一种用于釜式焦化过程中采集裂化气的装置及采气方法

摘要

本发明公开一种用于釜式焦化过程中采集裂化气的装置，包括储水罐、储气罐、流量计、进气阀、排气阀、排水阀及采气阀，所述的储水罐与储气罐的底部通过管线相连接且储水罐的底部高于储气罐的底部，储水罐与储气罐底部的连接管线上设有排水阀，储水罐通过顶部的进水管与大气相连接，所述的进气阀为三通阀，一端通过管线与流量计相连，另一端通过管线与储气罐顶部连接，储气罐顶部的管线上设有排气阀可与流量计相连通，流量计通过管线与采气阀相连接。该装置成本低，适于应用；操作过程简单，能够进行自动采集，采集的裂化气能够代表焦化反应过程中产生的所有裂化气平均组成。

权利要求

1.一种裂化气采集的方法，其特征在于：裂化气采集装置包括储水罐、储气罐、流量计、进气阀、排气阀、排水阀及采气阀，所述的储水罐与储气罐的底部通过管线相连接且储水罐的底部高于储气罐的底部，储水罐与储气罐底部的连接管线上设有排水阀，储水罐通过顶部的进水管与大气相连接，所述的进气阀为三通阀，一端通过管线与流量计相连，另一端通过管线与储气罐顶部连接，储气罐顶部的管线上设有排气阀可与流量计相连通，流量计通过管线与采气阀相连接，采集过程如下：（1）通过储水罐顶部的进水管向储水罐中注入饱和食盐水，饱和食盐水通过储水罐和储气罐底部的连接管线进入到储气罐中，当饱和食盐水充满储气罐时停止注入；（2）经过深冷后的焦化裂化气，通过三通阀每0.1h~5h向充满水的储气罐中采集气体一次，每次采气时间为1~20min；（3）采集结束后，打开排气阀和采气阀进行采气分析，饱和食盐水通过排水阀进行回收。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 所述三通阀每0.1h~4h向储气罐中采集气体一次，每次采气时间为5~10min。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的储水罐的底部位于距离储气罐顶部1/3h-1/4h处，h为储气罐的高度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的储水罐的内径为储气罐内径的1-2倍。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于：所述的储水罐的内径为储气罐内径的1.2-1.6倍。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的进气阀为电磁三通阀。

说明书

一种用于釜式焦化过程中采集裂化气的装置及采气方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种石油炼制过程中裂化气的采集装置及采气方法，尤其是涉及石油加工釜式焦化过程中的裂化气的采集装置及采气方法。

背景技术

[0002] 在石油加工过程中，各种重质渣油(或污油)的加工利用是炼油工业中的一项重大课题。焦化是一种以重质、劣质渣油(或污油)为原料，经深度热裂化生产气体、轻质油、瓦斯油和焦炭的工艺，是渣油深度加工的主要手段，在渣油轻质化过程中发挥着不可替代的作用。在釜式焦化试验中，由于需要计算最终的物料平衡，因此需要对最终产生的裂化气进行组成分析，最精确的采气方法是将产生的所有裂化气全部收集起来，然后采集一个样品在再进行组成分析，但由于产生的裂化气体积量往往巨大，收集全部气体再采样并不现实，目前釜式焦化试验大都采取在反应开始后某一时间采集一个裂化气样品，代表裂化阶段的裂化气平均组成，在烤焦阶段某一时间再采集一个裂化气样品，代表烤焦阶段的裂化气平均组成，然后对两个样品进行质谱分析并以此计算焦化反应的物料平衡。由于釜式焦化过程中，随着反应深度的加深，各个时间段裂化气组成差异很大，在某一时间采气并不能代表焦化气体的平均组成，因此最终计算的物料平衡结果收率偏低，损失较大，严重影响试验结果的准确性。

[0003] CN201628642U公开了一种双路气体采样器，其包括机壳，以及设于机壳内的管连接于进气口的气仓、流速计和管连接于两者间的储气室，气仓连接有气泵，所述机壳上设有管连接头，该管连接头内侧端口管连接于流速计出口端、外端口管连接一储气容器。在现有气体采样器排气口处设置为管连接头，该管连接头管连接一置于壳体外部的储气容器;将进气口管连接到待检测区域，启动气泵，即可将待检测气体抽吸到储气容器中，即可完成待测气体的收集，使原本只有采集气体功能的现有气体采样器增加了一项收集气体的功能。该方法需要的设备较多，投资较大，而且这种采气方法也不能解决釜式焦化过程中，各个时间段裂化气组成差异较大，某一时间采气并不能代表焦化气体的平均组成带来的实验物料平衡计算结果收率低、误差大的问题。

发明内容

[0004] 针对现有技术的不足，本发明提供一种用于釜式焦化过程中采集裂化气的装置及采气方法。该装置成本低，适于应用；采气方法操作过程简单，能够进行自动采集，采集的裂化气能够代表焦化反应过程中产生的所有裂化气平均组成。

[0005] 一种用于釜式焦化过程中采集裂化气的装置，包括储水罐、储气罐、流量计、进气阀、排气阀、排水阀及采气阀，所述的储水罐与储气罐的底部通过管线相连接且储水罐的底部高于储气罐的底部，储水罐与储气罐底部的连接管线上设有排水阀，储水罐通过顶部的进水管与大气相连接，所述的进气阀为三通阀，一端通过管线与流量计相连，另一端通过管线与储气罐顶部连接，储气罐顶部的管线上设有排气阀可与流量计相连通，流量计通过管线与采气阀相连接。

