一种延迟焦化除焦工艺制造技术

本发明专利技术涉及石化生产领域，涉及一种全新的延迟焦化除焦工艺，具体采用钻孔和切焦两个步骤，发明专利技术人经过对这两个步骤工艺过程的控制，采用精准的控制参数来控制不同焦层的钻孔和切焦作业，避免了多次提钻扩孔作业，大大降低了除焦的时间和能耗，同时降低了水马达等除焦设备的工作压力，延长了设备的使用寿命，可以广泛的推广和应用。

【技术实现步骤摘要】
一种延迟焦化除焦工艺
本专利技术涉及石化生产领域，涉及一种全新的延迟焦化除焦工艺。
技术介绍
延迟焦化是一种石油二次加工技术，是指以贫氢的重质油为原料，在高温(约500℃)进行深度的热裂化和缩合反应，生产富气、粗汽油、柴油、蜡油和焦炭的技术。它是世界渣油深度加工的主要方法之一，处理能力占渣油处理能力的三分之一。所谓延迟是指将焦化油(原料油和循环油)经过加热炉加热迅速升温至焦化反应温度，在反应炉管内不生焦，而进入焦炭塔再进行焦化反应，故有延迟作用，称为延迟焦化技术。一般都是一炉(加热炉)二塔(焦化塔)或二炉四塔，加热炉连续进料，焦化塔轮换操作，是一种半连续工艺过程。在延迟焦化时，待焦炭陆续装满后，原料改进入另一焦炭塔，残留在焦炭塔中的焦炭以水力除焦卸出，现有采用的水力除焦法，先在焦层中央用钻机打一个洞，从顶部一直打到底，然后自下而上通入压力为12～30MPa的高压水，利用水的冲击力，把焦炭打下来，并由底部排出。但是上述现有技术中存在下述的缺陷：1.除焦操作法中的钻孔操作法是将钻机绞车调到最慢速度。每60秒滚筒速度5圈左右，并且有扩孔操作环节：根据焦层高度进行钻孔操作；钻具至焦层1/3处，提钻进行扩孔操作，钻具至2/3处，再进行提钻扩孔操作，钻到硬焦层时还需要提钻扩孔，到焦层底部时还需要进行扩孔操作。每塔钻孔时间60-80分钟左右。此操作增加了装置能耗，并且存在很大的电耗浪费。2.除焦设备中水马达故障频率较高，现有技术中水马达使用周期为一月一塔两台，同时除焦时水马达故障处理更换需要3-4小时，直接影响生产装置加工量，返厂维修费增加。3.除焦过程中经常出现埋钻及塌方异常；延长除焦时间，直接影响生产周期运行，出现埋钻异常，导致生产降量及装置停工。因此，如何在保证除焦效果的前提下尽可能的克服上述缺陷成为亟待解决的问题之一。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的诸多问题，提供了一种全新的延迟焦化除焦工艺，该工艺包括钻孔和切焦两个步骤，专利技术人经过对这两个步骤工艺过程的控制，采用精准的控制参数来控制不同焦层的钻孔和切焦作业，避免了多次提钻扩孔作业，大大降低了除焦的时间和能耗，同时降低了水马达等除焦设备的工作压力，延长了设备的使用寿命，可以广泛的推广和应用。本专利技术的具体技术方案是：一种延迟焦化除焦工艺，该工艺包括钻孔和切焦两个步骤：专利技术人为了方便进行描述，以100万吨延迟焦化装置为例，其焦炭塔高度36米，焦炭塔塔直径8.8米，焦炭高度21米；根据石油焦在生产的工艺及结焦的时间长短将上述焦炭塔内的焦层进行了分层，将焦层上部分为软焦层、焦层中部为中硬层和焦层下部为硬焦层，各层在焦化塔中分布如下：其中软焦层为焦炭塔上部5米焦炭层；中硬层为软焦层下部约10米焦炭层；硬焦层为中硬层下部至塔底6米焦炭层；不同工艺中焦层的高度不同，但均可根据上述比例进行等比换算以确定其工艺参数；本专利技术中所采用的自动除焦器型号为ZDQ-ⅣB型，生产厂家为洛阳涧光；所采用的水马达型号为SMD-42，生产厂家为洛阳涧光。1.钻孔状态：下部安装4件钻孔喷组头.有3件钻孔喷组头直径为φ9mm；下部安装1件直径为φ8mm.钻孔喷组头，以高压水射流垂直喷水作业；2.切焦状态：在除焦器钻孔喷组头上部左右位置平衡安装有4件切焦喷组头直径为φ9mm。在确定上述焦层分布和设备之后，专利技术人首先对其进行钻孔操作：钻孔操作时钻孔喷组头工作：(1)软焦层钻孔操作：将自动除焦器下至软焦层上方2米处，开启自动除焦器钻孔喷组头，设置高压水泵压力为290mpa，调节自动除焦器下降速度为1.6米/分钟，旋转速度8圈/分钟，进塔下钻进行软焦层钻孔操作，软焦层钻孔用时为4分钟；与现有技术相比，本专利技术软焦层钻孔操作中没有进行直接扩孔作业，这样可以避免破坏孔径周围软焦层，导致整体塌方，造成埋钻，节约扩孔时间；同时由于软焦层在焦层上部结构松弛，挥发份含较多，强度差成粉状如同淤泥因反应不彻底所以成不了炭块，专利技术人由此控制钻孔速度不宜过慢，控制为上述的钻孔速度，即可保证钻杆平稳下降，无打颤停顿现象；(2)中硬层钻孔操作。