CN102453545B

CN102453545B - 一种渣油轻质化的方法

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Publication number: CN102453545B
Application number: CN 201010514518
Authority: CN
Inventors: 张学萍; 蒋立敬; 韩照明; 初人庆; 矫德卫; 郑庆华
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date: 2010-10-15
Filing date: 2010-10-15
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2030-10-15
Also published as: CN102453545A

Abstract

本发明公开了一种渣油轻质化的方法。该方法是渣油原料经加氢处理装置，所得的加氢生成油闪蒸出轻组分和重组分；重组分进入减压蒸馏装置，分离出减压蜡油与加氢生成的轻组分混合进入催化裂化装置，经分馏得到的气体、汽油、柴油出装置，回炼油及油浆返回渣油加氢处理装置；由减压蒸馏装置得到的减压渣油进入延迟焦化装置，经分馏得到的气体、汽油、柴油馏分出装置，焦化蜡油和尾油返回加氢处理装置。该方法是将渣油加氢处理、催化裂化、减压蒸馏和延迟焦化工艺相结合，优化渣油加氢、催化裂化、延迟焦化进料组成，提高催化裂化、延迟焦化目的产品的产率。

Description

一种渣油轻质化的方法

技术领域

本发明涉及一种渣油轻质化的方法，具体地说是将渣油加氢处理和催化裂化、延迟焦化、减压蒸馏装置有机组合，以渣油为原料主要生产高辛烷值汽油产品和柴油馏分的工艺方法。

背景技术

随着原油日益变重、变劣，越来越多的渣油需要加工处理。重、渣油的加工处理不但要将其裂化为低沸点的产物，如石脑油、中间馏分油及减压瓦斯油等，而且还要提高它们的氢碳比，这就需要通过脱碳或加氢的方法来实现。其中脱碳工艺包括焦化、溶剂脱沥青、重油催化裂化等；加氢包括加氢裂化、加氢精制等。加氢法既能加氢转化渣油，提高液体产品的产率，而且还能脱除其中的杂原子，有利于提高产品的质量。但加氢法为催化加工工艺，存在加氢催化剂失活问题，尤其加工劣质、重质烃类原料时，催化剂失活问题更加严重。目前，为了降低重质、劣质渣油加工的成本，增加炼油企业利润，加工重质、劣质渣油的工艺仍以脱碳工艺为主，但其产品质量差，需要进行后处理才能利用，其中脱沥青油和焦化蜡油馏分尤其需要进行加氢处理，才能继续使用催化裂化或加氢裂化等轻质化装置进行加工，因此，各炼油企业均另建有脱沥青油和焦化蜡油的加氢处理装置。

渣油加氢处理技术的渣油裂化率较低，主要目的是为下游原料轻质化装置如催化裂化或焦化等装置提供原料。通过加氢处理，使劣质渣油中的硫、氮、金属等杂质含量及残炭值明显降低，从而获得下游轻质化装置能够接受的进料，尤其是催化裂化装置，因此目前重、渣油加氢改质工艺技术中以渣油固定床加氢处理与催化裂化组合技术为主流技术。

现有的渣油加氢处理与催化裂化组合工艺，首先是将渣油进行加氢处理，加氢生成油分离出石脑油和柴油馏分，加氢尾油作为重油催化裂化进料，进行催化裂化反应，产物为干气、液化气、汽油、柴油和焦炭，回炼油进行催化回炼或循环回渣油加氢装置与渣油加氢处理原料混合进行加氢处理，催化油浆外甩或部分催化回炼或循环回渣油加氢装置。上述渣油加氢处理与催化裂化组合工艺存在汽油收率低，热能损耗大，设备投资高等不利因素。

而用于重油加工的沸腾床加氢技术原料适应性广，可以加工各种劣质渣油原料，不受原料性质制约，但与固定床比较而言，其杂质脱除率较低、饱和程度差。沸腾床加氢处理生成油通常将蜡油馏分作为催化裂化原料，而重油作为延迟焦化原料分别进行加工处理，得到相应的汽油、柴油馏分，需要多种工艺组合来完成。

