CN101638588B

CN101638588B - 一种延迟焦化和加氢处理的组合工艺方法

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Publication number: CN101638588B
Application number: CN2008101174683A
Authority: CN
Inventors: 胡志海; 蒋东红; 张毓莹; 王子文; 龙湘云; 王子军
Original assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2008-07-31
Filing date: 2008-07-31
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2028-07-31
Also published as: CN101638588A

Abstract

一种延迟焦化和加氢处理的组合工艺方法，焦化原料经升温进入焦炭塔反应，油气从焦炭塔顶逸出，分离出气体组分和液体组分，焦化过程中循环比为0；液体组分与氢气混合在加氢反应器进行反应，分馏所得的加氢反应流出物，得到加氢石脑油、加氢柴油和加氢蜡油，所述的加氢蜡油作为优质原料进入催化裂化装置或加氢裂化装置。本发明提供的方法采用焦化装置零循环的工艺流程，最大限度提高液体产品收率，提高重油加工深度，节省了焦化分馏塔，达到流程优化、降低投资的目的，采用加氢催化剂合理级配，能最大限度兼顾运转周期以及各焦化产品馏分的精制深度。

Description

一种延迟焦化和加氢处理的组合工艺方法

技术领域

本发明属于一个热转化步骤处理烃油和一个在氢的存在下处理烃油的多步工艺过程，更具体地说，是一种将延迟焦化和焦化全馏分加氢处理两种工艺过程有机结合的组合工艺方法。

背景技术

目前世界正面临着原油变重变劣的趋势，人们对重质燃料油的需求逐步减少，对轻质油的需求则大幅增加。因此，如何利用有限的石油资源最大量生产轻质产品，重油的轻质化是关键。因沥青质、金属、残碳几乎全部集中在减压渣油(减渣)中，减渣是最难处理的。加工减渣的主要工艺包括渣油加氢处理、催化裂化和延迟焦化，其中渣油加氢处理工艺因投资高、操作费用高使其应用受到限制；催化裂化工艺因对原料金属含量、硫含量、残碳的要求苛刻，使得其仅能部分掺炼加工减压渣油；延迟焦化工艺则对原料性质没有过高的限制，且具有装置投资低和操作费用低等特点，是实现渣油轻质化的较好选择，因而得到较广泛应用。

延迟焦化装置是一种将渣油深度裂化转化为焦化干气、焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油和焦炭的热加工工艺。但是，延迟焦化装置所得到的主要产品包括焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油均因含较高的烯烃、硫含量、氮含量等，无法直接作为产品或调和组分出厂，需要进一步处理。焦化馏分油一般可采用混合加氢处理或单独处理。常规的单独加氢处理工艺有焦化汽油加氢精制工艺装置、焦化柴油加氢精制工艺装置、焦化汽柴油加氢精制工艺装置和焦化蜡油加氢处理工艺装置。常规的混合加氢处理工艺焦化馏分油是将全馏分焦化油加氢后，再分馏成石脑油、柴油和蜡油。但是该工艺针对性差，很难兼顾各个馏分(焦化汽油、焦化柴油和焦化蜡油)的精制深度，并且由于焦化汽油很容易结焦，从而引起催化剂床层压降上升，运转周期减少等问题。

常规的延迟焦化工艺流程为：渣油原料经加热炉加热后，进入分馏塔下部，与来自焦炭塔顶部的高温油气换热，一方面把原料中的轻质油蒸发出来，同时又加热了原料。原料和循环油一起从分馏塔底抽出，经加热炉加热后进入焦炭塔内进行焦化反应，生成的焦化油气从焦炭塔顶部逸出进入分馏塔，与原料油换热后，经过分馏得到焦化干气、焦化汽油、焦化柴油和焦化蜡油，焦炭聚结在焦炭塔内。分离出的焦化蜡油分为轻、重两种，重焦化蜡油也称循环油，循环油与原料一起在加热炉加热后循环回焦炭塔。循环比是指循环油与新鲜原料油的流量之比，通常对于一般原料，循环比为0.1～0.5，对于重质、易结焦原料，循环比达1.0左右。较低的循环比有利于多产液体产品、降低焦炭和气体产率。但是低循环比或零循环比的情况下所得的焦化蜡油具有馏程较重、杂质含量高、芳烃含量高的特点。同时，这样的常规工艺不适合最大量生产液体产品，而且，分馏塔流程复杂。

