加工劣质重油的灵活焦化工艺装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及石油加工中的炼油厂焦化工艺，特别涉及一种采用提升管式反应 器加工劣质重油的灵活焦化工艺装置。
【背景技术】
[0002] 21世纪中国炼油工业将面临发展和风险共存的局面。由于不断增长的油品以及为 石油化工提供原料的需求将决定中国炼油工业在新世纪内有一定的发展速度，但是受石油 资源等因素的限制它将同时面临巨大风险。假如说，上世纪80、90年代中国炼油工业在含 硫原油加工方面有重大突破的话，那么21世纪中国炼油工业的重要发展方向之一就是要 大力发展重质原油（超重质原油）的加工，独立自主地开发更高效的焦化工艺就是在这样 一个背景下提出的。
[0003] 重油加工可分为催化加工和非催化加工。催化加工工艺包括重油催化裂化，渣油 固定床加氢（VRDS)和正在开发的悬浮床加氢裂化等工艺。非催化加工包括减粘裂化、焦化 和溶剂脱沥青等工艺。
[0004] 延迟焦化是炼油厂大量应用的渣油转化技术，是美国、中国、委内瑞拉、印度、加拿 大等国渣油轻质化的主要手段，全球共有170余套渣油延迟焦化装置在运行，总加工能力4 亿吨以上，我国2012年延迟焦化加工能力已达1. 13亿吨。美国和中国的大型石油公司都 拥有自主的渣油延迟焦化成套技术。流化焦化是50年代由EXXON公司开发的一种焦化工 艺技术。以后，在此基础上又开发成功灵活焦化工艺。与延迟焦化工艺相比，这二个工艺具 有原料和操作柔性化高，具有反应温度高、液体收率高，焦炭（流化焦化）及气体收率较低 等优点，尤其是装置清洁生产和环境保护方面比延迟焦化有很大的改善。早期流化焦化生 成大量没有合适用途的焦粉，以及投资和加工费较高等原因，在工业上推广和应用少于延 迟焦化工艺。灵活焦化由于配置有焦粉气化设备，可将焦粉转化成低热值瓦斯，基本上不生 成焦粉。但是，灵活焦化中也出现流化状况不佳、流化床明显晃动现象，已经反应器结焦速 率快等问题。
[0005] 提升管反应器在重油催化裂化领域已有一些应用，特别是为了提高轻质油收率并 直接生产清洁油品，近年来出现了不同形式反应器系统的重油催化裂化工艺技术，如两段 提升管催化裂化技术（TSRFCC)、多产异构烷烃催化裂化技术（MIP)以及催化裂化汽油辅助 反应器改质技术等。例如，中国专利CN201020699182. 3公开了一种有利于加工劣质重油 的单提升管反应器。是将提升管以烯烃为界分成进料反应区，烯烃反应区，总反应深度控制 区，进料反应区出口设计一段直径比进料段小的喉管式缩径喉管结构，在喉管处连接有低 压蒸汽管；烯烃反应区中下段的提升管冷却段的直径大于所述进料段的直径，在提升管冷 却段上设有取热管，该取热管组的入口与低压饱和蒸汽连接，出口与过饱和蒸汽线连接；总 反应深度控制区的入口为一段直径比进料段喉管直径小的喉管式缩径喉管结构，在喉管处 连接有低压蒸汽管。达到较大比例加工重质原料油，优化了产品分布，汽柴油收率高，汽油 烯烃较低、异构烷烃增加明显，降低焦炭产率的目的。又如，中国专利CN1258562公开了一 种用于流化催化转化的提升管反应器，该反应器的横截面圆的直径随反应器高度不同而连 续变化，最小直径与反应器总高度之比为0. 003~0. 1:1。该设计对于需要反应时间较长、 反应空速较低的催化转化工艺，如多产气态烯烃工艺，保证了足够的反应时间和反应空速， 大大降低了反应器的高度，节省了投资。然而，对于提升管反应器在重油加工中，特别是非 催化裂化的焦化工艺中的应用，仍很少见于现有技术。
[0006] 因此，如何设计一种灵活焦化工艺装置，使其可以解决现有技术中所存在的上述 缺陷，即成为本领域技术人员亟待解决的问题。 【实用新型内容】
[0007] 本实用新型的目的在于提供一种加工劣质重油的灵活焦化工艺装置，使其可以改 善灵活焦化常见的流化状况不佳的问题。
[0008] 为实现上述目的，本实用新型提供一种加工劣质重油的灵活焦化工艺装置，包 括：
