一种新型延迟焦化装置放空塔的制作方法

1.本发明涉及一种放空塔，更具体一点说，涉及一种新型延迟焦化装置放空塔，属于石油化工领域。


背景技术：

2.如图1所示为现有技术中放空塔结构示意图，其为延迟焦化装置传统的放空塔，焦炭塔改放空来的高温油气通过进气分布管进入放空塔后，与放空塔洗涤油在塔盘间逆向接触冷却，由于焦炭塔改放空初期气速非常高，回流中的重组分和焦粉容易被携带到放空塔顶系统，进入塔顶油水分离罐后导致油水难以分离，这种塔设计较简单，仅仅靠塔盘或人字挡板进行气液接触，气液接触不充分，液体分配不均匀，导致换热效果和洗涤效果差，焦粉夹带严重。
3.延迟焦化是渣油深度热裂化反应的一种热加工过程，其特点是对原料的适应性强、工艺成熟、投资低，是重要的渣油加工工艺，它将原料加热到反应温度500℃，在短停留时间下，原料基本不发生或少量发生裂化反应就迅速离开加热炉进入焦炭塔内，借助自身热量，进行热裂化和缩合反应，一般24小时为一个生焦周期，两个或者四个焦炭塔切换生产，切换后的老塔经过吹气、给水冷却后打开塔进行水力除焦，焦炭塔在吹汽和给水冷焦时产生大量的高温油气，放空塔对这部分高温油气进行冷却和洗涤，洗涤后的污油一般作为焦炭塔急冷油回炼，不凝气回到焦化富气压缩机入口，如图2所示为现有技术中使用放空塔原理结构示意图典型流程，使用传统放空塔，在焦炭塔改放空操作结束后，放空塔循环油温度逐步降低，如果循环油系统没有加热器，塔底容易出现冷凝水，当下一次改放空时，高温油气进入放空塔引起塔底冷凝水汽化，导致塔底循环泵抽空，进而引起放空瓦斯气超温，而且这种板式塔经过频繁间歇操作后，塔内件上的附件很容易脱落，当金属件进入管道或者泵体后，也容易引起设备故障，放空塔下部也容易发生结焦，出现焦块坠落塔底造成塔底焦炭积聚、堵塞抽出管道。
4.因此，现有技术具有如下缺点：1、传统板式塔金属内件多，频繁的间歇操作易引起内件脱落，当金属件进入管道或者泵体后，易引起设备故障。2、传统板式塔仅靠塔盘或人字挡板进行气液接触，气液接触不充分，液体分配不均匀，导致换热效果和洗涤效果差，焦粉夹带严重。3、传统放空塔下部容易发生结焦，塔底焦炭积聚会堵塞抽出管道。


