不做限制。其组成的延迟焦化系统通常如下：

包括加热炉和上文所述的焦炭塔，所述加热炉和所述焦炭塔通过管线连接。

优选地，所述管线出口位于所述供料端的正上方，这样可以借助重力进料，降低输送能耗，还可以增加原料的蒸发面积，提高焦化效率。

本发明的延迟焦化系统在焦炭塔的下游可设置常规的分馏塔、冷却器等。

利用上文所述的焦炭塔实现连续延迟焦化方法，包括下列步骤：

经过加热的焦化原料连续进入焦炭塔内，在预设时间内被所述传送带从所述供料端输送至末端，期间发生焦化反应产生的焦炭被所述刮板刮出，产生的油气产物从所述产物出口输出；

所述加热为加热至450-520℃，所述预设时间为1-18h，例如5h、10h、15h、18h等。

如上文所述原理，该工艺可以实现完全连续焦化、除焦，因此生产效率高，能耗低。

为了降低焦炭生成率，提高油气生成量，所述加热优选为加热至480-500℃，例如485℃、490℃、495℃、496℃等，所述预设时间优选为2-4h，更优选3-4h。

同样，可以设置加热器，以便在所述焦化反应时，向所述传送带加热使焦化原料保持在进料时的温度。即增加补热过程，提高油气收率。

综上，与现有技术相比，本发明达到了以下技术效果：

(1)实现焦化和除焦同步操作，并且均为连续操作，从而实现完全连续焦化工艺。

(2)提高了生产效率。

(3)降低了能耗。

(4)提高了液体收率，降低了焦炭生产量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的焦炭塔的主视图。

附图标记：

1-焦化原料，2-转油线，3-焦化油气产物，4-塔主体，5-温降的焦化原料，6-传送带，7-刮板，8-密闭储焦池，9-加热器，10-烧焦烟气，11-烧焦火嘴，12-焦炭。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

一种焦炭塔：

包括塔主体、传送带和刮板；所述塔主体的顶部设有产物出口，所述刮板设有用于刮除焦炭的刮片；所述传送带设置于所述塔主体的内部，并且所述传送带的一端为焦化原料的供料端，另一端与所述刮板的刮片相抵触。

该焦炭塔能实现焦化与除焦同步进行，工作原理为：

焦化原料在加热炉中经过加热，之后进入焦炭塔，并被输送至所述传送带的供料端，再被传送至末端，在此期间原料经过了一定时间的焦化(传送带相当于一个可连续移动物料的停留床)，产生的油气产物可以直接从塔顶部流出，而副产物焦炭因停留在传动带上会被末端的刮板刮除，掉下来的焦炭被收集，或者直接落至塔的底部被定期收集。由于以上过程中，供料、焦化、除焦均为连续性操作，因此整个焦化过程为完全连续化，不需要冷塔、暖塔的步骤。

该焦炭塔的结构可以进一步优化，例如：

优选地，所述刮片为多个，所述多个刮片优选呈圆周分布，并且为可转动。

设置多个转动的刮片不仅可以提高效率，而且可以提高刮除率。

优选地，所述刮片的转动方向与所述传送带的传动方向相反。

传动方向可以增加刮片与传动带之间的撞击力，提高刮除效果，尤其对顽固焦炭有效。

优选地，所述塔主体的内部设有用于向所述传送带供热的加热器。

焦化物料输送至传送带的过程中会有一定温降，影响液体收率。而本发明设置加热器可以补热，使其保持在适宜的焦化温度，提高液体收率。为了不影响油气的输出，所述加热器优选位于所述传送带的下方。加热器的类型不作限制，可以在一个密闭容器内设置烧焦火嘴对传送带加热。