完成上述软焦层钻孔作业后，自动除焦器进入焦炭中硬层，设置高压水泵压力为295mpa，调节自动除焦器下降速度为1.2米/分钟，旋转速度8圈/分钟，进塔下钻进行中硬层钻孔操作，中硬层钻孔用时为10分钟；与现有技术相比，本专利技术中硬层钻孔操作中没有进行直接扩孔作业，而现有技术中该步中自动除焦器下降速度为0.7米/分钟，这样会导致扩孔时切落焦炭数量增加，落在水马达上产生阻力；影响水马达速度。从而缩短水马达使用寿命，本专利技术则避免了上述情况的发生，同时还避免了顶钻及埋钻异常发生；缩短了因此而延误的时间；同时由于中硬层焦炭在焦炭塔内充分裂解和缩合反应，生焦时间长焦炭成块，因此专利技术人控制钻孔速度要比软焦层慢0.4米/分钟以确保钻孔的效果，加之不进行扩孔作业，避免了顶钻及埋钻异常发生；(3)硬焦层钻孔操作完成上述软焦层钻孔作业后，自动除焦器进入焦炭硬焦层，设置高压水泵压力为290mpa，调节自动除焦器下降速度为1米/分钟，旋转速度8圈/分钟，进塔下钻进行硬焦层钻孔操作，硬焦层钻孔用时为5-7分钟，以钻杆下至下极限位置为止，以确保焦层所钻孔径畅通，之后关闭高压水泵，控制自动除焦器上升速度为2.5米/分钟，提钻至软焦层上部2米处；与现有技术相比，本步骤中同样不进行扩孔作业，这是由于除焦器下至硬焦层后，上部15米焦层钻孔切落的焦炭数量大大增加，再进行扩孔作业会导致下落的焦炭数量更大，大大增加埋钻机率，同时导致水马达阻力加大转速会有所下降；因此专利技术人确定也不采用扩孔作业，同时下钻速度调整为1米/分钟，从而保护水马达正常运转，延长水马达使用寿命，还能避免自动除焦器因扩孔导致卡在焦层底部，无法下钻及向上提钻及埋钻异常发生，缩短了因此而延误的时间及维修工时；至此已完成钻孔操作，之后即可进行切焦作业，除焦作业时使用切焦喷组头，具体步骤如下：(1)软焦层切焦操作将自动除焦器切换至切焦喷组头，开启自动除焦器钻孔喷组头，设置高压水泵压力为285mpa，调节自动除焦器下降速度为2米/分钟，旋转速度8圈/分钟，进塔下钻进行软焦层切焦操作，具体切焦过程如下：除焦器下降至软焦层2.5米后，停止下降同时提升自动除焦器至原位，之后再控制除焦器下降至软焦层1.5米，并在软焦层1.5米至软焦层顶部重复进行下降提升，并在上述过程中进行切焦，直至软焦层1.5米至软焦层顶部范围内除焦完毕；之后控制除焦器下降至软焦层3.5米处，停止下降同时提升自动除焦器至前次下降原位，之后再控制除焦器下降至软焦层2.5米，并在软焦层1.5米至软焦层2.5米范围内重复进行下降提升，并在上述过程中进行切焦，直至软焦层1.5米至软焦层2.5米范围内切焦完毕；之后控制除焦器下降至软焦层5米处，停止下降同时提升自动除焦器至前次下降原位，之后再控制除焦器下降至软焦层4米，并在软焦层4米至软焦层2.5米范围内重复进行下降提升，并在上述过程中进行切焦，直至软焦层4米至软焦层2.5米范围内切焦完毕；由于软焦层结构松弛，强度差且成粉状如同淤泥，因反应不彻底所以成不了炭块，专利技术人控制上述的切焦参数，采用渐进式切焦方法，对焦层进行逐步切除，且通过上述手段可以确保焦层在切焦过程中保持本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种延迟焦化除焦工艺，其特征在于：包括钻孔和切焦两个步骤：其中钻孔操作：钻孔操作时钻孔喷组头工作：(1)软焦层钻孔操作：将自动除焦器下至软焦层上方2米处，开启自动除焦器钻孔喷组头，设置高压水泵压力为290mpa，调节自动除焦器下降速度为1.6米/分钟，旋转速度8圈/分钟，进塔下钻进行软焦层钻孔操作，软焦层钻孔用时为4分钟；(2)中硬层钻孔操作。