CN101619237A - 一种增加焦化液相产品收率的联合加工方法 - Google Patents

一种增加焦化液相产品收率的联合加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种增加焦化液相产品收率的联合加工方法。该方法是将延迟焦化装置生产的高温油气经脱焦粉罐脱焦粉，同时将轻组分拔出，重组分进入减压蒸馏装置，分离出蜡油馏分，所得的减压渣油可作为延迟焦化进料。该方法不需要原先的焦化分馏塔进行产品分馏，大大降低了投资和操作费用。本发明不但提高了焦化蜡油的产量，同时也保证了焦化蜡油的质量。由于焦化蜡油拔出量增加了，焦化循环油量大大减少，又使得焦化装置处理量增加，进一步提高了经济效益。

Description

一种增加焦化液相产品收率的联合加工方法
技术领域
本发明属于延迟焦化与蒸馏装置联合工艺技术，具体地说，是在延迟焦化-产品闪蒸与减压蒸馏过程中最大量生产馏分油的一种方法。
背景技术
据统计，到2005年全世界延迟焦化装置处理能力达226.48Mt/a，由此可见，目前焦化工艺仍是处理渣油的重要手段之一。在如何提高延迟焦化液体收率方面，世界各大公司都研究开发了很多技术方法，如：US5925236、US4784744、US5006223、US7067053、CN1448466A、CN1552799A、CN1487056A、CN1246514A、CN1465658A主要揭示了延迟焦化工艺方面的改进，提高了液体产率。但是由于焦化分馏塔分离精度差，在保证焦化蜡油质量的同时不能保证蜡油的产量。于是，在焦化分馏塔方面有了技术改进，主要是增加焦化蜡油，中间馏分油产率及质量，如：US5824194揭示了一种改进的焦化分馏塔技术，该技术是在焦化分馏塔内选择出口和入口沸程范围，并在轻、重瓦斯油抽出口之间设多个出口和入口，使其与热能回收泵、循环油泵连接。在回收热能的同时改变塔内液相蒸汽负荷，提高分馏塔效率。但是该方法操作复杂，而且受焦化分馏塔操作条件的限制，仍然达不到较理想的蜡油收率。US6860985介绍了一种分馏技术：在焦化分馏塔内设有一种可再生过滤器，除去焦化蜡油中的颗粒物，增加焦化蜡油产率并改善蜡油质量。该技术由于受焦化分馏塔工艺的限制，最终仍然不能达到令人满意的效果。
焦化分馏塔主要靠焦化生成油气所带的热量在常压条件下完成产品的分离，因此沸点较高的蜡油分离精度较差，使焦化蜡油90％点与干点温度相差很大，如果提高焦化蜡油的产量，那么其质量会变得更差，下游加工装置将难以加工处理，从而严重影响了焦化总液体收率，造成资源的浪费。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种延迟焦化-脱焦粉闪蒸-减压蒸馏联合加工方法。该方法能提高焦化蜡油的质量和产率，还能提高焦化装置的处理量。
本发明的延迟焦化-脱焦粉闪蒸-减压蒸馏联合加工方法，包括焦化原料进入延迟焦化装置，在延迟焦化的操作条件下进行裂化反应，反应生成的高温油气进入装有惰性固体填料的闪蒸罐，将高温油气中携带的焦粉脱除，同时将轻组分拔出，重组分进入减压蒸馏装置，分离出蜡油馏分。
本发明方法中，所述的重组分与常压渣油-同进入减压蒸馏装置，分离出蜡油馏分，由源于重组分的焦化蜡油和源于常压渣油的直馏蜡油组成。
本发明方法中，所述的重组分或重组分和常压渣油进入减压蒸馏装置，分离所得的减压渣油作为延迟焦化原料，优选作为本发明的延迟焦化装置的焦化原料。
本发明方法中，所述闪蒸罐中用于脱除焦粉的惰性固体填料为不锈钢、陶瓷、焦化装置生产的石油焦、惰性氧化铝和惰性氧化硅中的一种或多种，其形状可为球形、条形、环形、拉西环、鲍尔环、阶梯环和矩鞍环中的一种或多种。惰性固体填料的公称直径为1～20mm，优选2～5mm；最好在焦化油气入口处装填公称直径为3～25mm，优选是5～12mm的惰性固体填料，所述入口处惰性固体填料体积占总填料体积的20％～40％，防止入口处焦粉浓度大，造成堵塞。