[0006] 本发明采集裂化气的装置中，可以根据采集气量的多少选择适宜的储水罐及储气罐。

[0007] 本发明采集裂化气的装置中，所述的储水罐的底部一般位于储气罐的中上部，距离储气罐顶部1/3h-1/4h处（h为储气罐的高度）。本发明采集裂化气的装置中，所属的储水罐的内径一般为储气罐内径的1-2倍，优选1.2-1.6倍。

[0008] 本发明采集裂化气的装置中，所述的进气阀为电磁三通阀，这样可自动进行取样。

[0009] 一种采用上述装置进行裂化气采集的方法，包括如下内容：

[0010] （１）通过储水罐顶部的进水管向储水罐中注入饱和食盐水，饱和食盐水通过储水罐和储气罐底部的连接管线进入到储气罐中，当饱和食盐水充满储气罐时停止注入；

[0011] （２）经过深冷后的焦化裂化气，通过三通阀每0.1h~5h向充满水的储气罐中采集气体一次，每次采气时间为1~20min；

[0012] （３）采集结束后，打开排气阀和采气阀进行采气分析，饱和食盐水通过排水阀进行回收。

[0013] 本发明裂化气采集的方法中，所述三通阀每0.1h~4h向储气罐中采集气体一次，每次采气时间为5~10min。

[0014] 与现有技术相比，本发明采集裂化气的装置及方法具有如下优点：

[0015] （１）本发明采集裂化气的装置能够分多个时间段采集裂化气，从而包含了焦化过程中每一个时间段裂化气的组成特征，因此采样分析的裂化气能很好的代表了整个焦化过程中产生的所有裂化气平均组成，解决了釜式焦化物料平衡计算收率偏低、产品损失严重问题，从而提高了最终试验结果的准确性；

[0016] （２）本发明采集裂化气的装置结构简单，成本低，实用性强；

[0017] （３）本发明采集裂化气的方法，每次焦化试验只需采一次裂化气，分析一个裂化气样品，避免了多次采气分析的重复性及对气体进行全部收集后进行分析的繁琐性，提高劳动效率。

附图说明

[0018] 图１为釜式焦化过程中采集裂化气的装置。

[0019] 其中1、3、5、7、8、10、13、14为连接管线，２为电磁三通阀，４为气体流量计，６为储气罐，９为储水罐，１１为排气阀，１２为排水阀，１５为采气阀。

具体实施方式

[0020] 下面结合附图来进一步说明本发明的作用和效果。实施例

[0021] 本实施例釜式焦化试验选用原料为国内某炼厂催化裂化油浆，其只要性质及釜式焦化试验工艺条件分别见表1、表2，试验开始前，由管线10向储水罐9中注入足量的饱和食盐水，饱和食盐水经由管线8、7充满到储气罐6中，储气罐6充满后开始焦化试验，经过深冷后的焦化裂化气由管线1通过电磁三通阀2,然后由管线3经过气体流量计4计量，计量后的焦化气经管线13由14放空排出。电磁三通阀2每15min自动切换到管路5一次，切换时间为2min，切换到管路5的油气采用排水取气法收集气体到储气罐6中，焦化试验全部结束后，打开排气阀11，储气罐6中气体通过排气阀11后，经过气体流量计4计量，然后经管线13由14放空排出，在此过程中，打开采气阀15，采集裂化气样品并分析，裂化气组成分析结果以及由此裂化气组成计算的焦化物料平衡结果分别见表3和表4。

[0022] 对比例

[0023] 焦化试验采用与实施例相同原料和焦化工艺条件，只是在焦化反应开始8h后采集一个气体样品，烤焦阶段开始1h后采集一个样品，然后对样品进行组成分析，并以此裂化气组成算出焦化反应物料平衡结果，最终结果分别见表3、表4。

[0024] 表1 原料油性质

[0025]名称 原料
密度 1.0795
酸值 0.17
残炭 6.74
凝点℃ 18
逆流粘度100℃ 12.74
C 90.08
H 7.69
S %(w) 0.68
N ppm 2960
四组分
饱和份 17.39
芳香份 76.33
胶质 6.26
沥青质 0.02
金属含量
Ca 2.16
Fe 1.15
Na 0.15
Ni 0.39

[0026] 表2焦化工艺条件

[0027]焦化工艺条件 参数
反应压力MPa 1.5
生焦升温速率℃/h 20
生焦时间h 24
烤焦温度℃ 520
烤焦时间h 4

[0028] 表3 裂化气组成分析结果

[0029]气体组成v% 实施例裂化气 对比例裂化气 对比例烤焦气
甲烷 39.41 42.87 52.37
乙烷 11.31 12.85 11.45
乙烯 3.02 3.17 1.71
丙烷 3.21 4.96 4.01
丙烯 2.94 3.08 1.89
异丁烷 0.58 0.36 0.32
正丁烷 3.45 1.41 1.25
反-2丁烯 0.67 0.29 0.23
丁烯-1 0.69 0.67 0.5
异丁烯 0.84 0.45 0.31
顺-2-丁烯 0.68 0.25 0.15
异戊烷 0.77 0.21 0.23
正戊烷 0.82 0.5 0.59
反-2戊烯 0.4 0.3 0.27
2-甲基-2丁烯 0.34 0.13 0.44
戊烯-1 0.38 0.22 0.12
顺-2-丁烯 0.42 0.12 0.28
正己烷 0.85 0.28 1.03
C6 2.75 1.63 1.6
CO2 0.12 0.4 0.5
H2 26.23 25.46 20.21
N2 0.11 0.33 0.52
CO 0.01 0.05 0.02
合计 100 100.0 100.0

[0030] 表4物料平衡

[0031]项目 实施例 对比例
干气 2.74 3.34
液化气 3.99 2.72
C5~C6气体 4.68 1.43
液体收率 66.63 66.63
焦炭产率 20.27 20.27
损失 1.69 5.61
合计 100.00 100.00