完成上述软焦层钻孔作业后，自动除焦器进入焦炭中硬层，设置高压水泵压力为295mpa，调节自动除焦器下降速度为1.2米/分钟，旋转速度8圈/分钟，进塔下钻进行中硬层钻孔操作，中硬层钻孔用时为10分钟；(3)硬焦层钻孔操作完成上述软焦层钻孔作业后，自动除焦器进入焦炭硬焦层，设置高压水泵压力为290mpa，调节自动除焦器下降速度为1米/分钟，旋转速度8圈/分钟，进塔下钻进行硬焦层钻孔操作，硬焦层钻孔用时为5‑7分钟，以钻杆下至下极限位置为止，以确保焦层所钻孔径畅通，之后关闭高压水泵，控制自动除焦器上升速度为2.5米/分钟，提钻至软焦层上部2米处；至此已完成钻孔操作，之后即可进行切焦作业，除焦作业时使用切焦喷组头，具体步骤如下：(1)软焦层切焦操作将自动除焦器切换至切焦喷组头，开启自动除焦器钻孔喷组头，设置高压水泵压力为285mpa，调节自动除焦器下降速度为2米/分钟，旋转速度8圈/分钟，进塔下钻进行软焦层切焦操作，具体切焦过程如下：除焦器下降至软焦层2.5米后，停止下降同时提升自动除焦器至原位，之后再控制除焦器下降至软焦层1.5米，并在软焦层1.5米至软焦层顶部重复进行下降提升，并在上述过程中进行切焦，直至软焦层1.5米至软焦层顶部范围内除焦完毕；之后控制除焦器下降至软焦层3.5米处，停止下降同时提升自动除焦器至前次下降原位，之后再控制除焦器下降至软焦层2.5米，并在软焦层1.5米至软焦层2.5米范围内重复进行下降提升，并在上述过程中进行切焦，直至软焦层1.5米至软焦层2.5米范围内切焦完毕；之后控制除焦器下降至软焦层5米处，停止下降同时提升自动除焦器至前次下降原位，之后再控制除焦器下降至软焦层4米，并在软焦层4米至软焦层2.5米范围内重复进行下降提升，并在上述过程中进行切焦，直至软焦层4米至软焦层2.5米范围内切焦完毕；由于软焦层结构松弛，强度差且成粉状如同淤泥，因反应不彻底所以成不了炭块，专利技术人控制上述的切焦参数，采用渐进式切焦方法，对焦层进行逐步切除，且通过上述手段可以确保焦层在切焦过程中保持为倒梯形或喇叭口状，这样可以确保焦层不会发现坍塌埋钻的情况发生，同时不会出现冒焦堵孔的情况发生；除此之外为了方便中硬层除焦操作，专利技术人将软焦层最下方1米的焦层预留到与中硬层一起切焦，以确保整个焦层的稳定；(2)中硬层切焦操作设置高压水泵压力为280mpa，调节自动除焦器下降速度为1.5米/分钟，旋转速度8圈/分钟，进塔下钻进行软焦层切焦操作，具体切焦过程如下：除焦器从软焦层4米开始下降，下降至中硬层3米后，停止下降同时提升自动除焦器至原位，之后再控制除焦器下降至中硬层2米，并在软焦层4米至中硬层2米范围内重复进行下降提升，并在上述过程中进行切焦，直至软焦层4米至中硬层2米范围内切焦完毕；之后控制除焦器下降至中硬层6米后，停止下降同时提升自动除焦器至前次下降原位，之后再控制除焦器下降至中硬层5米，并在中硬层5米至中硬层2米范围内重复进行下降提升，并在上述过程中进行切焦，直至中硬层5米至中硬层2米范围内切焦完毕；之后控制除焦器下降至中硬层9米处，停止下降同时提升自动除焦器至前次下降原位，之后再控制除焦器下降至中硬层8米，并在中硬层5米至中硬层8米范围内重复进行下降提升，并在上述过程中进行切焦，直至中硬层5米至中硬层8米范围内切焦完毕；最后控制除焦器下降至中硬层10米处，停止下降同时提升自动除焦器至前次下降原位，之后再控制除焦器下降至中硬层9米，并在中硬层8米至中硬层9米范围内重复进行下降提升，并在上述过程中进行切焦，直至中硬层8米至中硬层9米范围内切焦完毕；由于中硬层的焦炭在焦炭塔内充分裂解和缩合反应，生焦时间长焦炭呈块状，且焦炭硬度适中，切焦过程中下焦量增大，因此专利技术人确定了上述的参数范围，并降低了下降速度，延长了切焦时间，同时利用上述切焦切换使焦层在切焦过程中保持为倒梯形或喇叭口状，这样可以确保焦层不会发现坍塌埋钻的情况发生，同时不会出现冒焦堵孔的情况发生；除此之外为了方便硬焦层除焦操作，专利技术人将中硬层层最下方1米的焦层预留到与硬焦层一起切焦，以确保整个焦层的稳定；(3)硬焦层切焦操作设置高压水泵压力为280mpa，调节自动除焦器下降速度为1.2米/分钟，旋转速度8圈/分钟，进塔下钻进行软焦层切焦操作，具体切焦过程如下：除焦器从中硬层9米处开始下降，下降至硬焦层1米后，停止下降同时提升自动除焦器至原...

