一种降低延迟焦化反应油气焦粉含量的装置的制作方法

本技术涉及石油炼制领域中的延迟焦化技术，具体为一种降低延迟焦化反应油气焦粉含量的装置，更具体来说，利用该装置对焦化塔反应油气进行换热、过滤、洗涤、离心分离、再洗涤等工艺处理，将油气中大部分焦粉洗涤至循环油，从而降低进分馏塔的反应油气焦粉含量。

背景技术：

1、延迟焦化工艺作为重油加工的重要手段，具有适应性高、投资低、柴汽比高等优势，是现代炼油厂中仅有的一种间歇-连续的加工工艺。延迟焦化工艺一般以碳氢比高的重质油(如减压渣油，稠油等)为原料，通过加热炉快速达到反应所需温度，并迅速离开加热炉到达焦化塔，借助其原料自身携带的热量先在一座焦炭塔内生焦，到一定高度后切换到另一座焦炭塔继续生焦。焦炭塔中焦化反应生成油气从塔顶逸出后至焦化分馏塔进行分馏，主要分馏成焦化富气、焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油和塔底循环油等。

2、然而，焦炭塔前往分馏塔的反应油气会携带大量焦粉，并在分馏过程中进入下流产品，进而对下游加氢、催化等工艺造成严重影响。通过控制操作温度、操作压力和循环比等操作参数可以缓解焦粉携带，且操作方便。但是其脱除焦粉的效果有限，还需进一步通过技术改造降低焦化产品中携带的焦粉。

3、中国专利(cn111117684a)公开了一种塔顶油气在线脱除焦粉的装置及方法，包括旋流分离器和焦粉排料系统，旋流分离器包括分离器罐体和多个旋流单管，其中多个旋流单管通过支撑板连接安装在分离器罐体内部；焦粉排料系统包括焦粉仓和压力平衡管，其中焦粉仓顶部与旋流分离器的底部之间通过星型阀和第一闸阀连接，压力平衡管连接焦粉仓的上部，从而将焦粉仓与油气管线连接，焦粉仓底部连接卸料闸阀；此外，焦粉仓上部还设置有带压进气口。此装置可以减少焦粉进入分馏塔堵塞塔盘，避免焦化产品携带焦粉进入下游装置并影响下游精制装置的催化剂活性和装置的长周期运行。但是该装置仅依靠旋流除焦，除焦效果有限，且易引起旋流器内的结焦，进而造成堵塞。

4、中国专利(cn112048330a)公开了一种减少延迟焦化分馏塔焦粉的工艺及装置，通过在反应油气进入分馏塔前设置油气蜡油换热喷头、油气循环油洗涤喷头、气液分离分布器、气液分离罐、旋流脱液器等，对反应油气进行降温、洗涤、焦粉捕捉、气液分离、脱液脱焦粉等工艺处理，使反应油气中携带的大部分焦粉被洗涤至液相循环油中，循环油中的焦粉再通过过滤器除去，从而减少进入分馏塔反应油气的焦粉含量。通过减少进入分馏塔的油气量和降低油气温度，降低了分馏塔下部的油气线速，通过节省分馏塔下部用于调节循环比的换热板，增加了油气中焦粉沉降空间，通过设置蜡油下回流喷淋分布器，补充洗涤油气，进一步减少了分馏塔侧线及塔顶产品的焦粉含量。该实用新型可有效减少随油气进入分馏塔的焦粉量和减少随油气进入侧线产品的焦粉量，进而改善延迟焦化装置的产品质量，延长延迟焦化装置及下游装置的运行周期，节省操作费用。但是装置占地面积大，急冷后油气损失的热量再利用率低，其对于微小焦粉颗粒脱除效果一般。

5、因此，有必要设计一种降低延迟焦化反应油气焦粉含量的方法与装置，同时采用换热、过滤、洗涤、离心分离、再洗涤等工艺处理，充分降低进分馏塔的反应油气焦粉含量，且装置不易堵塞。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种降低延迟焦化反应油气焦粉含量的方法与装置，此方法可有效降低进分馏塔的反应油气焦粉含量，进而改善延迟焦化装置产品质量，延长延迟焦化装置及下游装置的运行周期。