US 6447671公开了一种用于重渣油加氢转化的组合工艺过程。具体过程为：重渣油原料与氢气混合进入沸腾床加氢裂化反应区，加氢裂化反应后物流经分离装置得到轻馏分和重馏分，轻馏分进入馏分油固定床加氢处理段或直接进入蒸馏装置进行窄馏分切割；重组分经过滤系统除去催化剂固体残渣后进入重油固定床加氢反应区；或者从沸腾床加氢裂化反应区流出的全部物流直接进入过滤系统，分离出催化剂固体物质后进入重油固定床加氢处理反应区；反应后的全部或部分物流进入蒸馏装置，切割出各轻馏分和重组分，其中得到的重组分进入催化裂化装置或者循环回重油加氢处理或者加氢裂化反应区。该组合工艺过程只是根据装置的进料要求和反应后的物流性质进行加工手段的合理匹配，未将各组合工艺技术的特点充分发挥出来。

US 6277270介绍了使用固定床加氢、沸腾床加氢和催化裂化组合工艺处理重质石油烃原料的工艺过程。流程简述：渣油原料经减压蒸馏得到减压蜡油和减压渣油，其中减压蜡油全部或部分进入固定床加氢处理装置进行反应，加氢蜡油经常压蒸馏得到馏分油和加氢尾油(a)；其中减压渣油直接或与部分减压蜡油混合进入沸腾床装置进行加氢裂化反应，生成油经过常压蒸馏得到常压馏分油和常压渣油(b)，其中常压馏分油进入固定床加氢反应器进行加氢反应，常压渣油(b)进入沸腾床加氢装置，或作为燃料油排除装置等。该组合工艺只是根据不同装置的液体进料要求进行装置的联合使用，没有具体结合各种工艺的特征，尽量发挥各工艺的最大优势。

CN1351126A公开了一种重、渣油加工组合工艺，将渣油加氢、催化裂化、焦化等工艺进行了有机的组合。该方法包括：(1)在一个有氢气存在的处理区域中，使重质烃类原料发生反应，使反应液体流出物的金属、康氏残炭、硫和氮含量降低，该处理区域包括至少一个反应器或反应床层；(2)将来自步骤(1)的已加氢处理的液相流出物送到常压塔，由该塔分离得到轻质馏分和常压渣油；(3)将在步骤(2)得到的常压渣油中的一部分送到减压塔，由该塔分离出减压瓦斯油和减压渣油；(4)将步骤(3)得到的减压渣油送入焦化装置进行焦化，经分离得到气体馏分、粗汽油馏分、粗柴油馏分、焦化蜡油和焦炭；(5)将步骤(3)得到的减压瓦斯油与步骤(2)得到的常压渣油中剩余部分混合，一起送入催化裂化装置进行轻质化；步骤(2)所述送到减压塔中的常压渣油量是根据常压渣油本身的性质与步骤(5)所述催化裂化装置对进料的指标要求决定的，所述步骤(3)得到的减压瓦斯油与步骤(2)得到的常压渣油中剩余部分的混合物应能满足步骤(5)所述催化裂化装置对进料的指标要求。该方法中的渣油加氢生成油全部进入常压蒸馏装置，造成常压蒸馏装置负荷增大，操作费用提高；另外，一部分常压渣油作为催化裂化进料组分，增加了催化裂化原料的杂质含量，使催化产品质量下降，同时影响轻油收率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种渣油轻质化的方法。该方法将渣油加氢处理、催化裂化、延迟焦化和减压蒸馏进行有机的联合，优化渣油加氢、催化裂化、延迟焦化进料组成，提高催化裂化、延迟焦化目的产品的产率。

本发明渣油轻质化的方法，包括渣油加氢处理、催化裂化、减压蒸馏和延迟焦化装置，过程如下：渣油原料经渣油加氢处理装置，所得的加氢生成油闪蒸出轻组分和重组分，重组分进入减压蒸馏装置，分离出减压蜡油和减压渣油，减压蜡油与加氢生成的轻组分混合进入催化裂化装置，经分馏得到气体、汽油、柴油、回炼油及油浆，其中回炼油和油浆返回渣油加氢处理装置；由减压蒸馏装置所得的减压渣油进入延迟焦化装置，经分馏得到焦化气体、焦化汽油、焦化柴油馏分、焦化蜡油和焦化尾油，其中焦化蜡油和焦化尾油返回渣油加氢处理装置。

