CN114106874A - 高酸原油或高酸渣油热解脱酸的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高酸原油或高酸渣油热解脱酸的方法及装置。该方法包括以下步骤：将经过加热的原料输入气液分离罐，分离出水和轻瓦斯油；分离出水和轻瓦斯油的原料从气液分离罐底部流出从浅度热裂化反应塔的底部进入顶部流出，经急冷后得到浅度热裂化生成油即脱酸产品。应用本发明的技术方案，采用浅度热裂化工艺，以高酸原油或高酸渣油为原料，优选在反应温度370℃～450℃，停留时间20分钟～200分钟，反应压力为常压～1.0MPa条件下，浅度热裂化生成油黏度降低，同时酸值大幅度降低，降幅可达90％以上，脱酸产品满足燃料油产品酸值要求，或作为原料进行后续加工可减小设备的环烷酸腐蚀。
Description
技术领域
本发明涉及石油加工技术领域，具体而言，涉及一种高酸原油或高酸渣油热解脱酸的方法及装置。
背景技术
随着全球高酸原油产量的迅速增长，高酸原油在原油总产量中的比例逐年增加。由于高酸原油价格低，炼化企业加工高酸原油可以获得更高的利润，因此，高酸原油加工技术受到了广泛的关注。一般将酸值高于1.0mgkOH/g的原油或渣油称为高酸原油或高酸渣油，高酸原油一般为稠油，也称为高酸稠油或稠油，国内高酸稠油与国外相比，硫含量低，一般大都低于0.5％，例如辽河超稠油、辽河低凝稠油、辽河混合稠油、克拉玛依超稠油、中海36-1稠油等硫含量为0.15％～0.25％，其渣油的硫含量也低，适合通过减黏裂化的方法来生产残渣燃料油例如低硫船用残渣燃料油，但受到船用残渣燃料油酸值指标的限制，必须将高酸原油或高酸渣油酸值降低到指标要求。另外，在采用常规工艺加工高酸原油时，由于高酸原油不仅酸值高，还具有高密度、高黏度、高残炭、高金属含量等特点，轻质油馏分收率低、质量差，不经过精制不能直接作为产品或产品的调合组分，同时还存在设备、管线的严重腐蚀问题，对装置的安全平稳运行造成极大的风险。
鉴于石油酸在加工过程中的强烈腐蚀作用，为减少和避免石油酸加工过程中的设备腐蚀，以及满足一些石油产品的质量要求，现有技术中一般采用将低酸值和高酸值原油调和、加入化学药剂中和、酯化脱酸、化学反应溶剂萃取分离脱酸等方法来降低原油酸值以及加工过程中设备采用耐酸材质等。
例如，专利CN106701153A提供一种高酸原油脱酸工艺方法，将高酸原油和脱酸剂按预设的体积比加入超重力机中连续反应得到中间产物；将中间产物经油水分离，获得脱酸原油。该方法能使原油酸值降至0.5mgKOH/g以下，达到低酸原油标准，但很难在工业上实现。
专利CN 103788999 B提供一种高酸原油的预处理方法，利用高酸原油容易乳化的特点，将水和高酸原油混合，进入水热裂解反应器进行处理，在较高温度下，高酸原油脱酸裂解，同时伴随着破乳，实现脱水、脱盐，并可以有效解决处理过程中的腐蚀问题。该方法需在温度为260℃～340℃、反应压力为5.0MPa～20.0MPa、体积空速为1.0h-1～8.0h-1的条件下进行，工艺条件较苛刻，工业装置很难实现。
专利CN101785992B为一种用于降低原油酸值的催化剂，将镁铝水滑石，γ-氧化铝和拟薄水铝石三种组分按一定比例混合均匀，加入适量水，然后成型，成型后的催化剂在500℃～600℃下焙烧3小时～8小时既得分解脱酸催化剂。在一实验室固定床反应器中装入上述催化剂，用计量泵进料，使用酸值为3.6mgKOH/g的减压二线馏分油，反应压力为常压，反应温度300℃，空速为1hr-1时，稳定运行4hr后，测得原油酸值为0.16mgKOH/g，脱酸率为95.6％。该方法为实验室结果，工业化成本较高，对于高酸值的稠油该催化剂的适应性还有待于验证。
以上方法只是针对高酸原油或高酸馏分油降低酸值的方法，目前没有针对高酸渣油为原料降低酸值的有效方法，工业生产表明，通过减黏裂化的方法可以降低原料的黏度和酸值，但是减黏产品的酸值降低有限，现有降低高酸原油酸值的技术不能在工业生产装置上有效应用，解决高酸原油加工时对设备的腐蚀仍然是一个难题，对于酸值为4mgKOH/g～13mgKOH/g的高酸值稠油或渣油，现有技术不能在工业装置中使原料酸值降低到小于0.5mgKOH/g，甚至满足低硫船燃产品酸值要求小于2.5mgKOH/g的指标也困难，急需一种将高酸原油或高酸渣油酸值降低的实用方法。
