焦炭塔、延迟焦化的装置、延迟焦化的方法与流程

本发明涉及延迟焦化，具体涉及一种焦炭塔、一种含有该焦炭塔的延迟焦化的装置、一种延迟焦化的方法。

背景技术：

1、目前公知的针状焦生产的原料主要是催化裂化系列装置的油浆。油浆作为催化裂化的副产品，按照目前催化裂化系列工艺技术估算，年产量不超过 1000万吨。除作为其它产品或原料如道路沥青、船燃等的调和组分的用途外，粗油浆用于生产针状焦，按现有的技术进行油浆精制等预处理，能作为针状焦的原料的只占粗油浆的三分之二，应不足600万吨，按40％的针状焦(生焦)收率，最大产能不到250万吨的针状焦(生焦)。由此可见，我国针状焦行业将面临一个突出难题是原料不足。

2、近年来，随着国内电炉炼钢和电动汽车及锂电池行业的发展，针状焦产品和相关项目受到市场主体的关注，陆续建成一批针状焦生产装置和企业。目前，我国针状焦(生焦、含煤系)装置产能达150万吨/年，但年实际产量约50万吨，还有一些企业正在规划和设计或建设针状焦项目。

3、众所周知，高质量的针状焦产品需要特殊的工艺条件和优选的原料，对应的工艺技术和原料预处理技术，二者缺一不可。虽然针状焦生成原理基本上已为大家所公知，在工艺技术和原料预处理等方面也主张或公开了一系列的专利，国内企业依据这些技术建设的针状焦装置，但生产的针状焦大多存在质量不均匀且稳定性差、强度低及粉焦含量多，热膨胀系数真密度等参数还够理想等问题，难以达到进口产品的质量水平或满足超高功率电极和大容量长寿命负极材料等的质量要求。

4、众所周知，焦炭塔是延迟焦化装置核心设备。延迟焦化装置以减压渣油或常压渣油或重油等为原料，采用非催化的热加工工艺，生产焦化汽油馏分、焦化柴油馏分、焦化蜡油馏分，副产焦化干气和液化气和石油焦炭，为半连续操作工艺过程。现有的普通延迟焦化装置的焦炭塔操作压力为 0.1-0.2mpa(g)，设计压力为0.35mpa(g)，焦炭塔操作温度425-470℃，设计温度为475℃。用于生产针状焦的焦炭塔操作压力为0.1-0.7mpa(g)，设计压力为0.35mpa-1mpa(g)，焦炭塔操作温度为425-495℃，设计温度为500℃。即，现有的焦炭塔主要针对以减压渣油、常压渣油、重油、油浆等为焦化原料，若进一步扩大催化柴油馏分和煤焦油馏分等中间馏分作为焦化原料，那么，现有的焦炭塔的设计温度和设计压力均无法满足热缩合反应的工艺参数。

5、因此，亟需一种广泛适用于焦化原料的焦炭塔。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有焦炭塔无法适用于广泛的焦化原料，以及制得的针状焦质量较低且不满足市场需求等问题，提供一种新的焦炭塔、一种含有该焦炭塔的延迟焦化的装置、一种延迟焦化的方法，该焦炭塔满足较高的设计压力和设计温度，适用于广泛的焦化原料，尤其是适用于富含芳烃中油；同时，该方法以富含芳烃中油和可选的重油为焦化原料，扩大了焦化原料，且制得的重质产物具有显著的低热膨胀系数、高真密度、高粉末压实密度、高克容量和高库伦效率等特点，极大满足市场需求。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种焦炭塔，该焦炭塔包括：塔体，设置在所述塔体的底部的第一进料口和出料口，以及设置在所述塔体的塔顶的油气出口和可选的第二进料口；

3、其中，所述油气出口的管线上设置有压力控制器，用于调控焦炭塔的操作压力为0.9-2.9mpa(g)；

4、其中，所述塔体的外侧面设置有保温层，所述塔体的外侧面和保温层之间设置有至少三排热偶，且所述热偶从下到上设置在所述塔体的外侧面，用于监控所述塔体的温度及温度分布，和所述塔体内物料相态变化及反应状况；

