CN104164255A - 劣质重油临氢热裂解及尾油脱碳组合工艺及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的劣质重油临氢热裂解及尾油脱碳组合工艺及装置，该工艺包括以下步骤：a、将劣质重油与来自装置外来的新鲜氢及来自于循环氢压缩机的循环氢一并进入加热炉进行预热；b、将预热后的劣质重油经临氢热裂解反应器进行反应；c、将反应后的物料分别经过热高压分离器、冷高压分离器、热低压分离器、冷低压分离器及常压塔进行物料分离；d、将物料分离后留下的尾油利用延迟焦化反应器进行尾油脱碳，脱碳处理后分别得到焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油以及焦炭产品。本发明采用临氢热裂解反应器和延迟焦化反应器相结合的重油轻质化工艺，避免了尾油外排，具有馏分油收率高、运转周期长的特点，进一步提高了液体产品收率。

Description

劣质重油临氢热裂解及尾油脱碳组合工艺及装置

技术领域

本发明涉及化工行业，尤其涉及一种劣质重油临氢热裂解及尾油脱碳组合工艺及装置。

背景技术

目前，我国劣质原油产量和劣质原油进口量不断增长，现有的加工技术难以对其进行经济有效地加工处理。

国内外对劣质重油加工工艺的研究十分活跃，主要集中在脱碳和加氢两个领域，其中脱碳工艺相对成熟，但存在焦炭产率较大，焦炭性质较差的缺点，处理劣质原料并不经济，而劣质重油的加氢多采用使用分散型催化剂的加氢裂化工艺，如意大利ENI公司的浆态床加氢技术(Eni SlurryTechnology，简称：EST)，法国Axens/IFP与委内瑞拉Intevep/PDVSA合作开发的重质减渣深度加氢裂化-在线加氢处理组合工艺(Deephydrocracking of heavy vacuum residues with sequential hydroprocess，简称HDHPLUS)，Chevron公司的减压渣油浆态床加氢工艺(Vacuum ResidSlurry Hydrocracking，简称：VRSH)和中国石油天然气股份有限公司和石油大学(华东)共同开发的重油悬浮床加氢裂化工艺等，但大部分处于中试和工业试验程度，仅个别工艺具备工业化条件，这些加氢工艺除在催化剂、反应器和工艺流程等方面有待进一步优化外，加氢尾油的处理是抑制这些工艺进一步发展的难点，目前国内部分专利有通过尾油循环降低尾油产量的介绍，但这些方案主要存在2点不足：(1)采用所述尾油循环的方案处理尾油后，仍有较多的尾油产量(＞5％)，这部分尾油的进一步加工处理仍是难点问题；(2)由于循环回反应器的尾油部分又回流到反应器进行循环反应，而由于这些尾油性质比新鲜原料劣质，因此随着运转时间的延长，反应器内反应原料性质越来越恶劣，最终大量结焦，导致停工。因此，需要寻求一种新的方式对尾油进行经济有效地处理。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种能够以更加经济有效的方式处理劣质重油的劣质重油临氢热裂解及尾油脱碳组合工艺及装置。

为实现上述发明目的，本发明采用以下的技术方案：

一种劣质重油临氢热裂解及尾油脱碳组合工艺，包括以下步骤：

a、将劣质重油与来自装置外来的新鲜氢及来自于循环氢压缩机的循环氢一并进入加热炉进行预热；

b、将预热后的劣质重油经临氢热裂解反应器进行反应；

c、将反应后的物料分别经过热高压分离器、冷高压分离器、热低压分离器、冷低压分离器及常压塔进行物料分离；

d、将物料分离后留下的尾油利用延迟焦化反应器进行尾油脱碳，脱碳处理后分别得到焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油以及焦炭产品；

所述延迟焦化反应器包括由焦化分馏塔、焦化炉、焦炭塔组成的尾油脱碳处理装置。

进一步地，步骤d之前，在延迟焦化反应器的进料口同时加入焦化新鲜料，使步骤二中物料分离后留下的尾油和焦化新鲜料同时进入延迟焦化反应器进行反应并分离产物。

进一步地，所述劣质重油为高硫、高酸、高金属、高残炭、高沥青质的劣质重油。

进一步地，所述临氢热裂解反应器的操作条件是：反应压12～18MPa，反应温度430～445℃，总进料体积空速0.5～1.5h^-1，氢/油体积比为600～1200∶1，复合添加剂用量为新鲜原料的0.05％～0.3％。