发明内容
本发明旨在提供一种高酸原油或高酸渣油热解脱酸的方法及装置，以解决现有技术高酸原油或高酸渣油酸值降低幅度小、不满足产品酸值要求或后续加工带来设备腐蚀的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种高酸原油或高酸渣油热解脱酸的方法。该方法包括以下步骤：将经过加热的原料输入气液分离罐，分离出水和轻瓦斯油；分离出水和轻瓦斯油的原料从气液分离罐底部流出进入浅度热裂化反应塔，从浅度热裂化反应塔的底部进入顶部流出，经急冷后得到浅度热裂化生成油即脱酸产品。
进一步地，原料在输入气液分离罐前在加热炉中加热，且在加热炉中注入原料0.5％～0.7％质量分数的水。
进一步地，浅度热裂化反应塔的入口原料温度为370℃～450℃。
进一步地，原料在浅度热裂化反应塔内停留时间为20分钟～200分钟。
进一步地，浅度热裂化反应塔的塔顶压力为常压～1.0MPa。
进一步地，高酸原油或高酸渣油的酸值大于1.0mgkOH/g，优选为4mgKOH/g～13mgKOH/g。
进一步地，在气液分离罐的进料口下部注入气体进行汽提；优选的，气体为炼厂干气；气体的注入量为0～1.0％原料质量分率，优选的，气体的注入量为0.1％～0.5％原料质量分率；优选的，气体的温度为380℃～500℃。
根据本发明的另一个方面，提供一种高酸原油或高酸渣油热解脱酸的装置。该装置包括：加热炉，设置有加热炉原料入口和加热炉原料出口；气液分离罐，设置有气液分离罐原料入口和气液分离罐原料出口，气液分离罐原料入口设置在所述气液分离罐的中上部、出口设置在气液分离罐的底部，加热炉原料出口与气液分离罐原料入口相连通；以及浅度热裂化反应塔，设置有浅度热裂化反应塔入口和浅度热裂化反应塔出口，浅度热裂化反应塔入口设置在浅度热裂化反应塔的底部，气液分离罐原料出口与浅度热裂化反应塔入口相连通。
进一步地，气液分离罐原料入口的下部设置有汽提气入口。
进一步地，气液分离罐的顶部设置有水蒸汽和轻瓦斯油流出口；优选的，浅度热裂化反应塔的顶部流出管线设置有急冷油注入口和脱酸产品流出口。
应用本发明的技术方案，采用浅度热裂化工艺，以高酸原油或高酸渣油为原料，优选在反应温度370℃～450℃，停留时间20分钟～200分钟，浅度热裂化反应塔顶压力为常压～1.0MPa条件下，浅度热裂化生成油在黏度降低的同时，酸值可从原料的4mgKOH/g～13mgKOH/g降低到0.4mgKOH/g～1.3mgKOH/g以下，酸值降低率为90％以上，从而满足燃料油产品酸值要求，或作为原料进行后续加工可减小设备的环烷酸腐蚀。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明一实施方式的高酸原油或高酸渣油热解脱酸的方法流程示意图，其中，1.高酸原油或高酸渣油；2.加热炉；3.气液分离罐；4.浅度热裂化反应塔；5.脱酸产品；6.汽提气；7.水和轻瓦斯油；8.急冷油。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
根据本发明一种典型的实施方式，提供一种高酸原油或高酸渣油热解脱酸的方法。该方法包括以下步骤：将经过加热的原料输入气液分离罐，分离出水和轻瓦斯油；分离出水和轻瓦斯油的原料从气液分离罐底部流出从浅度热裂化反应塔的底部进入顶部流出，经急冷后得到脱酸产品。
应用本发明的技术方案，采用浅度热裂化工艺，以高酸原油或高酸渣油为原料，优选在反应温度370℃～450℃，停留时间20分钟～200分钟，压力为常压～1.0MPa条件下，浅度热裂化生成油在黏度降低的同时，酸值可从原料的4mgKOH/g～13mgKOH/g降低到0.4mgKOH/g～1.3mgKOH/g以下，酸值降幅达90％以上，从而满足燃料油产品酸值要求，或作为原料进行后续加工可减小设备的环烷酸腐蚀。
优选的，原料在输入气液分离罐前在加热炉中加热，且在加热炉中注入原料0.5％～0.7％质量分数的水，防止加热炉炉管结焦。气液分离罐脱除水和轻瓦斯油组分。
优选的，浅度热裂化反应塔的入口原料温度为370℃～450℃，原料在浅度热裂化反应塔内停留时间为20分钟～200分钟，使得反应充分进行。