2、本实用新型的目的之一是提供一种对延迟焦化急冷油气脱除焦粉的方法：

3、通过对反应油气进行换热、过滤、洗涤、离心分离、再洗涤等工艺处理，将焦炭塔反应油气中大部分焦粉洗涤至循环油，从而减少进入分馏塔油气的焦粉含量。具体包括以下步骤：

4、(a)焦炭塔反应油气从油气进口入脱焦罐的下部，与换热循环油分布器喷出的雾化换热循环油接触换热。换热过程中，雾化换热循环油吸热气化，油气放热冷却，油气中重油组分冷凝。换热循环油为经过滤器除焦后的循环油分流，换热循环油进料流量由温度计根据反应油气进气温度通过自动调节阀调整；

5、(b)换热后的油气向上流过折流板除雾器。流动过程中，油气中液相和固相组成的雾沫在波形板表面上积聚成液滴，一部分被折流板除雾器拦截，没有被拦截的微小焦粉颗粒随气体继续上升；

6、(c)过滤后的油气与洗涤循环油分布器喷出的雾化洗涤循环油对冲洗涤，同时对折流板除雾器进行反冲洗。洗涤循环油为经过滤器除焦后的循环油分流，洗涤循环油进料流量由流量计根据反应油气进气流量通过自动调节阀调整；

7、(d)洗涤后的油气混合雾化洗涤循环油切向进入旋流芯管，在离心旋流的作用下，气相由旋流芯管溢流口上升至扩散管，液相携带微小焦粉颗粒在离心力的作用下由旋流芯管底流口沉降到脱焦罐底；

8、(e)旋流分离后的油气经扩散管减速，与再洗涤蜡油喷头喷出的雾化再洗涤蜡油对冲洗涤。再洗涤过程中，焦粉颗粒充分被雾化蜡油捕捉，回流至旋流芯管，再洗涤后的脱焦油气上升由油气出口流往分馏塔。洗涤蜡油为分馏塔分馏蜡油分流，洗涤蜡油进料流量由温度计根据脱焦油气进分馏塔温度通过自动调节阀调整；

9、(f)含焦粉的循环油从循环油出口流出，经过滤器去除焦粉后，一部分流往换热循环油分布器和洗涤循环油分布器，另一部分流往分馏塔。

10、在一个优选的实施方式中，该方法还包括以下步骤：在步骤(a)中，换热循环油分布器喷出的雾化液滴平均粒径为0.7-1.1mm。

11、在另一个优选的实施方式中，在步骤(c)中，洗涤循环油分布器喷出的雾化液滴平均粒径为0.6-0.9mm，洗涤循环油流量为焦化塔反应油气流量的0.8％-1.5％。

12、在另一个优选的实施方式中，在步骤(d)中，再洗涤蜡油喷头喷出的雾化液滴平均粒径为1-2mm，脱焦油气的温度为370℃-400℃。

13、本实用新型的目的之二是提供对延迟焦化急冷油气脱除焦粉的装置，该装置包括：位于焦炭塔之后、分馏塔之前的脱焦罐，其特征在于，包括：所述脱焦罐的罐体从底部至顶部设置有循环油出口、油气进口、换热循环油分布器口、洗涤循环油分布器口和油气出口；

14、所述脱焦罐的内部由上至下设置有隔板和折流板除雾器，所述隔板上均匀分布有多根旋流芯管，该旋流芯管侧进口位于所述洗涤循环油分布器口下侧，所述洗涤循环油分布器口位于所述隔板下侧，所述旋流芯管底流口穿过所述折流板除雾器伸入罐体的底部，所述旋流芯管溢流口穿过所述隔板与扩散管的底部相连；每根所述扩散管的上方对应设有洗涤蜡油喷头；所述隔板上还设有溢流管；