本发明方法中，当脱焦粉闪蒸罐内的惰性固体填料床层压力达到0.1MPa～0.2MPa，切换另一脱焦粉闪蒸罐；切换下来的脱焦粉闪蒸罐通空气氧化燃烧再生，烧掉惰性固体填料上的焦粉，或者不再生，直接更换惰性固体填料；如果固体填料是石油焦，最好是更换掉。
本发明方法中，所述的延迟焦化装置操作条件如下：加热炉出口温度470℃～550℃，最好在495℃～505℃；反应压力0.05MPa～0.80MPa，最好在0.10MPa～0.20MPa；停留时间5min～50min，最好10min～30min；循环重量比为0.01～0.11，最好是0.03～0.08。
本发明使用的焦化原料除了本发明减压蒸馏装置产生的减压渣油外，还可以根据焦化装置的处理量补充外来的常规焦化原料，所述的常规焦化原料可以是初馏点＞350℃的重、渣油原料，一般可选自常减压蒸馏装置的渣油、减粘裂化渣油、脱沥青装置的重脱沥青油、催化裂化油浆、稠油和拔头原油中的一种或多种，当然也可选自其它如：煤液化油、页岩油等。本发明方法中，常规的焦化原料在原料加热炉对流段加热到330℃～340℃，然后进入辐射段与减压渣油加热至470℃～550℃，从焦化塔底部进入焦化塔内。
所述的常压渣油是指原油经常压蒸馏后得到的常压渣油，来自于常压蒸馏装置，一般初馏点＞350℃。
本发明的特点是将延迟焦化工艺生产的裂化产品不再经过焦化分馏塔细分离出汽油、柴油等产品，而是经过脱焦粉闪蒸罐拔出轻组分后，重组分直接进入减压蒸馏装置，在减压蒸馏装置中深拔出高质量的焦化蜡油，以保证下游工艺加工处理，分馏所得的减压渣油作为延迟焦化进料。
本发明利用脱焦粉闪蒸罐拔出轻组分，轻组分或者单独加氢处理或者与蜡油一同加氢处理，生产优质乙烯原料和高质量柴油馏分及优质FCC进料组分；该方法不仅简化油品分离过程，还结合减压蒸馏工艺本身特点，分离精度大大高于焦化分馏塔，有利于深拔焦化蜡油，而焦化蜡油经减压蒸馏装置深拔后，其中沥青质含量远远低于在焦化分馏塔中分离的焦化蜡油；焦化尾油在减压蒸馏装置中作为减压渣油出装置，作为延迟焦化装置的循环油。本发明不但提高了焦化蜡油的产量，同时也保证了焦化蜡油的质量。由于焦化蜡油拔出量增加了，焦化循环油量大大减少，又使得焦化装置处理量增加，进一步提高了经济效益。
本发明与现有技术相比有如下优点：
1、与US5824194、US6860985相比，不再设置焦化分馏塔而采用脱焦粉闪蒸罐拔出轻组分，大大降低投资费用和操作成本。
2、脱焦粉闪蒸罐可以将焦化油气中携带的焦粉脱除60％～80％。
3、减压蒸馏装置不需要进行改造，只需在塔底增设一台循环泵防止塔底结焦。
4、重组分进入减压蒸馏塔，在减压蒸馏操作条件下深拔出的焦化蜡油产量高且质量好，焦化蜡油约增加10个百分点，总液体收率可以增加13.5个百分点。
5、由于焦化蜡油拔出率提高了，使得焦化循环油量大大降低，增加了焦化装置处理量。
6、焦化油气进入脱焦粉闪蒸罐除去油气中携带的大量焦粉，缓解焦化尾油进入减压蒸馏塔造成结焦。
7、由于焦化原料从减压装置直接进入焦化原料加热炉，降低了加热炉负荷。
8、本发明方法工艺操作简单。
9、降低了投资成本和操作费用。
10、本发明方法操作弹性大，灵活、易于掌握，特别适用于常、减压蒸馏装置与延迟焦化装置配套的炼厂。
附图说明
图1为本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明方法具体过程如下：
焦化原料从减压装置直接进入焦化原料加热炉加热至470℃～550℃，最好是495℃～505℃，从焦化塔底部进入焦化塔内，在延迟焦化工艺操作条件下，进行裂化反应；反应生成的焦炭沉积在焦炭塔底，反应生成的油气进入脱焦粉闪蒸罐。在闪蒸罐上部将之分离成焦化气体和＜350℃的轻组分(即轻质馏分油)，闪蒸罐下部的＞350℃的重组分(含焦化蜡油和焦化循环油)与常压渣油混合，作为减压蒸馏装置进料；经过减压蒸馏，将焦化蜡油与直馏蜡油一同拔出得到减压蜡油馏分，减压渣油作为延迟焦化进料。该方法不需要原延迟焦化工艺中的焦化分馏塔进行产品分馏。
图1是本发明以下实施例中所使用的一种流程示意图。以下结合附图和具体的实施例进一步详细解释本发明。