实施例2

一种焦炭塔：

如图1所示，包括塔主体4，塔主体4内部设有传送带6、刮板7和加热器9。

所述塔主体4的顶部设有产物出口。

所述刮板7设有用于刮除焦炭的多个刮片，多个刮片呈圆周分布，并且为可转动。

所述传送带6的一端为焦化原料1的供料端，另一端与所述刮板7的刮片相抵触，传送带6的传动方向与刮片的转动方向相反。

所述加热器9位于所述传送带6的下方，用于向所述传送带6补热，加热器9为一个设有排烟口的密闭容器，容器内设置烧焦火嘴11，以对传送带6加热。

焦炭塔底部设有密闭储焦池8，用于收集刮板7刮下的焦炭12。

实施例3

一种连续延迟焦化系统：

包括依次管线连接的加热炉、焦炭塔和分馏塔，并且加热炉从焦炭塔的顶部供料。

焦炭塔的结构同实施例2。

该系统延迟焦化的工艺为：

在加热炉内对焦化原料1加热，加热炉出口的焦化原料温度为450-520℃，经过加热炉与焦炭塔之间的转油线2进入连续焦炭塔，转油线2温降大约10-15℃，温降的焦化原料5依重力向下流动停留在连续传动的传送带6上，传送带6顺时针转动，焦化原料1在传送带6上进行焦化反应，焦化油气产物3由顶部离开去分馏塔，焦化原料1在传送带6上的停留时间为1-18h，优选2-4h，在传送带6尾部的刮板7逆时针转动，带出在传送带6上的焦炭，焦炭12依重力直接进入焦炭塔底部的密闭储焦池8中，并且高温焦炭12可以作为很好的热源使用，在传送带6下部设置加热器9，加热器9产生的烧焦烟气10由底部排出装置，补充的热量可以使进入焦炭塔的原料温度提高2-8℃。

以下实施例均采用实施例3的系统完成。

实施例4

加热炉出口480℃的焦化原油经过温降10℃的转油线后进入连续焦化反应器，原料在连续传动的传送带上停留2h，底部补热区补热使原料进入传送带的温度提高了3℃为473℃，焦化之后进行常规分馏。

实施例5

加热炉出口496℃的焦化原油经过温降10℃的转油线后进入连续焦化反应器，原料在连续传动的传送带上停留3h，底部补热区补热使原料进入传送带的温度提高了4℃为490℃，焦化之后进行常规分馏。

实施例6

加热炉出口500℃的焦化原油经过温降10℃的转油线后进入连续焦化反应器，原料在连续传动的传送带上停留4h，底部补热区补热使原料进入传送带的温度提高了3℃为493℃。

实施例7

加热炉出口500℃的焦化原油经过温降10℃的转油线后进入连续焦化反应器，原料在连续传动的传送带上停留3h，底部补热区补热使原料进入传送带的温度提高了3℃为493℃，焦化之后进行常规分馏。

实施例8

加热炉出口500℃的焦化原油经过温降10℃的转油线后进入连续焦化反应器，原料在连续传动的传送带上停留3h，底部补热区补热使原料进入传送带的温度提高了6℃为496℃，焦化之后进行常规分馏。

实施例9

加热炉出口500℃的焦化原油经过温降10℃的转油线后进入连续焦化反应器，原料在连续传动的传送带上停留3h，底部补热区补热使原料进入传送带的温度提高了7℃为497℃，焦化之后进行常规分馏。

实施例10

加热炉出口450℃的焦化原油经过温降10℃的转油线后进入连续焦化反应器，原料在连续传动的传送带上停留18h，底部补热区补热使原料进入传送带的温度提高了7℃为447℃，焦化之后进行常规分馏。

实施例11

加热炉出口520℃的焦化原油经过温降10℃的转油线后进入连续焦化反应器，原料在连续传动的传送带上停留1h，底部补热区补热使原料进入传送带的温度提高了7℃为517℃，焦化之后进行常规分馏。

对比例

加热炉出口500℃的焦化原油经过温降10℃的转油线后490℃进入焦炭塔(为现有的空塔)，焦炭塔操作周期为24h，焦化之后进行常规分馏。

检测以上所有实施例的焦化结果，如表1所示。可见，本发明的焦炭量显著降低，汽油生产量显著提高。

表1

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。