本發(fā)明涉及石油除雜的，尤其是涉及一種石油焦焦化前除雜工藝及除雜系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、石油焦是由渣油經(jīng)焦化處理后所得到的產(chǎn)物，硫元素是石油焦中最常見的雜質(zhì)元素之一，當(dāng)硫元素過(guò)多時(shí)，石油焦燃燒后便容易產(chǎn)生大量的二氧化硫等污染物，無(wú)法達(dá)到目前的環(huán)保需求。為了降低石油焦中的硫含量，通常有兩種處理方式。一是在制成石油焦后對(duì)石油焦進(jìn)行煅燒，進(jìn)而祛除石油焦中的硫元素，但此種方法能耗太高。二是對(duì)渣油進(jìn)行加氫，之后再對(duì)渣油進(jìn)行延時(shí)焦化處理，進(jìn)而得到含硫量較低的石油焦，相比于煅燒石油焦祛硫，這種祛硫方法能耗較低，經(jīng)濟(jì)性較好。

2、公開號(hào)為cn116023995a，公開日為2023年04月28日的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N生產(chǎn)低硫石油焦的方法，其延時(shí)焦化的反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度400～550℃，反應(yīng)壓力0～0.3mpa，循環(huán)比0～1.0。該方案雖然可以提高脫硫效果，但是同時(shí)也會(huì)大量脫炭，使得脫硫選擇性較差，最終會(huì)減少石油焦的產(chǎn)量。

3、公開號(hào)為cn119161900a，公開日為2024年12月20日的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N生產(chǎn)低硫、高殘?zhí)棵摿蛟偷姆椒?，其使用減壓渣油以及催化柴油作為原料，使用脫硫催化劑和脫殘?zhí)看呋瘎┻M(jìn)行催化。該方案雖然可以提高脫硫選擇性，但是其對(duì)原料的要求較高。

4、目前的原油品質(zhì)逐漸朝重質(zhì)化和劣質(zhì)化發(fā)展，其加工所得的渣油在品質(zhì)上也趨于不穩(wěn)定，因此目前急需一種方法，既可以降低石油焦中硫的含量，還要能不被原料的品質(zhì)限制生產(chǎn)工藝的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了能夠降低渣油中的硫元素含量，同時(shí)不被原料品質(zhì)限制，本發(fā)明提供一種石油焦焦化前除雜工藝及除雜系統(tǒng)。

2、第一方面，本發(fā)明提供的一種石油焦焦化前除雜工藝，采用如下的技術(shù)方案：

3、一種石油焦焦化前除雜工藝，包括以下步驟：

4、加油加氫：將渣油以及氫氣加入反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有脫硫催化劑，其中氫氣與渣油的體積比為300～1000nm3/m3；氫氣壓力為8～10mpa，溫度為320℃～350℃，體積空速為0.2～0.3/h-1；

5、溫度監(jiān)測(cè)：對(duì)脫硫催化劑的后端進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，確定脫硫催化劑后端的反應(yīng)器內(nèi)的溫度場(chǎng)陣列；

6、熱點(diǎn)判斷：若溫度場(chǎng)陣列中的數(shù)值存在大于第一閾值的情況時(shí)，認(rèn)定為存在熱點(diǎn)，并執(zhí)行中部加氫步驟；

7、中部加氫：在脫硫催化劑的前端單獨(dú)加入氫氣，該部分氫氣的溫度低于加油加氫步驟中氫氣的溫度；

8、排出焦化前渣油：將反應(yīng)后的渣油以及氫氣排出反應(yīng)器。

9、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，在對(duì)渣油進(jìn)行脫硫催化時(shí)，控制氫氣與渣油的各項(xiàng)參數(shù)，尤其控制氫氣與渣油的溫度，使反應(yīng)更傾向于脫硫反應(yīng)而非裂解反應(yīng)，以維持渣油中的殘?zhí)苛?，進(jìn)而在后續(xù)的焦化過(guò)程中可以產(chǎn)生更多的石油焦。通過(guò)對(duì)脫硫催化劑后端進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，以獲得脫硫催化劑后端的反應(yīng)器內(nèi)的溫度場(chǎng)，并對(duì)溫度場(chǎng)內(nèi)的溫度進(jìn)行分析。若溫度場(chǎng)內(nèi)的溫度存在大于第一閾值的情況時(shí)，則證明出現(xiàn)了因油品不均勻而導(dǎo)致的熱點(diǎn)，此時(shí)向脫硫催化劑的前端單獨(dú)加入冷氫氣，以降低反應(yīng)物溫度，如此既可以確保脫硫催化劑處于最佳反應(yīng)狀態(tài)，又可以減緩裂解反應(yīng)的發(fā)生，以維持渣油中的殘?zhí)苛浚€可以減少縮聚反應(yīng)的發(fā)生，降低脫硫催化劑積碳的的概率，維持了催化劑的壽命。由于可以檢測(cè)因?yàn)橛推凡痪鶆蚨a(chǎn)生的熱點(diǎn)，同時(shí)及時(shí)降低反應(yīng)溫度，使得該反應(yīng)體系對(duì)渣油的敏感度低，在面向品質(zhì)不穩(wěn)定的渣油時(shí)，可以充分發(fā)揮脫硫催化劑的優(yōu)勢(shì)，降低脫硫催化劑發(fā)生局部燒結(jié)的概率，延長(zhǎng)了脫硫催化劑的壽命。