技术实现要素：

5.为了解决上述现有技术问题，本发明提供具有能够有效避免塔内结焦以及焦块坠落塔底造成塔底焦炭积聚、堵塞抽出管道等问题的一种新型延迟焦化装置放空塔。
6.为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
7.一种新型延迟焦化装置放空塔，包括放空塔，所述放空塔包括塔体，自上而下在所述塔体内至少设置两级间隔排布的喷淋系统，所述喷淋系统包括与塔体同轴心线的环形管，所述环形管上至少等间距连接有8个喷嘴，每个所述环形管中心处还设有一个与环形管
连通的喷嘴，还包括连接在塔体外表个面上的管道，所述管道延伸进塔体内且其与环形管连通，所述喷嘴的喷口均朝向且呈圆锥形以使物料发散形喷射在塔体内。
8.作为一种改进，所述喷嘴包括圆柱形的腔体，所述腔体上端口开设有内螺纹，所述腔体下端连接有圆锥形的喷头，所述腔体内至少连接有两个挡片，自上而下所述腔体内的挡片呈现螺旋形排布且其螺旋往下。
9.作为一种改进，所述所述喷头纵向截面顶部的夹角为90度以使以90度喷淋角度喷射出物料；所述环形管间间距至少为1200mm。
10.作为一种改进，所述腔体内连接有两个挡片，所述挡片包括低面和高面，所述低面往下凹陷呈弧形，所述高面往上凸起呈弧形，所述低面和高面一体连接，且连接处呈弧形过渡。
11.作为一种改进，还包括外接管道，所述外接管道上下端的外表面上均开设有外螺纹，所述外接管道一端与腔体上端口螺纹连接，另一端连接在环形管上。
12.作为一种改进，每个所述环形管分别连接有1个管道；所述管道、环形管为316l不锈钢。
13.作为一种改进，所述喷嘴压降在0.02mpa～0.1mpa。
14.作为一种改进，所述喷嘴压降为0.1mpa，喷嘴3压降为0.1mpa的雾化粒径d32范围为700～1200μm，且d32＜700μm与d32＞1200μm液滴不超过5％(wt)。
15.作为一种改进，两级喷淋系统中喷嘴总流量：48917kg/h；弹性50～120％；密度：897.2kg/m3；温度：80℃；压力：0.35mpag；压降：不大于0.1mpa；动力黏度：5.18cp；进料硫含量：3.31％wt，经过两级喷淋系统洗涤后塔体内温度为140℃。
16.作为一种改进，在1bar操作压降下，每级喷淋系统上喷嘴总流量1053l/min，单个喷嘴流量可达到58.5l/min流量，雾化粒径d32可达到710μm。
17.有益效果：1、新型放空塔制造更简单，采用空塔喷淋，完全避免了传统板式塔内件脱落导致机泵损坏的问题。
18.2、塔内采用两层喷淋结构，叠加式喷射，结合多种工艺参数选择、组合，使得气液分配更加均匀，接触更加充分，换热效果和洗涤效果更好，特别是采用90
°
喷淋角度，至少为1200mm环形管间间距，保证喷淋层距离1.0米位置处的覆盖重叠率可达到225％，效果显著；
19.3、取消了塔盘设计，有效避免塔内结焦、焦块坠落塔底造成塔底焦炭积聚、堵塞抽出管道的问题。
附图说明
20.图1是现有技术中放空塔结构示意图。
21.图2是现有技术中使用放空塔原理结构示意图。
22.图3是本发明放空塔结构示意图。
23.图4是本发明喷嘴结构示意图。
24.图5是本发明喷嘴剖视图。
25.图6是本发明两级喷淋系统布局示意图。
26.图7是本发明喷淋覆盖图。
27.图8是本发明喷淋覆盖的粒径分布图之一。
28.图9是本发明喷淋覆盖的粒径分布图之二。
29.图10是本发明喷淋覆盖的粒径分布图之三。
30.图11是本发明喷淋覆盖的粒径分布图之四。
具体实施方式
31.以下结合说明书附图，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
32.如图1
‑
11为一种新型延迟焦化装置放空塔的具体实施例，该实施例包括一种新型延迟焦化装置放空塔，包括放空塔，所述放空塔包括塔体1，自上而下在所述塔体1内至少设置两级间隔排布的喷淋系统，所述喷淋系统包括与塔体1同轴心线的环形管2，所述环形管2上至少等间距连接有8个喷嘴3，每个所述环形管2中心处还设有一个与环形管2连通的喷嘴3，喷嘴3材质优选316l不锈钢，还包括连接在塔体1外表个面上的管道4，所述管道4延伸进塔体1内且其与环形管2连通，所述喷嘴3的喷口均朝向且呈圆锥形以使物料发散形喷射在塔体1内，所述喷嘴3包括圆柱形的腔体5，所述腔体5上端口开设有内螺纹，所述腔体5下端连接有圆锥形的喷头6，所述腔体5内至少连接有两个挡片7，自上而下所述腔体5内的挡片7呈现螺旋形排布且其螺旋往下，所述所述喷头6纵向截面顶部的夹角为90度以使以90度喷淋角度喷射出物料，所述环形管2间间距至少为1200mm，优选1400mm；
