[发明专利]延迟焦化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及延迟焦化工艺，并且更具体地涉及用于制造如下焦炭的延迟焦化工艺，所述焦炭在焦炭坑(coke pit)中或者在随后的运输和处理过程中不倾向于燃烧。

背景技术

延迟焦化是在精炼厂中用于将重质油转化成有用的较轻质产物的若干种类型工艺中的一种。在延迟焦化装置中，在连续操作工艺炉中将所述重质油进料加热以实现有限程度的热裂化，在此之后，使其进入大的、垂直方向的圆柱形容器或焦化塔，在该容器或焦化塔中发生焦化反应。术语“延迟”焦化装置指如下事实，即焦化反应不发生在炉中，而是被延迟直到所述油进入所述焦炭塔。在所述焦炭塔中，大的油分子被进一步热裂化以形成另外的较轻质的产物和填充所述容器的残留焦炭。所述较轻质的烃作为蒸气从所述塔流出，并且被进一步加工成燃料产品。所述焦炭逐渐积聚在所述塔中直到它几乎被焦炭充满。当所述塔几乎被充满时，将来自所述炉的热油导入未用过的焦炭塔，同时将所述充满的焦炭塔除焦。所述除焦周期包括将所述塔冷却和减压，将其用水蒸汽吹洗以除去残余的烃蒸气，打开在所述塔上的塔顶和塔底的盖(罩)，和然后使用高压喷水枪或机械切割工具将所述焦炭从所述塔中移除。所述焦炭从所述塔的底部掉出到坑(pit)中，其中水被排干并且传送装置将所述焦炭送至仓库或铁路车处。然后关闭所述塔并使其准备好进行另一焦化周期。

延迟焦化装置的原料通常是在原油分馏装置中分离的原油的最重质(最高沸点)馏分，所述原油分馏装置通常包括常压蒸馏塔和减压塔。形成的焦炭的性质高度取决于进料到所述焦化装置的原料的特性以及取决于在所述焦化装置中使用的操作条件。尽管所形成的焦炭通常被认为是低价值的副产物，但取决于其等级，其可以具有一些作为燃料(燃料级焦炭)、用于铝生产的电极(阳极级焦炭)的价值。通常，所述延迟焦化装置被认为产生具有不同价值、外观和性质的三种类型的焦炭。针状焦炭、海绵状焦炭和球状焦炭是最普通的。针状焦炭是三个品种中质量最高的，其价格较高；当进一步热处理时，针状焦炭具有高导电性(和低热膨胀系数)，并且用于制造在电弧钢生产中的电极。它的硫和金属含量低，并且通常由一些包括较多芳族原料的较高质量焦化装置原料生产，例如来自催化裂化器的油浆和澄清油以及热裂化焦油。通常其不通过将渣油类型的进料焦化来形成。海绵状焦炭，一种较低质量的焦炭，在精炼厂中最经常由如下原料形成：具有大量沥青质、杂原子和金属的较低质量精炼厂焦化装置原料。如果硫和金属含量足够低，海绵状焦炭可用于制造用于铝工业的阳极。如果硫和金属含量对于该目的而言过高，则所述焦炭可用作燃料。名称“海绵状焦炭”来自于其多孔的海绵状外观。使用减压渣油原料，常规的延迟焦化工艺通常将产生海绵状焦炭，其被制造为结块的料块，所述料块需要深入的除去工艺，包括钻孔和喷水技术。

球状焦炭被认为是最低质量的焦炭。术语“球状焦炭”来自于其球形或卵形的球状形状，通常直径在约1至约10mm范围内。与其它类型的焦炭类似，球状焦炭有结块成更大的料块的倾向，尤其在与海绵状焦炭混合的情况下，有时所述料块直径大于一英尺。这可能导致精炼厂设备和加工问题。球状焦炭通常由最低质量的高树脂-沥青质进料生产，并且是良好的高硫燃料源，其特别用于水泥窑和钢制造中。还存在另一种焦炭，其被称为“过渡焦炭”，并且其指形态在海绵状焦炭和球状焦炭的形态之间的焦炭。例如，焦炭具有大部分海绵状物理外观，但有证据表明小的球状球体开始形成为分离的形状。术语“过渡焦炭”还可以指球状焦炭与海绵状焦炭结合在一起的混合物。