[0009] -提升管式反应器，该提升管式反应器设置有一上部出口、一下端开口、一第一焦 炭载体入口及一进料口，该上部出口及该下端开口分别设置于该提升管式反应器的上下两 端，该第一焦炭载体入口设置于该提升管式反应器的侧下方，该进料口设置于该提升管式 反应器的中下部，并且，该进料口连接一雾化蒸汽入口及一原料油入口；
[0010] 一沉降器，该提升管式反应器的上部出口伸入该沉降器内，并该沉降器具有一上 部出口；
[0011] 一再生器，该沉降器设置于该再生器的上部，并该再生器具有一下部出口及一第 一焦炭载体出口，该第一焦炭载体出口设置于该再生器的侧下部。
[0012] 通过上述灵活焦化工艺装置，本实用新型可以一提升管式反应器作为灵活焦化工 艺中的反应器来进行一焦化反应，所述焦化反应为：以劣质重油为原料油，在所述提升管式 反应器中进行热裂解，制取全馏分的油气和焦炭。具体而言，该灵活焦化工艺装置使用方 法如下：从该提升管式反应器的一下端开口输入提升蒸汽，并从提升管式反应器侧下方的 一第一焦炭载体入口输入热焦炭载体，使得热焦炭载体在提升蒸汽的作用下以流体状向该 提升管式反应器的上部行进；从该提升管式反应器中下部的一进料口输入雾化蒸汽和原料 油，使得原料油以喷雾形式进入该提升管式反应器，并附着在热焦炭载体表面，随热焦炭载 体一起向上运动；使原料油在该提升管式反应器内边上升边进行该焦化反应，反应过后原 料油中的重烃组分热裂解为全馏分的油气（包括气相烃组分、石脑油、柴油和蜡油等）和焦 炭粉末，热焦炭载体为焦化反应提供热量后变为冷焦炭载体；将全馏分的油气、焦炭粉末、 冷焦炭载体以及原料油中未反应完全的重烃组分沿该提升管式反应器的上部出口输入该 沉降器内，而后将其中的全馏分的油气沿沉降器上部出口排出，收集焦炭粉末，并使原料油 中未反应完全的重烃组分落入该再生器并自该再生器的下部出口排出，以及使冷焦炭载体 落入该再生器并自该再生器侧下部的一第一焦炭载体出口排出。
[0013] 其中，该进料口的管路与该提升管式反应器呈30~45°的角度。
[0014] 其中，该提升管式反应器的中部设置有一循环油回流入口，与该再生器的下部出 口连接。原料油中未反应完全的重烃组分在沉降器和再生器中被冷却，经过该再生器的下 部出口排出后，沿循环油回流入口重新进入该提升管式反应器，再次进行焦化反应。
[0015] 其中，该提升管式反应器上部设料位控制。
[0016] 其中，该提升管式反应器的高度为10~20米，较佳为18米。
[0017] 其中，该提升管式反应器的直径为150mm~200mm。
[0018] 其中，还包括一加热器，与该提升管式反应器的第一焦炭载体入口及该再生器的 第一焦炭载体出口相连接。该加热器用于将该第一焦炭载体出口排出的冷焦炭载体加热为 热焦炭载体，再从该第一焦炭载体入口输入该提升管式反应器。焦炭载体在该加热器、该提 升管式反应器、该沉降器及该再生器之间的循环为通过提升蒸汽来维持，焦炭载体循环的 推动力由再生器和加热器的压力平衡参数决定。
[0019] 其中，于该提升管式反应器的第一焦炭载体入口与该加热器的连接管路上设置有 一滑阀。焦炭载体的循环量通过该滑阀来控制，滑阀的滑动接触表面使用硬质表面处理使 磨损最小化，焦炭管线（包括烟道气）使用独特的耐热/耐磨衬里。
[0020] 其中，还包括一气化器，与该加热器连接，并且该气化器具有一空气入口及一蒸汽 入口。该气化器用于将焦化反应所生成的焦炭粉末，与该空气入口输入的空气和该蒸汽入 口输入的蒸汽进行反应，生成含有C0 2、C0、氏和惰性气体的合成气以及热量。所述合成气 携带反应所生成的热量，与未反应完全的焦炭粉末、空气和蒸汽一并被送入到加热器中，用 于加热器床层流化和热量传递。由此，加热器中的冷焦炭载体被加热为热焦炭载体，焦炭粉 末大部分从加热器下部的焦粉排出口排出，小部分焦炭粉末夹杂在气体中。
[0021] 其中，还包括一回收系统，连接于该加