CN 1297984A公开了一种提高液体产品收率的渣油加工方法。该方法为：焦化原料经加热炉加热至常规焦化温度后，进入焦炭塔内进行焦化反应，生成的焦炭留在焦炭塔内，生成的焦化油气进入分馏塔，分离出焦化干气、焦化汽油、焦化柴油和轻重焦化蜡油。得到的焦化轻蜡油循环或不循环，重焦化蜡油和脱沥青装置原料混合，进入溶剂脱沥青装置。

CN 1309164A公开了一种渣油加氢处理和延迟焦化的组合工艺。该方法是渣油和焦化蜡油混合，经加氢处理后分离，其中得到的加氢渣油进行延迟焦化，分离焦化产物，其中焦化蜡油循环回加氢处理部分。该方法能生产优质针状焦，同时能提高轻质油收率和质量(包括加氢处理部分和焦化部分)。

CN 1546613A公开了一种重油加工的组合工艺。该方法是渣油经流化脱炭处理，得到＞350℃的重油和＜350℃的轻油；其重油再经渣油加氢处理，得到＞350℃的加氢重油和＜350℃的加氢轻油；加氢重油经催化裂化装置处理，三个工艺组合，发挥加氢和脱炭的各自优势，生产轻质产品。

US 4,213,846公开了一种延迟焦化和加氢处理的组合工艺。该方法为：焦化原料经加热炉加热至焦化温度后，进入焦炭塔内进行焦化反应，生成的焦化油气进入分馏塔，分离出轻质产品和循环油，该循环油经加氢处理后和焦化原料混合回到焦炭塔。该方法采用循环油加氢来生产高质量的焦炭。

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上提供一种延迟焦化和加氢处理的组合工艺方法，该方法包括：

(1)焦化原料与焦炭塔顶部的油气换热并经加热炉加热后，进入焦炭塔反应，从焦炭塔顶抽出的油气与焦化原料换热冷却后，分离为气体组分和液体组分，液体组分包括石脑油馏分、柴油馏分和蜡油馏分，焦化过程中循环比为0；

(2)步骤(1)所得的液体组分与氢气混合在加氢反应器依次通过加氢保护反应区和加氢主反应区，进行加氢反应得到加氢反应流出物，加氢保护反应区装填加氢保护剂，加氢主反应区装填加氢处理催化剂；

(3)步骤(2)所得的加氢反应流出物经冷却、气液分离后进入分馏塔，分馏后得到加氢石脑油、加氢柴油和加氢蜡油，所述的加氢蜡油作为优质原料进入催化裂化装置或加氢裂化装置。

所述的焦化原料初馏点＞540℃，可以是硫、氮、金属、沥青质、残碳等较高的劣质渣油或任何重油。所述的焦化原料选自减压渣油、常压渣油、减粘裂化渣油、催化裂化澄清油、热裂化渣油中的一种或几种。

所述的焦化反应条件为：加热炉出口温度为490～510℃，焦炭塔顶压力为0.1MPa～0.3MPa。焦化过程中不设分馏塔，没有重焦化蜡油循环回焦炭塔，因此循环比为0。

焦化馏分油加氢处理采用的反应器类型是固定床，加氢装置至少包括一个反应器、一个高压分离器、一个循环压缩机和一个分馏塔。加氢反应器出口物流在高压分离分离出液体产品和富氢气体，富氢气体经循环压缩机升压后回到反应器，液体产品进分馏塔分离。加氢石脑油可作为重整装置或乙烯裂解装置原料；加氢柴油是理想的低硫、高十六烷值柴油产品或调合组分；加氢蜡油的沸点范围为＞370℃，可全部作为催化裂化装置或加氢裂化装置的进料。

焦化蜡油具有氮含量、硫含量高的特点，不适宜直接作为催化裂化进料。焦化蜡油原料经过加氢处理后再作为催化裂化原料，可有效降低催化汽油的硫含量和催化裂化烟气中SOx和NOx的排放，另外还能改善催化裂化产品分布、多产汽油等高价值产品，并显著降低催化裂化催化剂的消耗。