进一步地，所述加热炉预热的反应温度为430～445℃。

一种劣质重油临氢热裂解及尾油脱碳组合装置，包括：

用于预热劣质重油和自装置外来的新鲜氢及来自于循环氢压缩机的循环氢的加热炉；

用于将加热炉预热后的物料进行临氢热裂解反应的临氢热裂解反应器；

用于将临氢热裂解反应器进行反应后的物料进行分离的热高压分离器、冷高压分离器、热低压分离器、冷低压分离器及常压塔；

用于将从常压塔底部分离出的尾油进行脱碳处理的延迟焦化反应器；

所述延迟焦化反应器包括由焦化分馏塔、焦化炉、焦炭塔组成的尾油脱碳处理装置。

进一步地，如上所述的装置，用于处理高硫、高酸、高金属、高残炭、高沥青质的劣质重油。

本发明提供的劣质重油临氢热裂解及尾油脱碳组合工艺及装置，该工艺是以处理劣质重油为目的，采用临氢热裂解反应器和延迟焦化反应器相结合的重油轻质化工艺，避免了尾油外排，具有馏分油收率高、设备运转周期长的特点，进一步提高了液体产品收率。

附图说明

图1为本发明劣质重油临氢热裂解及尾油脱碳组合工艺流程图；

图2为本发明劣质重油临氢热裂解及尾油脱碳组合装置结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明劣质重油临氢热裂解及尾油脱碳组合工艺流程图，如图1所示，该工艺包括以下步骤：

步骤101：将劣质重油与来自装置外来的新鲜氢及来自于循环氢压缩机的循环氢一并进入加热炉进行预热。

具体地，自装置外来的原料油(即劣质重油)与来自于复合添加剂泵抽出的复合添加剂经多级静态混合器和多级缓冲罐混合后进入原料油缓冲罐，缓冲罐采用机械搅拌或泵循环的方式，使复合添加剂和原料油充分混合均匀。混合后的原料用高压进料泵抽出经过换热后与来自装置外来的新鲜氢及来自于循环氢压缩机的循环氢一并进入原料油加热炉，加热到预定的反应温度430～445℃后再进入临氢热裂解反应器。

步骤102：将预热后的劣质重油经临氢热裂解反应器进行反应。

具体地，临氢热裂解反应器中采用了一种油溶性临氢热裂解复合添加剂，所述油溶性临氢热裂解复合添加剂主要包括二组分或三组分油溶性金属催化剂、硫化剂、抑制结焦的助剂和溶剂油，所述二组分或三组分油溶性金属催化剂为油溶性钼-镍盐、油溶性钴-镍盐、油溶性钴-钼盐、油溶性钼-镍-钴盐；所述硫化剂为硫粉或二硫化碳；所述抑制结焦的助剂为阳离子型表面活性剂、阴离子表面活性剂、脂肪酸和脂肪胺的一种或是几种的混合物；所述溶剂油为重柴油或蜡油；所述临氢热裂解反应器为具有上下排料功能的反应器；所述临氢热裂解反应器操作条件是：反应压力12～18MPa，反应温度430～445℃，总进料体积空速0.5～1.5h^-1，氢/油体积比为600～1200∶1(氢为来自装置外来的新鲜氢及来自于循环氢压缩机的循环氢的总和，油为自装置外来的原料油，即劣质重油)，复合添加剂用量为新鲜原料(该新鲜原料指自装置外来的原料油)的0.05％～0.3％；所述油溶性临氢热裂解复合添加剂和新鲜原料油的混合是通过多级缓冲罐和多级静态混合器相结合的方法实现的，该方法可以保证少量油溶性临氢热裂解复合剂均匀分散在原料油中。

步骤103：将反应后的物料分别经过热高压分离器、冷高压分离器、热低压分离器、冷低压分离器及常压塔进行物料分离。

具体地，所述临氢热裂解反应器顶部物料进入热高压分离器，热高压分离器顶部物料进入冷高压分离器，冷高压分离器顶部气体脱硫处理后经循环氢压缩机进入循环氢系统，冷高压分离器底部物料进入冷低压分离器，冷低压分离器顶部不凝气体去管网，冷低压分离器底部出轻石脑油，热高压分离器底部物料和临氢热裂解反应器底部物料一并进入热低压分离器，热低压分离器顶部不凝气体去管网，热低压分离器底部物料进入常压分馏塔，常压分馏塔顶部出石脑油，常压分馏塔侧线出柴油、常压分馏塔底部物料进入焦化分馏塔。