如图1所示，来自减压蒸馏塔6的减压渣油作为焦化原料，通过管线8进入管线1，然后进入加热炉2，加热至470～550℃，最好为495℃～505℃，然后进入焦化塔3进行裂化反应；焦化反应产物从焦化塔3顶通过管线4进入脱焦粉闪蒸罐5，在5中脱除大量焦粉，同时分离出焦化气体和轻组分，分别通过侧线5-0、5-1出装置；含有焦化蜡油的重组分通过管线9与常压渣油10混合后，进入减压蒸馏塔6，分离出不同沸点的蜡油，分别通过管线6-0、6-1、6-2出装置，所得的减压渣油通过管线8进入焦化原料加热炉进行加热。焦炭产品则通过管线7出装置。焦化塔3充满后，停止进料，降温除焦，切换另一焦化塔3a进行同样的操作。脱焦粉闪蒸罐5充满后切换另一脱焦粉闪蒸罐5a进行同样的操作，脱焦粉闪蒸罐5可更换填料，也可将填料再生。
下面的实施例将对本发明方法进行详细说明，但本发明并不受实施例的限制。
实施例中，来自减压蒸馏装置的减压渣油作为焦化原料，加热炉出口温度为495℃～505℃，操作压力为0.15～0.17MPa、反应时间10min～30min，总进料量为2kg/h。运转10小时，停止进料，烘焦2小时，除去挥发分。焦化生成油气经脱焦粉闪蒸罐脱除焦粉，并分离出气体和轻组分，重组分与常压渣油按一定比例混合后进行减压蒸馏，切出≤500℃的蜡油，＞500℃的减压渣油作为焦化进料。
实施例1-5
实施例1采用常规的延迟焦化工艺，实施例2～5采用本发明的联合工艺。
为便于比较，将常规延迟焦化工艺生产的总液体收率(见实施例1)与本发明方法(实施例2～5)作对比，数据一并列在表中。
实施例所用原料油相同，旨在比较不同操作条件下的焦化蜡油收率提高效果。
实施例所用原料油为沸点高于500℃的M100常压渣油原料，性质见表1，实验条件及试验结果见表2。其中实施例2～5中，焦化装置的进料均源于本实施例的减压蒸馏装置。
实施例2～5所用的惰性固体填料为陶瓷材料，公称直径为4mm，环形状；入口处惰性固体填料为陶瓷材料，公称直径为6mm，环形状。入口处惰性固体填料体积占总填料体积的30％。
表1实施例采用的原料油性质
  分析项目   M100常压渣油
  密度(20℃)/g·cm-3   0.9906
  粘度(100℃)/mm2·s-1   212.9
  凝点/℃   38
  残炭(康氏)(质量分数)，％   13.29
  碳(质量分数)，％   86.95
  氢(质量分数)，％   11.10
  硫(质量分数)，％   1.45
  氮/μg·g-1   5000
  酸值/mgKOH·g-1   0.44
  盐/mgNaCl·L-1   28.4
  组成(质量分数)，％
  饱和烃   22.2
  芳烃   45.0
  胶质   28.4
  沥青质   4.4
  蜡含量   6.2
  金属含量/μg·g-1
  铁   68.8
  镍   42.4
  钒   52.1
表2主要工艺条件和产品分布
  实施例   1   2   3   4   5
  主要操作条件：
  加热炉出口温度，℃   500   500   495   500   505
  焦化塔压力，MPa   0.17   0.17   0.16   0.15   0.17
  循环重量比   0.15   0.03   0.04   0.03   0.03
  停留时间，min   20   20   15   10   30
  产品分布(质量分数)，％
  气体   8.2   7.6   7.3   7.8   8.1
  轻油(C5 +-350℃)   39.2   41.8   41.1   42.5   42.9
  蜡油(350℃-450℃)   18.1   -   -   -   -
  闪蒸后的重组分(＞350℃) -   31.9   32.4   31.2   30.6
  尾油(＞450℃)   13.4   -   -   -   -