在本发明一实施方式中，高酸原油或高酸渣油的酸值大于1.0mgkOH/g，优选为4mgKOH/g～13mgKOH/g。优选的，在气液分离罐的进料口下部注入气体进行汽提；更优选的，气体为炼厂干气；气体的注入量为0～1.0％原料质量分率；气体的温度为380℃～500℃，从而可以使气液分离罐中水分和轻瓦斯油脱除更彻底。
根据本发明一种典型的实施方式，提供一种高酸原油或高酸渣油热解脱酸的装置。该装置包括加热炉、气液分离罐和浅度热裂化反应塔，其中，加热炉设置有加热炉原料入口和加热炉原料出口；气液分离罐设置有气液分离罐原料入口和气液分离罐原料出口，气液分离罐原料出口设置在气液分离罐的底部，加热炉原料出口与气液分离罐原料入口相连通；浅度热裂化反应塔设置有浅度热裂化反应塔入口和浅度热裂化反应塔出口，浅度热裂化反应塔入口设置在浅度热裂化反应塔的底部，气液分离罐原料出口与浅度热裂化反应塔入口相连通。
优选的，气液分离罐原料入口的下部设置有汽提气入口；气液分离罐的顶部设置有水和轻瓦斯油流出口；浅度热裂解反应塔的顶部流出管线设置有急冷油注入口和脱酸产品流出口。
在本发明一种典型的实施方式中，如图1，高酸原油或渣油1进入加热炉2加热，然后输入气液分离罐3，分离出水和轻瓦斯油7；气液分离罐3的进料口下部注入汽提气6进行汽提，使分离更彻底，分离出水和轻瓦斯油的原料从气液分离罐3底部流出从浅度热裂化反应塔4的底部进入顶部流出，经急冷(由急冷油8急冷)后得到脱酸产品5。
下面将结合实施例进一步说明本发明的有益效果。
实施例1
辽河超稠油酸值为10.5mgKOH/g，采用本发明在加热炉注水0.5m％、原料在浅度热裂化反应塔内停留时间为180分钟、塔顶压力0.7MPa，加热后的原料进入气、液分离罐，脱除出水和轻瓦斯油后的原料温度为370℃，从浅度热裂化反应塔的底部进入，从浅度热裂化反应塔顶部流出，经过急冷后得到浅度热裂化反应生成油产品，急冷油为浅度热裂化反应生成油经过换热水冷后的油，浅度热裂化反应生成油产品的酸值为1.0mgKOH/g，酸值降低率为90.48％。
对比例1
辽河超稠油酸值为10.5mgKOH/g，采用现有减黏裂化技术，在加热炉注水0.5m％、减黏塔停留时间为180分钟、减黏塔顶压力0.7MPa，经加热后的原料从减黏塔的底部进入，温度为370℃，从减黏塔顶部流出，经过急冷后得到减黏生成油产品，急冷油为浅度热裂化反应生成油经过换热水冷后的油，浅度热裂化反应生成油产品的酸值为5.3mgKOH/g，酸值降低率为49.5％。
实施例2
辽河超稠油酸值为10.5mgKOH/g，采用本发明在加热炉注水0.5m％、原料在减黏塔内停留为20分钟、减黏塔顶压力0.7MPa，加热后的原料进入气、液分离罐，气、液分离罐的下部注入汽提气，汽提气为炼厂干气，注入量为原料的0.5m％，脱除出水和轻瓦斯油后的原料温度为450℃，从浅度热裂化反应塔的底部进入，从浅度热裂化反应塔顶部流出，经过急冷后得到浅度热裂化反应生成油产品，急冷油为浅度热裂化反应生成油经过换热水冷后的油，浅度热裂化反应生成油产品的酸值为0.3mgKOH/g，酸值降低率为97.1％。
对比例2
辽河超稠油酸值为10.5mgKOH/g，采用现有减黏裂化技术，在加热炉注水0.5m％、停留为20分钟、减黏塔顶压力0.7MPa，经加热后的原料从减黏塔的底部进入，温度为450℃，从减黏塔顶部流出，经过急冷后得到减黏生成油产品，急冷油为浅度热裂化反应生成油经过换热水冷后的油，浅度热裂化反应生成油产品的酸值为3.2mgKOH/g，酸值降低率为69.5％。
实施例3
某减压渣油酸值为6.2mgKOH/g，采用本发明在加热炉注水0.6m％、原料在浅度热裂化反应塔内停留为30分钟、浅度热裂化反应塔顶压力0.8MPa,加热后的原料进入气、液分离罐，气、液分离罐的下部注入汽提气，汽提气为炼厂干气，注入量为原料的1.0m％，脱除出水和轻瓦斯油后的原料温度为440℃，从浅度热裂化反应塔的底部进入，从浅度热裂化反应塔顶部流出，经过急冷后得到浅度热裂化反应生成油产品，急冷油为浅度热裂化反应生成油经过换热水冷后的油，其酸值为0.2mgKOH/g，酸值降低率为96.7％。
对比例3