步骤104：将物料分离后留下的尾油利用延迟焦化反应器进行尾油脱碳，脱碳处理后分别得到焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油以及焦炭产品，其中，所述延迟焦化反应器包括由焦化分馏塔、焦化炉、焦炭塔组成的尾油脱碳处理装置。

具体地，焦化分馏塔进料为常压分馏塔底部物料和焦化新鲜料的混合进料，焦化分馏塔顶部出焦化汽油，焦化分馏塔侧线出焦化柴油和焦化蜡油，焦化分馏塔底部物料经焦化炉加热后，进入焦炭塔，焦炭塔的顶部将反应产生的焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油等循环回焦化分馏塔，通过焦化分馏塔进行不同产物的分离，而焦炭塔则最终产出焦炭。

图2为本发明劣质重油临氢热裂解及尾油脱碳组合装置结构图，如图2所示，本发明提供一种劣质重油临氢热裂解及尾油脱碳组合装置，包括：

用于预热劣质重油和自装置外来的新鲜氢及来自于循环氢压缩机的循环氢的加热炉；

用于将加热炉预热后的物料进行临氢热裂解反应的临氢热裂解反应器；

用于将临氢热裂解反应器进行反应后的物料进行分离的热高压分离器、冷高压分离器、热低压分离器、冷低压分离器及常压塔；

用于将从常压塔底部分离出的尾油进行脱碳处理的延迟焦化反应器；

所述延迟焦化反应器包括由焦化分馏塔、焦化炉、焦炭塔组成的尾油脱碳处理装置。

本发明提供的劣质重油临氢热裂解及尾油脱碳组合装置，用于处理高硫、高酸、高金属、高残炭、高沥青质的劣质重油。

在实际设计和运行中，本发明的设计者采用如附图1所示的工艺流程，新鲜原料和油溶性临氢热裂解复合添加剂经过多级缓冲罐和多级静态混合器进行混合，这种混合方式可以保证少量的复合添加剂均匀地分散在大量的原料中。混合料再与新鲜氢和循环氢混合进入加热炉，经加热炉加热至430～445℃后从底部进入临氢热裂解反应器，在反应压力12～18MPa，反应温度430～445℃条件下进行临氢热裂解反应，反应温度可灵活控制，反应温度较高可以提供较高的轻油收率，反应温度较低可生产大量的催化裂化原料，复合添加剂的存在可以减少反应器内的生焦和结焦，保证工艺的长周期运转。

为了防止在管线内和热高分中结焦，在反应器顶部管线注入轻循环油，使从临氢热裂解反应器顶部流出的反应产物急冷至400℃后进入热高分，从热高分顶部闪蒸出的气体进入冷高分，冷高分顶部气体脱硫处理后经循环氢压缩机进入循环氢系统，冷高分底部冷凝油进入冷低分，冷低分顶部不凝气体进入管网，冷低分底部出轻石脑油；从临氢热裂解反应器底部流出的反应产物经急冷至400℃后与热高分底部物料一并进入热低分，热低分顶部不凝气体进入管网，热低分底部物料进入常压塔。常压塔顶部出石脑油，常压塔侧线出柴油，常压塔底部物料与焦化新鲜料一并进入焦化分馏塔，该过程可进一步加工临氢热裂解尾油，避免尾油外排，同时减少在临氢热裂解过程中的分馏塔数，缩短工艺流程。焦化分馏塔顶部出焦化汽油，焦化分馏塔侧线出焦化柴油和焦化汽油，焦化分馏塔底部物料进入焦化炉加热后进入焦炭塔，焦炭塔顶部物料循环回焦化分馏塔，焦炭塔中固体为焦炭产品。

下面是按本发明的工艺流程对委内瑞拉燃料油进行中试的实例：

委内瑞拉马瑞油在30吨/年临氢热裂解+尾油脱碳中试装置上进行反应，其中临氢热裂解新鲜料与焦化新鲜料质量比为1.8∶1，反应产物分布如下：

委内瑞拉马瑞油临氢热裂解+尾油脱碳组合工艺反应产物分布

产物分布，w％	加氢处理前
		于气	4.66
液化气	2.68
		石脑油	6.26
焦化汽油	5.56
		临氢热裂解柴油	28.03
焦化柴油	17.08
		焦化蜡油	21.65
焦炭	14.08
		合计	100