所述的加氢反应条件为：氢分压3.0～11.0MPa，反应温度300～430℃，氢油体积比300～1000Nm³/m³，体积空速0.5～3.0h^-1。

所述的加氢保护反应区与加氢主反应区的体积比为：10∶90～40∶60。

所述的加氢保护剂的组成为0.5～5.0重％氧化镍、2.0～10.0重％氧化钼和余量的氧化铝载体。

所述的加氢处理催化剂的组成为：氧化镍1～10重量％，氧化钼和氧化钨之和大于10～50重量％，氟1～10重量％，氧化磷0.5～8重量％，余量为氧化硅-氧化铝。

本发明的优点为：

(1)可加工硫、氮、金属、沥青质、残碳等较高的渣油和任何重油，生产优质的精制石脑油、柴油和蜡油。能最大限度兼顾运转周期以及各焦化产品馏分的精制深度，达到流程优化、降低投资的目的。此外，在延迟焦化过程中，采用零循环的工艺流程，最大限度提高液体产品收率，降低了焦炭产率和气体产率，提高重油加工深度。

(2)延迟焦化装置不设分馏塔，其焦化全馏分油全部作为加氢装置的进料，节省延迟焦化装置的分馏系统，降低了装置的投资和操作费用。

(3)加氢处理过程中采用高活性的加氢处理催化剂和合理配比的催化剂组合装填，特别是利用多种不同活性、不同空隙率的催化剂组合，以及采用高加氢活性的催化剂进行芳烃饱和、加氢脱硫和加氢脱氮，生产优质精制蜡油，可处理焦化装置零循环比得到的焦化蜡油，最大量降低焦化蜡油中的硫含量、氮含量、金属含量和芳烃含量，生产优质催化裂化原料或加氢裂化原料，并且保证加氢处理装置的长周期运转。

附图说明

附图是本发明提供的一种延迟焦化和加氢处理的组合工艺方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明，但并不因此而限制本发明。

附图为本发明提供的一种延迟焦化和加氢处理的组合工艺方法的工艺流程图，图中省略了许多必要的设备，如换热器、泵等。

流程详细描述如下：来自管线1的焦化原料经换热后在加热炉2升温到一定温度后到焦炭塔3进行反应，反应后的油气从焦炭塔3的顶部的管线4抽出，来自管线4的高温油气经换热和降温后到容器5进行闪蒸分离，分离出的气体组分和液体组分分别自管线6和管线7抽出。来自管线7的焦化液体组分与来自管线8的富氢气体混合后进入到加氢反应器10依次通过加氢保护反应区和加氢主反应区，进行加氢反应，加氢反应器10设有多个催化剂床层，每个床层之间有来自管线9的冷氢调节反应温度。加氢反应器10的反应流出物经管线11抽出经换热降温后在高压分离器12中进行气液分离，分离出的富氢气体和液相产品分别经管线14和管线13抽出。来自管线14的富氢气体经循环压缩机15升压后，经管线8循环回加氢反应器10中。来自管线13的加氢液相产品进入分馏塔16进行分馏，分馏出的气体产品、加氢石脑油、加氢柴油和加氢蜡油依次经管线17、18、19和20抽出。

下面的实施例将对本发明提供的方法予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明。

实施例中加氢保护剂、加氢处理催化剂的商品牌号分别为RG-10A/RG-10B和RN-32V，均由中石化长岭炼油化工有限责任公司催化剂厂生产。

实施例1

实施例1中所使用的原料油为高硫减渣，其性质列于表1。

延迟焦化的反应条件是加热炉出口的温度为500℃、焦炭塔顶压力为0.17MPa、循环比为0，焦炭塔顶油气经换热降温后分离成气体组分和液体组分。焦化全馏分液体组分(包括石脑油、柴油和蜡油馏分)经升压后与氢气在加氢处理条件下在反应器中进行，反应器中装填有加氢保护剂和加氢处理催化剂，二者比例为15∶85，具体的反应条件、产品分布和产品性质分别列于表2～表4。

自表2中可以看出，焦化液体产品收率为63.7重％，自表4中可以看出，加氢汽油和加氢柴油的硫含量低，是优质的汽油和柴油产品，加氢蜡油杂质含量低、残碳低，是优质的催化裂化原料或加氢裂化原料。