本发明方法所处理的渣油原料包括常压渣油或减压渣油，也可以是其它来源的渣油原料，渣油原料中也可以同时含有部分焦化蜡油、脱沥青油、重质馏分油中的一种或者几种。

本发明方法中，渣油加氢处理可以是任何适用于本发明的工艺技术，如固定床渣油加氢处理工艺、悬浮床渣油加氢处理工艺、沸腾床渣油加氢处理工艺、移动床渣油加氢处理工艺等。以目前工业上较成熟的固定床渣油加氢处理工艺为例，采用的渣油加氢处理催化剂是指具有渣油加氢脱金属、加氢脱硫、加氢脱氮和加氢裂化等功能的单一催化剂或组合催化剂。这些催化剂一般都是以多孔耐熔无机氧化物如氧化铝为载体，第VIB族和/或VIII族金属如W、Mo、Co、Ni等的氧化物为活性组分，选择性地加入其它各种助剂如P、Si、F、B等元素的催化剂，例如由中国石油化工股份有限公司催化剂分公司生产的CEN、FZC、ZTN、ZTS系列渣油加氢催化剂，以及由齐鲁石化公司第一化肥厂生产的ZTN、ZTS系列催化剂等属于此类催化剂。目前在固定床渣油加氢技术中，经常是多种催化剂配套使用，其中有保护剂、加氢脱金属催化剂、加氢脱硫催化剂、加氢脱氮催化剂，装填顺序一般是使原料油依次与保护剂、加氢脱金属、加氢脱硫、加氢脱氮催化剂接触。当然也有将这几种催化剂混合装填的技术。加氢处理一般设置多个反应器，以提高加工量。渣油加氢处理的操作条件通常是在绝对压力为5MPa～35MPa，优选是10MPa～20MPa、温度为300℃～500℃，优选是350℃～450℃下操作。液时体积空速和氢分压是根据待处理物料的特性和要求的转化率及精制深度进行选择的。液时体积空速一般在0.1h^-1～5.0h^-1，最好是0.15h^-1～2.0h^-1的范围内，总氢油体积比为100～5000，优选为300～3000。

本发明方法中，加氢生成油闪蒸出轻组分和重组分，其中轻组分的终馏点或重组分的初馏点为320℃～380℃。

本发明方法所述的催化裂化装置可以是常规流化催化裂化提升管反应器或MIP反应器(MIP为maximizing iso-paraffins的缩写，即多产异构烷烃)。催化裂化原料为渣油加氢生成的轻组分和减压蒸馏装置的减压蜡油馏分。催化裂化装置操作条件为：反应温度为450～600℃，最好是490～520℃；再生温度为600～800℃，最好是650～750℃；剂油重量比2～30，最好是4～10；与催化剂接触时间0.1～15.0秒，最好是0.5～5.0秒；反应压力0.01～5MPa，最好是0.1～0.5MPa。所采用的催化裂化催化剂包括通常用于催化裂化的催化剂，如硅铝催化剂、硅镁催化剂、酸处理的白土及X型、Y型、ZSM-5、M型、层柱等分子筛裂化催化剂，最好是分子筛裂化催化剂，这是因为分子筛裂化催化剂的活性高，生焦少，汽油产率高、转化率高。工艺流程一般为：原料油从提升管反应器底部注入，和来自再生器的新鲜再生的高温催化剂接触，裂化反应生成的油气和沉积焦炭的催化剂混合物沿提升管反应器向上移动，完成整个原料油的催化裂化反应。催化裂化生成的油气进入催化分馏塔进行分离，目的产物为干气、液化气、汽油、柴油；回炼油和油浆经过滤后作为渣油加氢稀释油，循环到渣油加氢处理装置。

本发明的减压蒸馏装置中，分馏出的减压蜡油馏分的终馏点为500～560℃，直接进入催化裂化装置加工；减压渣油是指比减压蜡油馏分重的馏分，直接进入延迟焦化装置加工。所述的焦化塔与焦化分馏塔之间不设置循环油线，焦化蜡油和焦化尾油直接进入渣油加氢处理装置。

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，还可以根据装置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、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、页岩油等中的一种或多种。本发明方法中，减压渣油加热至470℃～550℃，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焦化分馏塔进行产品分馏，将之分离成焦化气体、焦化汽油馏分、焦化柴油馏分；焦化蜡油和焦化尾油，作为渣油加氢稀释油返回渣油加氢处理装置。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；延迟焦化装置采用单程通过操作方式。

本发明的特点是将渣油加氢处理与催化裂化、延迟焦化、减压蒸馏工艺相结合，焦化分馏塔可以简化，不需要精确分离出焦化蜡油，焦化蜡油和焦化尾油与催化裂化回炼油和油浆一起进入渣油加氢处理装置；渣油加氢生成的重组分进入减压蒸馏装置进一步分离出蜡油馏分，这部分蜡油馏分与渣油加氢生成的轻组分混合进入催化裂化装置加工。