  焦炭   21.1   18.7   19.2   18.5   18.4
  减压蒸馏进料：常渣(质量分数)，％   0.0   100.0   100.0   100.0   100.0
  直馏蜡油(≤500℃)收率(质量分数)，％   0.0   39.1   39.1   39.1   39.1
  减压蒸馏进料重量比：常渣∶闪蒸后的重组分   0.0   100∶31.9   100∶32.4   100∶31.2   100∶30.6
  蜡油(≤500℃)收率(质量分数)，％   0.0   67.9   67.2   67.3   66.7
  焦化蜡油收率(质量分数)，％   18.1   28.8   28.1   28.2   27.9
  焦化蜡油增加量，百分点   0.0   11.7   11.0   11.1   10.8
  总液体收率(质量分数)，％   57.3   70.6   69.2   70.7   70.8

Claims (12)

1、一种延迟焦化-脱焦粉闪蒸-减压蒸馏联合加工方法，包括焦化原料进入延迟焦化装置，在延迟焦化的操作条件下进行裂化反应，反应生成的高温油气进入装有惰性固体填料的闪蒸罐，将高温油气中携带的焦粉脱除，同时将轻组分拔出，重组分进入减压蒸馏装置，分离出蜡油馏分。
2、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的重组分与常压渣油一同进入减压蒸馏装置。
3、按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的重组分或重组分和常压渣油经减压蒸馏后，所得的减压渣油作为延迟焦化原料。
4、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述闪蒸罐中用于脱除焦粉的惰性固体填料为不锈钢、陶瓷、焦化装置生产的石油焦、惰性氧化铝和惰性氧化硅中的一种或多种。
5、按照权利要求4所述的方法，其特征在于所述惰性固体填料的形状为球形、条形、环形、拉西环、鲍尔环、阶梯环和矩鞍环中的一种或多种，所述惰性固体填料的公称直径为1～20mm。
6、按照权利要求4所述的方法，其特征在于在焦化油气入口处所述惰性固体填料的公称直径为3～25mm。
7、按照权利要求4所述的方法，其特征在于所述惰性固体填料的公称直径为2～5mm；在焦化油气入口处所述惰性固体填料的公称直径为5～12mm。入口处惰性固体填料体积占总填料体积的20％～40％。
8、按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的脱焦粉闪蒸罐内惰性固体填料床层压力达到0.1MPa～0.2MPa，切换另一脱焦粉闪蒸罐；切换下来的脱焦粉闪蒸罐通空气进行氧化燃烧再生，或者更换惰性固体填料。
9、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的延迟焦化装置操作条件如下：加热炉出口温度470℃～550℃；反应压力0.05MPa～0.80MPa；停留时间5min～50min；循环重量比为0.01～0.11。
10、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的延迟焦化装置操作条件如下：加热炉出口温度495℃～505℃；反应压力0.10MPa～0.20MPa；停留时间10min～30min；循环重量比为0.03～0.08。
11、按照权利要求3所述的方法，其特征在于所述的焦化原料根据焦化装置的处理量补充外来的常规焦化原料，所述的常规焦化原料为初馏点＞350℃的重、渣油原料。
12、按照权利要求11所述的方法，其特征在于所述的常规的焦化原料为常减压蒸馏装置的渣油、减粘裂化渣油、脱沥青装置的重脱沥青油、催化裂化油浆、稠油、拔头原油、煤液化油和页岩油中的一种或多种。
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