33.在图3中所示的放空塔回流口6
‑
1、放空塔回流口6
‑
2处安装层支架，环形管2(喷淋管)与支架之间采用栓接的方式安装，层支架用于安装两级喷淋系统，所有的接口采用法兰连接，法兰连接是采用sh/t3406，每层喷淋设计9个喷嘴3，两层喷淋共18个喷嘴3，采用错层布置，本申请创造性的在放空塔内设置两级喷淋系统，将放空塔的洗涤油通过喷淋系统洗涤焦炭塔改放空重油及焦粉，有效解决了放空塔顶油水分离罐分离不清的问题，液体分配更加均匀、气液接触更充分，大幅提高了洗涤效果。
34.具体的：由不同介质密度与流量的换算关系q1/q2＝ρ2/ρ1的平方根关系式，再结合放空塔直径，本技术方案中在每个环形管2上设计9个喷嘴，两级喷淋系统共18个喷嘴3，采用错层布置，单层(级)喷嘴3总流量1053l/min，在1bar操作压降下选择1"fmp406m喷嘴，该种喷嘴为进口实心锥，最大防堵塞通道喷嘴，在1bar操作压降下，该喷嘴流量可达到58.5l/min流量，同时雾化粒径d32可达到710μm，中等均匀雾化粒径在保证与被洗涤介质充分接触反应的同时，能够阻止了循环油的夹带，如图6
‑
8所示，选用90
°
喷淋角度，保证喷淋层距离1.0米位置处的覆盖重叠率可达到225％，效果显著；
35.放空塔参数：
36.最高工作温度：410℃；设计温度：428℃；工作压力：0.1mpa；设计压力：0.35mpa；筒体材质：s11306+q345r；封头材质：s11306+q345r；
37.洗涤油性质：
38.两级喷淋系统中喷嘴总流量：48917kg/h；弹性50～120％；密度：897.2kg/m3；温度：80℃；压力：0.35mpag；压降：≯0.1mpa；动力黏度：5.18cp；进料硫含量：3.31％wt，所述≯表示为不大于；
39.焦炭塔放空油气逆向接触性质：
40.介质：水蒸汽、油气和h2s气体高温油气；流量：正常33000kg/h；弹性50～120％洗涤前温度：410℃；密度：0.79kg/m3动力黏度：0.0239cp；硫含量：0.5％mol；气相压力：
0.17mpa(g)；
41.设计条件：
42.喷嘴压降：≯0.1mpa；两级洗涤后的温度为140℃；喷淋管材质316l不锈钢；法兰连接时采用sh/t3406；
43.喷嘴技术要求：
44.喷嘴3压降≯0.1mpa，优选在0.02mpa～0.1mpa压降之间以保持有效的覆盖面积，喷嘴3在0.1mpa压降下的雾化粒径d32范围700～1200μm，且d32＜700μm与d32＞1200μm液滴不超过5％(wt)，使得保证与被洗涤介质充分接触反应的同时，能够阻止了循环油的夹带；如图8
‑
10所示为在1bar操作压降、采用1cp(动力粘度)、喷嘴3流量58.6l/min时，雾化粒径d32＝710μm时，各个喷淋覆盖的粒径分布图，能够实现液分配更加均匀，接触更加充分，换热效果和洗涤效果更好。
45.喷嘴3防堵塞要求：考虑到焦化分馏塔底循环油、放空塔底油及密闭除焦尾气中含有少量焦粉，要求喷嘴必须要有优秀的防堵塞性能，本申请喷嘴3内部结构优选采用一次性熔模铸造，使得该喷嘴3内腔最大通径可达到10.3mm，保证了喷嘴在使用过程中的畅通性，具体的：喷嘴3包括圆柱形的腔体1，腔体1内连接有两个挡片7，挡片7包括低面和高面，低面往下凹陷呈弧形，高面往上凸起呈弧形，低面和高面一体连接，且连接处呈弧形过渡，还包括外接管道8，所述外接管道8上下端的外表面上均开设有外螺纹，所述外接管道8一端与腔体1上端口螺纹连接，另一端连接在环形管2上，每个所述环形管2分别连接有1个管道4，所述管道4、环形管2为316l不锈钢；
46.拆卸及耐磨要求：环形管2(喷淋管)材质316l不锈钢，法兰连接时采用sh/t3406，考虑喷淋层内部连接的易操作性，环形管2(喷淋管)内部堵塞后的可清理性，喷嘴3材质的选用应充分考虑洗涤油含有焦粉颗粒工况，根据喷淋管及流速必须满足耐磨性能要求。
47.最后，需要注意的是，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。