实施例2

实施例2中所使用的原料油为含酸环烷基减渣，其性质列于表5。

延迟焦化的反应条件是加热炉出口的温度为500℃、焦炭塔顶压力为0.17MPa、循环比为0，焦炭塔顶油气经换热降温后分离成气体组分和液体组分。焦化全馏分液体组分(包括石脑油、柴油和蜡油馏分)经升压后与氢气在加氢处理条件下在反应器中进行，反应器中装填有加氢保护剂和加氢处理催化剂，装填比例为15∶85，具体的反应条件、产品分布和产品性质分别列于表6～表8。

自表6中可以看出，焦化液体产品收率为71.23重％，自表8中可以看出，加氢汽油和加氢柴油的硫含量低，是优质的汽油和柴油产品，加氢蜡油杂质含量低、残碳低，是优质的催化裂化原料或加氢裂化原料。

表1原料油性质

密度(20℃)，g/cm³	1.009
		S，重％	4.1
N，重％	0.47
		Ni，ppm	71
V，ppm	217
		残炭，重％	20.5
沥青质，重％	7.5

表2延迟焦化工艺条件和产品分布

加热炉出口温度，℃	500
		焦炭塔顶压力，MPa	0.17
循环比	0
		产品分布(重％)：
气体	9.1
		汽油	12.8
柴油	23.3
		蜡油	27.6
焦炭	27.2

表3加氢处理工艺条件

反应器入口氢分压，MPa	8.0
		平均反应温度，℃	370
体积空速，h^-1	1.5
		氢油比，v/v	500

表4加氢处理主要产品性质

产品	汽油	柴油	蜡油
				密度，g/cm³	0.718	0.839	0.899
S，ppm	15	120	400
				N，ppm	3	70	1500
凝点，℃	/	-5	26
				残碳，重％	/	/	＜0.2
总金属，ppm	/	/	＜1
				馏程范围，℃	初馏～180	180～370	＞370

表5原料减压渣油性质

密度(20℃)，g/cm³	1.0061
		运动粘度，mm²/s，20℃
100℃	2214
		残炭，重％	16.8
碳，重％	86.64
		氢，重％	10.73
硫含量，重％	1.1
		氮含量，重％	0.87
族组成，重％
		芳烃	40.3
胶质	38.1
		沥青质	6.6

表6延迟焦化工艺条件和产品分布

加热炉出口温度，℃	500
		焦炭塔顶压力，MPa	0.17
循环比	0
		产品分布(重％)：
气体	6.74
		汽油	11.66
柴油	31.24
		蜡油	28.33
焦炭	22.03

表7加氢处理工艺条件

反应器入口氢分压，MPa	8.8
		平均反应温度，℃	372
体积空速，h^-1	1.7
		氢油比，v/v	500

表8加氢处理主要产品性质

产品	汽油	柴油	蜡油
				密度，g/cm³	0.730	0.840	0.895
S，ppm	＜10	50	430
				N，ppm	＜0.5	30	1800
凝点，℃	/	-13	30
				残碳，重％	/	/	＜0.2
总金属，ppm	/	/	＜1
				馏程范围，℃	初馏～175	175～350	＞350

Claims

1.一种延迟焦化和加氢处理的组合工艺方法，包括

(3)步骤(2)所得的加氢反应流出物经冷却、气液分离后进入分馏塔，分馏后得到加氢石脑油、加氢柴油和加氢蜡油，所述的加氢蜡油作为优质原料进入催化裂化装置或加氢裂化装置；

所述的加氢保护反应区与加氢主反应区的体积比为：10∶90～40∶60；

所述的加氢保护剂的组成为0.5～5.0重％氧化镍、2.0～10.0重％氧化钼和余量的氧化铝载体；所述的加氢处理催化剂的组成为：氧化镍1～10重量％，氧化钼和氧化钨之和大于10至50重量％，氟1～10重量％，氧化磷0.5～8重量％，余量为氧化硅-氧化铝。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的焦化原料初馏点＞540℃，选自减压渣油、常压渣油、减粘裂化渣油、催化裂化澄清油、热裂化渣油中的一种或几种。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的焦化反应条件为：加热炉出口温度为490～510℃，焦炭塔顶压力为0.1MPa～0.3MPa。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的加氢反应条件为：氢分压3.0～11.0MPa，反应温度300～430℃，氢油体积比300～1000Nm³/m³，体积空速0.5～3.0h^-1。