一种脱除焦化油气中焦粉的方法 技术领域
本发明涉及一种脱除焦化装置中焦粉的方法，更具体地说，是一种脱除焦化油气携带的焦粉方法。
背景技术
延迟焦化是一种炼厂加工重劣质渣油的有效经济手段，受到人们普遍重视。目前，国内焦化装置在装置大型化、长周期、优化操作获取最佳经济效益等方面普遍面临提高技术水平的问题。涉及的技术有低循环或超低循环比焦化技术、缩短焦化塔操作周期技术、在线清焦技术等，焦化装置脱除焦粉技术是低循环比技术的一个重要部分。随着操作循环比的降低，分馏塔蒸发段气体量增大，线速高，同时液相负荷减小，造成洗涤焦粉效果变差，普遍遇到焦化瓦斯油甚至焦化汽油、柴油馏出物携带焦粉现象，这一问题严重制约现有焦化装置的扩能操作。
现有的焦化装置采用洗涤的方法脱除焦粉，即在蒸发段设2～5个洗涤板，板上装有浮阀或固舌，板上开有15％～17％的阀孔，含0.01％～0.1％焦粉的油气从板上阀孔以3.5～4.0m/s气速快速穿过，板上有50～80mm液面保持液封，进行液相为连续相、气相为分散相的汽液传热传质过程。在低循环比甚至单程操作过程中，液汽比很小，板上不能形成有效的液封层，由于气体过孔速度大，导致在阀孔处形成大气泡，减小了汽液充分接触机会，影响了其传热传质效果，使得部分焦粉携带到塔上部，出现馏出物带焦粉现象。焦化馏出物携带焦粉，严重影响其后加工过程，如将影响汽、柴油加氢精制装置操作周期及加工成本，影响催化裂化装置操作工况及液收，降低经济效益。
USP4,549,934涉及一种焦化过程，在分馏塔的蒸发区中通过喷嘴将轻焦化瓦斯油或重焦化瓦斯油喷出，与上升的高温焦化油气直接接触，蒸发区内设填料段，将高温焦化油气中重焦化瓦斯油冷凝下来作为循环油与原料一起进加热炉。但该专利存在以下实际问题：装置在低循环或超低循环操作中，允许作为焦粉洗涤油的轻焦化瓦斯油或重焦化瓦斯油非常有限，喷淋密度小，一般仅0.5～5.0m3/h·m2，洗涤效果不理想；为提高喷淋密度，势必抽出一定量带焦粉的重焦化瓦斯油，含大量焦粉的重焦化瓦斯油后续加工非常困难，其最可靠的加工手段还是焦化，因此这一过程变得无太大实际价值；为提高喷淋密度，也可采用洗涤油循环，但是平衡后的洗涤油馏程一般为450℃～650℃甚至更重，且携带大量焦粉，在蒸发区高温(410℃～425℃)下，管线及填料易结焦堵塞，循环油泵操作工况很恶劣，无法实现长周期操作。
USP5,645,711涉及一种焦化过程，将分馏塔抽出的轻焦化瓦斯油或重焦化瓦斯油过滤脱除油品中焦粉，但必须新建一套单独的过滤装置过滤焦化馏分油，才能进行后续加工。
发明内容
本发明的目的是提供一种在焦化装置内脱除焦化油气携带的焦粉方法。
本发明地技术方案为：原料油分两股进入焦化分馏塔蒸发段下部，一股入口在焦化反应油气进分馏塔入口下方，另一股注入焦化反应油气管线上，与含焦粉的焦化油气混合后进入分馏塔蒸发段上部分离，脱出的焦粉随原料油、循环油一起去加热炉、焦炭塔。
本发明采用喷嘴将洗液雾化成小颗粒，提高汽液接触面积，也强化了汽液传热传质过程，提高焦粉洗涤效果。本发明可以脱除焦化反应油气中75～99.9％的焦粉。
附图说明
附图是本发明提供的脱除焦化油气中焦粉的方法示意图。
具体实施方式
本发明的技术方案为：焦化原料油分两股进入焦化分馏塔蒸发段下部，一股入口在焦化反应油气进分馏塔入口下方，另一股注入焦化反应油气管线上，与含焦粉的焦化油气混合后进入分馏塔蒸发段上部分离，脱出的焦粉随原料油、循环油一起去加热炉、焦炭塔。