10、可選地，所述溫度監(jiān)測(cè)步驟中，還確定脫硫催化劑后端的反應(yīng)器內(nèi)的溫度場(chǎng)陣列中溫度最大值的坐標(biāo)值；

11、所述中部加氫步驟中，還根據(jù)脫硫催化劑后端的反應(yīng)器內(nèi)的溫度場(chǎng)陣列中溫度最大值的坐標(biāo)值，確定中部加氫位置。

12、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，在進(jìn)行中部加氫步驟時(shí)，僅針對(duì)熱點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行加氫冷卻，如此既可以降低脫硫催化劑局部過(guò)熱燒結(jié)的概率，同時(shí)對(duì)其它區(qū)域的渣油和氫氣的溫度影響較小，不易使渣油和氫氣過(guò)冷，如此其它區(qū)域的渣油和氫氣不易低于反應(yīng)溫度，在降低脫硫催化劑局部過(guò)熱燒結(jié)的前提下，提高了脫硫效率。而且，可以通過(guò)通入少量氫氣的方式緩解過(guò)熱現(xiàn)象，減小了反應(yīng)器內(nèi)部的壓力波動(dòng)，保護(hù)了脫硫催化劑。

13、可選地，所述溫度監(jiān)測(cè)步驟后還設(shè)置有溫度分析步驟以及超溫判斷步驟；

14、溫度分析：以脫硫催化劑的后端面為基準(zhǔn)面，確定基準(zhǔn)面上溫度超過(guò)第一閾值的點(diǎn)位數(shù)量；

15、超溫判斷：若基準(zhǔn)面上溫度超過(guò)第一閾值的點(diǎn)位數(shù)量超過(guò)第二閾值，則執(zhí)行降速步驟；

16、降速：將體積空速調(diào)整至0.1～0.2/h-1。

17、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，通過(guò)分析脫硫催化劑的后端面的溫度值，可以確定熱點(diǎn)區(qū)域的分布程度，若熱點(diǎn)區(qū)域過(guò)多，此時(shí)使用中部加氫的方式已經(jīng)難以降低局部的反應(yīng)溫度，因此降低體積空速，以減緩反應(yīng)的劇烈程度，進(jìn)而降低脫硫催化劑燒結(jié)的概率。

18、可選地，所述脫硫催化劑為como/al2o3催化劑和/或nimo/al2o3催化劑；所述第一閾值的溫度為360℃。

19、第二方面，本發(fā)明提供的一種石油焦焦化前除雜系統(tǒng)，采用如下的技術(shù)方案：

20、一種石油焦焦化前除雜系統(tǒng)，包括反應(yīng)器、溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及中部加氫系統(tǒng)；

21、所述反應(yīng)器上設(shè)置有進(jìn)料口以及出料口，所述進(jìn)料口處設(shè)置有第一電磁閥，所述出料口處設(shè)置有背壓調(diào)節(jié)閥，所述反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置有脫硫催化劑；

22、所述溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括多個(gè)溫度傳感器，所述溫度傳感器沿反應(yīng)器的周向和軸向均布設(shè)置，且所述溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置于脫硫催化劑于出料口之間；

23、所述加氫系統(tǒng)包括加氫管以及第二電磁閥，所述加氫管設(shè)置在所述反應(yīng)器上，所述加氫管的出口位于脫硫催化劑靠近所述進(jìn)料口的一側(cè)，且所述加氫管的出口朝向脫硫催化劑；

24、所述控制系統(tǒng)包括處理器以及控制器，所述溫度傳感器與所述處理器電信號(hào)連接，所述處理器與所述控制器電信號(hào)連接，所述控制器與所述第二電磁閥電信號(hào)連接，用于控制所述第二電磁閥的開閉。

25、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，在對(duì)渣油進(jìn)行脫硫催化時(shí)，通過(guò)進(jìn)料口向反應(yīng)器內(nèi)通入渣油與氫氣，氫氣與渣油的體積比為300～1000nm3/m3，氫氣壓力為8～10mpa，溫度為320℃～350℃，并通過(guò)第一電磁閥以及背壓調(diào)節(jié)閥控制體積空速為0.2～0.3/h-1；之后渣油與氫氣經(jīng)過(guò)脫硫催化劑進(jìn)行催化，以進(jìn)行脫硫反應(yīng)。同時(shí)，溫度傳感器監(jiān)測(cè)反應(yīng)器靠近出料口的一側(cè)的溫度，并根據(jù)熱傳導(dǎo)方程確定反應(yīng)器內(nèi)的溫度，若反應(yīng)器內(nèi)出現(xiàn)溫度存在大于第一閾值的情況時(shí)，則證明反應(yīng)器內(nèi)出現(xiàn)了因油品不均勻而導(dǎo)致的熱點(diǎn)，此時(shí)控制器控制第二閥門打開，并向反應(yīng)器內(nèi)通入冷氫氣，如此便可降低反應(yīng)器內(nèi)的溫度，確保脫硫催化劑處于最佳反應(yīng)狀態(tài)，又可以減緩裂解反應(yīng)的發(fā)生，以維持渣油中的殘?zhí)苛浚€可以減少縮聚反應(yīng)的發(fā)生，降低脫硫催化劑積碳的的概率，維持了催化劑的壽命。