本发明结合减压蒸馏工艺本身的特点，分离精度大大高于焦化和催化分馏塔，有利于深拔蜡油馏分。本发明对于渣油加氢处理装置进料而言，大大降低了原料的粘度，使渣油加氢的传质传热得到改善。另外，催化裂化和延迟焦化采用单程操作，又使得催化裂化、延迟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、该方法中的催化裂化和延迟焦化装置均为单程通过，可以提高装置处理量，增加目的产品产量和质量；

2、催化回炼油、催化油浆和焦化蜡油、焦化尾油可以作为渣油加氢稀释油返回渣油加氢处理装置，大大降低了原料的粘度，使渣油加氢处理的传质传热得到改善，延长了装置的运转周期，提高了经济效益。

3、渣油加氢生成的重组分进入减压蒸馏装置，可以深拔出蜡油返回催化裂化装置处理，提高轻质油收率，减少干气和焦炭的生成。

4、该工艺方法中的每套装置的进料都得到优化，特别是焦化进料中的渣油，大部分是来自渣油加氢装置，质量优于一般常规减压渣油，经焦化加工后，将得到更好的经济效益。

5、本发明方法降低了催化裂化和延迟焦化分馏塔操作苛刻度，热量全部得到合理利用。

6、由于焦化进料是从减压蒸馏装置直接进入焦化原料加热炉，降低了加热炉负荷。

7、本发明方法工艺操作简单，设备不需要改造。

8、本发明方法降低投资成本和操作费用。

9、本发明方法操作弹性大，灵活、易于掌握，特别适用于常、减压蒸馏装置与渣油加氢、催化裂化、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

图1是本发明以下实施例中所使用的流程示意图。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，渣油原料1与催化回炼油和油浆15-4及焦化蜡油和尾油12-4混合后进入渣油加氢处理装置2进行加氢处理；加氢生成油3进入闪蒸塔4分离出轻组分5和重组分6；重组分6进入减压蒸馏装置7分离出减压蜡油8和减压渣油9，减压渣油9进入延迟焦化装置10反应，焦化生成油11进入分馏塔12，分离出焦化气体12-1、焦化汽油12-2、焦化柴油12-3出装置，焦化蜡油和尾油12-4返回渣油加氢处理装置2；减压蜡油8与加氢轻组分5混合后进入催化裂化装置13，反应后生成油14进入分馏塔15，分离出气体15-1、汽油15-2、柴油15-3出装置，回炼油和油浆15-4返回渣油加氢处理装置。

下面的实施例将对本发明方法进行详细说明，但本发明的保护范围并不受实施例的限制。

实施例是在固定床渣油加氢装置、小型催化裂化装置、中型延迟焦化装置上进行的，生成油均在实沸点装置上进行分离的，得到各相应馏分，再进行本发明各种装置进料组成的调配。实施例中所用的原料油为沙中常渣，其性质列于表1。实施例中所用的渣油加氢处理催化剂是中国石油化工股份有限公司催化剂分公司生产的CEN、FZC、ZTS、ZTN系列渣油加氢催化剂，具体包括加氢保护剂、加氢脱金属催化剂、加氢脱硫催化剂、加氢脱氮催化剂，装填顺序是使原料油依次与加氢保护剂、加氢脱金属催化剂、加氢脱硫催化剂、加氢脱氮催化剂接触。上述催化剂装填技术为本领域技术人员所熟知的技术内容。实施例中所用的催化裂化催化剂新鲜剂组成为：95wt％LBO-16降烯烃催化剂+5wt％LBO-A提高辛烷值助剂(LBO-16和LBO-A为兰州石化公司开发生产的催化裂化催化剂)。本发明中，wt％表示质量分数。

实施例

实施例采用本发明提供的渣油加氢处理和催化裂化、延迟焦化、减压蒸馏组合方法，流程见图1。加氢生成油闪蒸出轻组分和重组分，其分割点为350℃。表2、表3、表4、表5、表6、表7分别为各装置进料性质、工艺条件、各装置进料组成、产品分布和主要产品性质。