某减压渣油酸值为6.2mgKOH/g，采用现有减黏裂化技术，在加热炉注水0.6m％、停留为30分钟、减黏塔顶压力0.7MPa，经加热后的原料从减黏塔的底部进入，温度为440℃，从减黏塔顶部流出，经过急冷后得到减黏生成油产品，急冷油为浅度热裂化反应生成油经过换热水冷后的油，浅度热裂化反应生成油产品的酸值为2.9mgKOH/g，酸值降低率为53.2％。
实施例4
某渣油酸值为4.7mgKOH/g，采用本发明在加热炉注水0.7m％、原料在浅度热裂化反应塔内停留为40分钟、浅度热裂化反应塔顶压力0.7MPa，加热后的原料进入气、液分离罐，气、液分离罐的下部注入汽提气，为炼厂干气，注入量为原料的0.1m％，脱除出水和轻瓦斯油后的原料温度为430℃，从浅度热裂化反应塔的底部进入，从浅度热裂化反应塔顶部流出，经过急冷后得到浅度热裂化反应生成油产品，急冷油为浅度热裂化反应生成油经过换热水冷后的油，浅度热裂化反应生成油产品的酸值为0.3mgKOH/g，酸值降低率为93.6％。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：采用本发明的方法和设备以高酸稠油或高酸渣油为原料可以生产低酸值的燃料油产品或其调和组分。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高酸原油或高酸渣油热解脱酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将经过加热的原料输入气液分离罐，分离出水和轻瓦斯油；
分离出水和轻瓦斯油的原料从所述气液分离罐底部流出进入浅度热裂化反应塔，从所述浅度热裂化反应塔的底部进入顶部流出，经急冷后得到浅度热裂化生成油即脱酸产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原料在输入所述气液分离罐前在加热炉中加热，且在所述加热炉中注入所述原料0.5％～0.7％质量分数的水。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浅度热裂化反应塔的入口原料温度为370℃～450℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，原料在所述浅度热裂化反应塔内停留时间为20分钟～200分钟。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浅度热裂化反应塔的塔顶压力为常压～1.0MPa。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高酸原油或高酸渣油的酸值大于1.0mgkOH/g，优选为4mgKOH/g～13mgKOH/g。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述气液分离罐的进料口下部注入气体进行汽提；
优选的，气体为炼厂干气；
所述气体的注入量为0～1.0％原料质量分率；
优选的，所述气体的注入量为0.1％～0.5％原料质量分率；
优选的，所述气体的温度为380℃～500℃。
8.一种高酸原油或高酸渣油热解脱酸的装置，其特征在于，包括：
加热炉，设置有加热炉原料入口和加热炉原料出口；
气液分离罐，设置有气液分离罐原料入口和气液分离罐原料出口，所述气液分离罐原料入口设置在所述气液分离罐的中上部、出口设置在所述气液分离罐的底部，所述加热炉原料出口与所述气液分离罐原料入口相连通；以及
浅度热裂化反应塔，设置有浅度热裂化反应塔入口和浅度热裂化反应塔出口，所述浅度热裂化反应塔入口设置在所述浅度热裂化反应塔的底部，所述气液分离罐原料出口与所述浅度热裂化反应塔入口相连通。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述气液分离罐原料入口的下部设置有汽提气入口。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述气液分离罐的顶部设置有水蒸汽和轻瓦斯油流出口；
优选的，所述浅度热裂化反应塔的顶部流出管线设置有急冷油注入口和脱酸产品流出口。
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