26、可選地，所述溫度傳感器設(shè)置在所述反應(yīng)器的外壁上。

27、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，可以使溫度傳感器免受結(jié)焦的干擾，使得處理器計(jì)算反應(yīng)器內(nèi)的溫度場(chǎng)時(shí)更加準(zhǔn)確，進(jìn)而使加氫的時(shí)機(jī)更加準(zhǔn)確。

28、可選地，所述加氫系統(tǒng)還包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述加氫管萬(wàn)向轉(zhuǎn)動(dòng)在所述反應(yīng)器上；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述反應(yīng)器上，且與所述加氫管連接，用于驅(qū)動(dòng)所述加氫管萬(wàn)向轉(zhuǎn)動(dòng)，所述控制器與所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)電信號(hào)連接。

29、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，處理器可以根據(jù)溫度傳感器的數(shù)據(jù)計(jì)算脫硫催化劑靠近出料口的一端的溫度，以確定熱點(diǎn)的發(fā)生位置，之后通過(guò)控制器控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，使加氫管的出口朝向熱點(diǎn)位置，如此既可以降低脫硫催化劑局部過(guò)熱燒結(jié)的概率，同時(shí)對(duì)其它區(qū)域的渣油和氫氣的溫度影響較小，不易使渣油和氫氣過(guò)冷，使其它區(qū)域的渣油和氫氣繼續(xù)進(jìn)行脫硫反應(yīng)。

30、可選地，所述控制器與所述第一電磁閥電信號(hào)連接。

31、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，處理器可以根據(jù)溫度傳感器的數(shù)據(jù)計(jì)算脫硫催化劑靠近出料口的一端的溫度分布情況，若脫硫催化劑的熱點(diǎn)范圍超過(guò)一定數(shù)值，則控制器控制第二電磁閥減小開度，以將體積空速調(diào)整至0.1～0.2/h-1，以減緩反應(yīng)的劇烈程度，進(jìn)而降低脫硫催化劑燒結(jié)的概率。

32、綜上所述，本發(fā)明包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

33、1.通過(guò)溫度監(jiān)測(cè)、熱點(diǎn)判斷設(shè)置，可以發(fā)現(xiàn)反應(yīng)器中是否存在熱點(diǎn)，并通過(guò)中部加氫步驟的設(shè)置，向脫硫催化劑的前端單獨(dú)加入冷氫氣，以降低反應(yīng)物溫度。如此既可以確保脫硫催化劑處于最佳反應(yīng)狀態(tài)，又可以維持渣油中的殘?zhí)苛俊?/p>

34、由于本技術(shù)的反應(yīng)體系可以檢測(cè)因?yàn)橛推凡痪鶆蚨a(chǎn)生的熱點(diǎn)，同時(shí)及時(shí)降低反應(yīng)溫度，使得該反應(yīng)體系對(duì)渣油品質(zhì)的敏感度低，在面向品質(zhì)不穩(wěn)定的渣油時(shí)，可以充分發(fā)揮脫硫催化劑的優(yōu)勢(shì)，降低脫硫催化劑發(fā)生局部燒結(jié)的概率，延長(zhǎng)了脫硫催化劑的壽命。

35、2.通過(guò)在中部加氫步驟中，根據(jù)脫硫催化劑后端的反應(yīng)器內(nèi)的溫度場(chǎng)陣列中溫度最大值的坐標(biāo)值，確定中部加氫位置，使得在反應(yīng)體系中可以僅針對(duì)熱點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行加氫冷卻，如此既可以降低脫硫催化劑局部燒結(jié)的概率，同時(shí)不影響脫硫催化劑的其它區(qū)域繼續(xù)進(jìn)行脫硫反應(yīng)。而且，由于可以對(duì)熱點(diǎn)區(qū)域直接加氫冷卻，降低了氫氣的用量，減小了反應(yīng)器內(nèi)部的壓力波動(dòng)，使脫硫催化劑不易受到?jīng)_擊損壞。

36、3.通過(guò)溫度分析步驟和超溫判斷步驟的設(shè)置，可以確定熱點(diǎn)區(qū)域的分布程度，若熱點(diǎn)區(qū)域過(guò)多，此時(shí)使用中部加氫的方式已經(jīng)難以降低局部的反應(yīng)溫度，因此降低體積空速，以減緩反應(yīng)的劇烈程度，進(jìn)而降低脫硫催化劑燒結(jié)的概率。