5、其中，所述塔体满足设计压力为1-4mpa(g)，设计温度为455-525℃。

6、优选地，所述塔体的高径比为3-6：1。

7、优选地，所述塔体的材质选自15crmor和/或14cr1mor；

8、优选地，所述第一进料口和第二进料口的进料比为100-80：0-20，优选为100-85：0-15。

9、本发明第二方面提供一种延迟焦化的装置，所述装置包括：加热炉、并联设置的焦炭塔a和焦炭塔b，以及分馏塔；

10、其中，所述焦炭塔a和焦炭塔b各自独立地选自第一方面提供的焦炭塔，且各自独立地为间歇操作。

11、优选地，所述加热炉连接所述分馏塔的塔底，用于将分馏塔底油作为第一焦化进料进行加热，得到加热后第一焦化进料，其中，所述分馏塔底油由富含芳烃中油-i和油气产物接触得到；所述油气产物包括第一油气产物和可选的第二油气产物；

12、其中，所述焦炭塔a和焦炭塔b的第一进料口各自独立地连接所述加热炉的出口，用于将所述加热后第一焦化进料进行第一热转化反应，得到第一重质产物和所述第一油气产物；

13、可选地，所述焦炭塔a和焦炭塔b的第二进料口各自独立地将第二焦化进料引入所述塔体内进行第二热转化反应，得到第二重质产物和所述第二油气产物；其中，所述第二焦化进料选自富含芳烃中油-ii和/或重油；

14、其中，所述焦炭塔a和焦炭塔b的油气出口各自独立地连接所述分馏塔的下部，用于将所述油气产物进行分馏，得到塔顶物流、焦化柴油馏分和焦化蜡油馏分；

15、其中，重质产物包括：所述第一重质产物和可选的第二重质产物。

16、本发明第三方面提供一种延迟焦化的方法，该方法在第二方面提供的装置中进行；其中，该方法以富含芳烃中油和可选的重油作为焦化原料；其中，所述富含芳烃中油包括富含芳烃中油-i和富含芳烃中油-ii。

17、优选地，该方法包括以下步骤：

18、(1)将分馏塔底油作为第一焦化进料进行加热，得到加热后第一焦化进料，其中，所述分馏塔底油由所述富含芳烃中油-i和油气产物接触得到，所述油气产物包括：第一油气产物和可选的第二油气产物；

19、(2)将所述加热后第一焦化进料进行第一热转化反应，得到第一重质产物和所述第一油气产物；

20、(3)可选地，将所述富含芳烃物流-ii和/或重油作为第二焦化进料进行第二热转化反应，得到第二重质产物和所述第二油气产物；

21、(4)将所述油气产物进行分馏，得到塔顶物流、焦化柴油馏分和焦化蜡油馏分；

22、其中，重质产物包括：所述第一重质产物和可选的第二重质产物。

23、相比现有技术，本发明具有以下优势：

24、(1)本发明提供的焦炭塔，通过在油气出口的管线上设置压力控制器，以及在塔体的外侧面设置热偶，使得焦炭塔具有更高的设计压力和设计温度，适用于更广泛的焦化原料，具备更加精准监控焦炭塔内物料反应状况和更好地优化操作提高重质产物质量；尤其是通过调整塔体的高径比，以及第一进料口和第二进料口的进料比，在提高重质产物(即，第一重质产物和可选的第二重质产物)产量的前提下，又满足市场需求；

25、(2)本发明提供的延迟焦化的装置，该装置适应于更广泛的焦化原料 (尤其是富含芳烃中油)进行延迟焦化，得到兼具高产量和高品质的重质产物；

26、(3)本发明提供的延迟焦化的方法，该方法以富含芳烃中油和可选的重油为原料，扩大了焦化原料，具体而言，本发明将富含芳烃中油-i和油气产物(第一油气产物和可选的第二油气产物)接触得到的分馏塔底油作为第一焦化进料、将富含芳烃中油-ii和/或重油作为第二焦化进料，尤其是通过限定第一焦化进料和第二焦化进料的重量比和各组分比，以及第一热转化反应和第二热转化反应的条件，进一步提高重质产物的产量和品质。