15、焦炭塔反应油气从油气进口进入脱焦罐的下部，与经换热循环油分布器口(h)进入脱焦罐的换热循环油接触换热，使换热循环油吸热气化，油气放热冷却，油气中重油组分冷凝；换热后的油气向上流过所述折流板除雾器，使油气中液相和固相组成的雾沫积聚成液滴，一部分被折流板除雾器拦截，没有被拦截的微小焦粉颗粒随气体经旋流芯管继续上升；过滤后的油气与经所述洗涤循环油分布器口进入的雾化洗涤循环油对冲洗涤，同时对折流板除雾器进行反冲洗；洗涤后的油气混合雾化洗涤循环油切向进入旋流芯管，在离心旋流的作用下，气相由旋流芯管溢流口上升至扩散管，液相携带微小焦粉颗粒在离心力的作用下由旋流芯管底流口沉降到脱焦罐底；旋流分离后的油气经扩散管减速，与所述洗涤蜡油喷头喷出的雾化再洗涤蜡油对冲洗涤，在洗涤过程中，焦粉颗粒充分被雾化蜡油捕捉，回流至所述旋流芯管，洗涤后的脱焦油气上升经所述油气出口流往分馏塔；含焦粉的循环油从循环油出口流出，经过滤器去除焦粉后，一部分流往换热循环油分布器和洗涤循环油分布器，另一部分流往分馏塔。

16、所述循环油出口通过过滤器经循环油管道与分馏塔相连；所述油气进口连接反应油气管道，该反应油气管道的分支经第二温度计和第二自动调节阀连接换热循环油管道；所述换热循环油分布器口连接换热循环油管道；所述洗涤循环油分布器口连接洗涤循环油管道，该洗涤循环油管道经第三自动调节阀分别与换热循环油管道、循环油管道相连；所述洗涤蜡油喷头经洗涤蜡油管道与分馏塔相连，该洗涤蜡油管道上设有第一自动调节阀；所述油气出口连接脱焦油气管道。

17、所述换热循环油为经过滤器除焦后的循环油分流，换热循环油进料流量由第二温度计根据反应油气进气温度通过第二自动调节阀调整；所述洗涤循环油为经过滤器除焦后的循环油分流，洗涤循环油进料流量由流量计根据反应油气进气流量通过第三自动调节阀调整；所述洗涤蜡油为分馏塔分馏蜡油分流，洗涤蜡油进料流量由第一温度计根据脱焦油气进分馏塔温度通过第一自动调节阀调整。

18、在一个优选的实施方式中，所述换热循环油分布器和所述洗涤循环油分布器为树枝状分布器，换热循环油分布器距离油气进口的距离为罐体长度的0.1-0.3。

19、在另一个优选的实施方式中，所述折流板除雾器由屋脊式折流板组成，除雾器针对100-150μm以上颗粒设计除雾效率超过99％。

20、在另一个优选的实施方式中，所述扩散管为锥状管，扩散管高度为旋流芯管溢流口柱段直径的20-50，扩散管锥度为0.08-0.2。

21、在另一个优选的实施方式中，所述再洗涤蜡油喷头为射流式喷头，再洗涤蜡油喷头距离扩散管顶部高度为扩散管高度的0.3-0.55。

22、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是

23、(1)本实用新型的换热、折流除雾、洗涤、离心分离和再洗涤等过程实现了油气与蜡油的混合传质，促进了油气中焦粉和重油组分向蜡油中富集。同时，换热循环油分布器、洗涤循环油分布器和再洗涤蜡油喷头的喷出方向与油气流动方向相反，产生的逆混合作用有效降低了油气的气速，结合扩散管降低气速提高静压的作用，充分强化了混合传质，有益于蜡油捕捉油气中的焦粉和重油组分；油气通过折流板除雾器除去油气中泡沫焦等较大焦粉颗粒及部分重油组分，又经旋流器进一步离心分离脱除油气中大量重油组分和焦粉颗粒，然后在再洗涤蜡油喷头喷出的再洗涤蜡油的对冲洗涤下，充分脱除油气中微小焦粉颗粒，最后从罐体上部的油气出口流往分馏塔，较只采用离心分离装置的情况明显降低了二次夹带。

24、(2)本实用新型的一种对油气换热洗涤的装置，换热循环油分布器与洗涤循环油分布器之间加设折流板除雾器、气液分离后增加二次深度洗涤，大幅提高了脱焦效率，实现对微米级焦粉颗粒的充分脱除。此外，携带焦粉的循环油经过滤器除焦后循环利用，从而达到较好的经济效益。

25、(3)本实用新型的方法和装置提高了延迟焦化装置运行周期，降低了延迟焦化产品焦粉含量，适用于对延迟焦化急冷油气脱除焦粉，也适用于气体中有害物质去除等装置，适合在石油化工行业中大力推广。