本发明的临氢热裂解+尾油脱碳组合工艺与现有各类重油加工工艺的不同之处在于：

(1)本工艺的处理对象为高硫、高酸、高金属、高残炭、高沥青质的劣质重油。

(2)本工艺采用临氢热裂解重质产品和焦化新鲜料混合进入焦化分馏塔的方案，减少了工艺设备，缩短了工艺流程，主要产品为石脑油、柴油、蜡油和焦炭，避免了尾油的外排。

(3)本工艺的临氢热裂解反应器使用一种油溶性临氢热裂解复合添加剂，该油溶性临氢热裂解复合添加剂主要包括二组分或三组分油溶性金属催化剂、硫化剂、抑制结焦的助剂和溶剂油，所述二组分或三组分油溶性金属催化剂为油溶性钼-镍盐、油溶性钴-镍盐、油溶性钴-钼、盐油溶性钼-镍-钴盐；所述硫化剂为硫粉或二硫化碳；所述抑制结焦的助剂为阳离子型表面活性剂、阴离子表面活性剂、脂肪酸和脂肪胺的一种或是几种的混合物；所述溶剂油为重柴油或蜡油。该复合添加剂在原料油中的分散工艺简单可行，能耗低。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)油溶性临氢热裂解复合添加剂的分散工艺简单易行，能耗小，复合添加剂用量小，成本低。

(2)临氢热裂解反应温度高(430～445℃)，操作灵活，馏分油收率高(85％～90％)，体系生焦少(＜1％)。

(3)临氢热裂解尾油与焦化新鲜料混合后进行焦化，避免了尾油外排，提高了液体产品收率，且尾油也不会循环进入临氢热裂解反应器，从而延长了设备运转周期。

本发明可处理现有固定床加氢裂化、催化裂化等工艺难以处理的高硫、高酸、高金属、高残炭、高沥青质的劣质重油，其馏分油收率高，无尾油外排，而且避免了部分尾油又回流到临氢热裂反应器的情形，因此反应器内部就不会大量结焦，从而延长了设备运转周期，因此具有极大的推广应用前景。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种劣质重油临氢热裂解及尾油脱碳组合工艺，其特征在于，包括以下步骤：

a、将劣质重油与来自装置外来的新鲜氢及来自于循环氢压缩机的循环氢一并进入加热炉进行预热；

b、将预热后的劣质重油通入临氢热裂解反应器进行反应；

c、将反应后的物料分别经过热高压分离器、冷高压分离器、热低压分离器、冷低压分离器及常压塔进行物料分离；

d、将物料分离后留下的尾油利用延迟焦化反应器进行尾油脱碳，脱碳处理后分别得到焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油以及焦炭产品；

所述延迟焦化反应器包括由焦化分馏塔、焦化炉、焦炭塔组成的尾油脱碳处理装置。

2.根据权利要求1所述的一种劣质重油临氢热裂解及尾油脱碳组合工艺，其特征在于，步骤d之前，在延迟焦化反应器的进料口同时加入焦化新鲜料，使步骤c中物料分离后留下的尾油和焦化新鲜料同时进入延迟焦化反应器进行反应并分离产物。

3.根据权利要求1所述的一种劣质重油临氢热裂解及尾油脱碳组合工艺，其特征在于，所述劣质重油为高硫、高酸、高金属、高残炭、高沥青质的劣质重油。

4.根据权利要求1所述的一种劣质重油临氢热裂解及尾油脱碳组合工艺，其特征在于，所述临氢热裂解反应器的操作条件是：反应压力12～18MPa，反应温度430～445℃，总进料体积空速0.5～1.5h^-1，氢/油体积比为600～1200∶1，复合添加剂用量为新鲜原料的0.05％～0.3％。

5.根据权利要求1所述的一种劣质重油临氢热裂解及尾油脱碳处理组合工艺，其特征在于，所述加热炉预热的反应温度为430～445℃。

6.一种劣质重油临氢热裂解及尾油脱碳组合装置，包括：

用于预热劣质重油和自装置外来的新鲜氢及来自于循环氢压缩机的循环氢的加热炉；

用于将加热炉预热后的物料进行临氢热裂解反应的临氢热裂解反应器；

用于将临氢热裂解反应器进行反应后的物料进行分离的热高压分离器、冷高压分离器、热低压分离器、冷低压分离器及常压塔；

用于将从常压塔底部分离出的尾油进行脱碳处理的的延迟焦化反应器；

所述延迟焦化反应器包括由焦化分馏塔、焦化炉、焦炭塔组成的尾油脱碳处理装置。

7.根据权利要求6所述的一种劣质重油临氢热裂解及尾油脱碳组合装置，其特征在于，该装置用于处理高硫、高酸、高金属、高残炭、高沥青质的劣质重油。