注入焦化反应油气管线上的焦化原料油占装置总进料的占焦化装置总进料的5～60重量％。
本发明采用1～8个喷嘴将原料油喷入焦化反应油气管线内，喷嘴在反应油气管线外侧圆周上均匀分布。原料油经喷嘴喷入焦化反应油气管内采用0～50％水蒸气进行雾化，当没有水蒸气时，为动力雾化。原料油进入喷嘴的压力为0.30～2.0MPa，管内雾化后的原料油呈扇形或圆锥形与焦化反应油气汽液接触，雾化颗粒粒度为40～120μm。
原料油注入焦化反应油气管线上，与焦化反应油气混合后经油气管线进塔入口在洗涤段下方，焦化反应油气管线进塔为垂直方向进入或切线方向进入，原料油注入点至焦化反应油气管线进塔入口距离为焦化反应油气管线外径的0～80倍。
目前，工业上焦化装置的原料油也是分两股进入焦化分馏塔蒸发段下部，其中一股入口也在焦化反应油气进分馏塔入口下方，但另一股在焦化反应油气进分馏塔入口上方，而不是注入焦化反应油气管线上，这对脱除焦化油气中焦粉没有什么帮助。
本发明采用喷嘴将洗液雾化成小颗粒，提高汽液接触面积，也强化了汽液传热传质过程，提高焦粉洗涤效果。本发明可以脱除焦化反应油气中75～99.9％的焦粉。
下面结合附图对本发明所提供的方法进行进一步的说明。
附图是本发明所提供的脱除焦化油气中焦粉的方法示意图。
来自管线1的焦化原料油分为两路，其中一路经管线2进入焦化分馏塔6的蒸发段下部，另一路经管线3与来自管线4的焦化反应油气接触，在该处原料油经喷嘴雾化后呈扇形或圆锥形，雾化颗粒的粒度为40～120μm，原料油雾化颗粒与焦化反应油气混合后经管线5进入焦化分馏塔6的蒸发段下部，该入口在原料油经管线2入分馏塔处上方，脱除焦粉的焦化油气进入分馏塔蒸发段上部分离，脱出的焦粉随原料油、循环油一起经管线7去加热炉、焦炭塔。
本发明提供的方法优点在于：本发明采用喷嘴将洗液雾化成小颗粒，提高汽液接触面积，也强化了汽液传热传质过程，提高焦粉洗涤效果。本发明可以脱除焦化反应油气中75～99.9％的焦粉。
下面的实施例将对本方法予以进一步的说明，但并不因此限制本方法。
脱焦粉模拟试验所用介质为：固体介质为粉碎的焦炭，粒度为20～150μm；焦粉携带介质为压缩空气，液体介质为新鲜水，试验温度为常温，试验压力为近似常压。实验为模拟工业装置操作状况。塔内采用传统阀盘洗涤，其中传统阀盘洗涤柱采用Φ80*600有机玻璃塔柱，塔柱设一层筛孔塔盘，开4个Φ10孔，塔壁上开有溢流口，保持操作状态时塔盘持有50mm以上液面。通过定量测定洗涤后的气体中残余焦粉量从而计算出焦粉脱出率，试验结果见表1。
对比例
新鲜水分两路分别在含焦粉的压缩空气入塔处的上方和下方进入洗涤塔柱。在塔外，作为洗涤液体的新鲜水不雾化，也不与含焦粉的压缩空气接触；在塔内，采用传统阀盘洗涤。
实施例
新鲜水分两路，其中50重量％直接进入洗涤塔柱，剩余50重量％与对比例不同的是，在0.3MPa下雾化成40～120μm的颗粒后与含焦粉的压缩空气接触，再进入洗涤塔柱。在塔内，也采用传统阀盘洗涤。
从表1可以看出，对比例中焦粉脱出率仅为67.27％，而本实施例中焦粉脱出率则高达99.55％。
表1 对比例 实施例空塔线速，m/s 0.5 0.5过孔线速，m/s 7.5动能因子，m/s(g/cm3)0.5 8.5洗涤水占气体量，重量％ 35 35焦粉入口含量，g/m3 0.11 0.11焦粉出口含量，g/m3 0.036 0.005焦粉脱出率，％ 67.27 99.55