【技术特征摘要】
1.一种延迟焦化除焦工艺，其特征在于：包括钻孔和切焦两个步骤：其中钻孔操作：钻孔操作时钻孔喷组头工作：(1)软焦层钻孔操作将自动除焦器下至软焦层上方2米处，开启自动除焦器钻孔喷组头，设置高压水泵压力为290mpa，调节自动除焦器下降速度为1.6米/分钟，旋转速度8圈/分钟，进塔下钻进行软焦层钻孔操作，软焦层钻孔用时为4分钟；(2)中硬层钻孔操作完成上述软焦层钻孔作业后，自动除焦器进入焦炭中硬层，设置高压水泵压力为295mpa，调节自动除焦器下降速度为1.2米/分钟，旋转速度8圈/分钟，进塔下钻进行中硬层钻孔操作，中硬层钻孔用时为10分钟；(3)硬焦层钻孔操作完成上述中硬层钻孔作业后，自动除焦器进入焦炭硬焦层，设置高压水泵压力为290mpa，调节自动除焦器下降速度为1米/分钟，旋转速度8圈/分钟，进塔下钻进行硬焦层钻孔操作，硬焦层钻孔用时为5-7分钟，以钻杆下至下极限位置为止，以确保焦层所钻孔畅通，之后关闭高压水泵，控制自动除焦器上升速度为2.5米/分钟，提钻至软焦层上方2米处；至此已完成钻孔操作，之后即可进行切焦作业，切焦作业时使用切焦喷组头，具体步骤如下：(1)软焦层切焦操作将自动除焦器切换至切焦喷组头，开启自动除焦器切焦喷组头，设置高压水泵压力为285mpa，调节自动除焦器下降速度为2米/分钟，旋转速度8圈/分钟，进塔下钻进行软焦层切焦操作，具体切焦过程如下：除焦器下降至软焦层2.5米后，停止下降同时提升自动除焦器至原位，之后再控制除焦器下降至软焦层1.5米，并在软焦层1.5米至软焦层顶部重复进行下降提升，并在上述过程中进行切焦，直至软焦层1.5米至软焦层顶部范围内除焦完毕；之后控制除焦器下降至软焦层3.5米处，停止下降同时提升自动除焦器至前次下降原位，之后再控制除焦器下降至软焦层2.5米，并在软焦层1.5米至软焦层2.5米范围内重复进行下降提升，并在上述过程中进行切焦，直至软焦层1.5米至软焦层2.5米范围内切焦完毕；之后控制除焦器下降至软焦层5米处，停止下降同时提升自动除焦器至前次下降原位，之后再控制除焦器下降至软焦层4米，并在软焦层4米至软焦层2.5米范围内重复进行下降提升，并在上述过程中进行切焦，直至软焦层4米至软焦层2.5米范围内切焦完毕；由于软焦层结构松弛，强度差且成粉状如同淤泥，因反应不彻底所以成不了炭块，控制上述的切焦参数，采用渐进式切焦方法，对焦层进行逐步切除，且通过上述手段确保焦层在切焦过程中保持为倒梯形或喇叭口状，这样确保焦层不会发现坍塌埋钻的情况发生，同时不会出现冒焦堵孔的情况发生；除此之外为了方便中硬层除焦操作，将软焦层最下方1米的焦层预留到与中硬层一起切焦，以确保整个焦层的稳定；(2)中硬层切焦操作设置高压水泵压力为280mpa，调节自动除焦器下降速度为1.5米/分钟，旋转速度...

【专利技术属性】
技术研发人员：栾波，王耀伟，史鲲，王治涛，申影影，
申请(专利权)人：山东京博石油化工有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37