结果表明，将渣油加氢生成的轻组分和减压蒸馏得到的蜡油混合作为催化裂化原料，大大改善了原料性质，使催化裂化产品质量得到相应的提升，同时轻油收率大幅提高；延迟焦化进料中部分为加氢渣油，因此，产品质量和产品收率也得到一定程度的提高。

表1原料油性质

分析项目	沙中常渣
		密度(20℃)，kg/m³	931.9
粘度(100℃)，mm²/s	23.34
		C，wt％	87.67
H，wt％	12.28
		S，wt％	0.36
N，μg/g	1873
		CCR，wt％	5.12
Ni，μg/g	4.79
		V，μg/g	6.47
饱和分，wt％	48.80
		芳香分，wt％	42.70
胶质，wt％	7.40
		沥青质，wt％	1.10

表2实施例中催化裂化装置进料和焦化装置进料的性质

分析项目	催化裂化装置进料	焦化装置进料
			密度(20℃)，kg/m³	887.1	986.8
粘度(100℃)，mm²/s	6.42	156
			C，wt％	87.20	87.27
H，wt％	12.79	11.63
			S，wt％	0.10	0.40
N，μg/g	757	2080
			CCR，wt％	0.01	12.45
Ni，μg/g	0.0	8.74
			V，μg/g	0.0	7.11
饱和分，wt％	64.6	46.4
			芳香分，wt％	35.4	35.7
胶质，wt％	0	15.6
			沥青质，wt％	0	2.3

表3实施例所采用的工艺条件

	加氢处理	减压蒸馏	催化裂化	延迟焦化
					反应温度，℃	385	350	500	495
液时体积空速，h^-1	0.20^*	-	-	-
					系统总压，MPa	15.7	26(Pa)	常压	0.17
氢油体积比	600	-	-	-
					剂油重量比	-		7.0

注：^*液时体积空速是针对新鲜渣油原料。

表4实施例各装置进料组成

注：渣油新鲜进料为100wt％，其它进料量均为占渣油新鲜进料的质量分数。

表5实施例催化裂化和延迟焦化产品分布

产品分布，wt％	催化裂化装置	延迟焦化装置
			干气	3.7	4.4
液化气	20.1	4.1
			汽油	51.8	23.4
柴油	18.6	51.6
			焦炭	5.8	16.5
合计	100.0	100.0

表6实施例所得催化裂化汽油和焦化汽油产品性质

产品	催化裂化汽油	焦化汽油
			密度(20℃)，g/cm³	0.7451	0.7460
S，μg/g	30.2	68.1
			RON	93.1	71.8

表7催化裂化柴油、焦化柴油主要产品性质

Claims

1.一种渣油轻质化的方法，包括渣油加氢处理、催化裂化、减压蒸馏和延迟焦化装置，过程如下：渣油原料经渣油加氢处理装置，所得的加氢生成油闪蒸出轻组分和重组分，其中轻组分的终馏点或重组分的初馏点为320℃～380℃，重组分进入减压蒸馏装置，分离出减压蜡油和减压渣油，减压蜡油与加氢生成的轻组分混合进入催化裂化装置，经分馏得到气体、汽油、柴油、回炼油及油浆，其中回炼油和油浆返回渣油加氢处理装置；由减压蒸馏装置所得的减压渣油进入延迟焦化装置，经分馏得到焦化气体、焦化汽油、焦化柴油馏分、焦化蜡油和焦化尾油，其中焦化蜡油和焦化尾油返回渣油加氢处理装置。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的渣油原料包括常压渣油或减压渣油。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的渣油原料含有部分焦化蜡油、脱沥青油、重质馏分油中的一种或者几种。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的渣油加氢处理采用固定床渣油加氢处理工艺、悬浮床渣油加氢处理工艺、沸腾床渣油加氢处理工艺或移动床渣油加氢处理工艺。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的渣油加氢处理的操作条件：绝对压力为5MPa～35MPa，温度为300℃～500℃，液时体积空速0.1h^-1～5.0h^-1，总氢油体积比为100～5000。

6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的渣油加氢处理的操作条件：绝对压力为10MPa～20MPa，温度为350℃～450℃，液时体积空速0.15h^-1～2.0h^-1，总氢油体积比为300～3000。

7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的催化裂化装置采用提升管反应器。

8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的催化裂化装置采用MIP反应器。

9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，催化裂化装置操作条件为：反应温度为450～600℃；再生温度为600～800℃；剂油重量比2～30；与催化剂接触时间0.1～15.0秒；压力0.01～5.0MPa。

10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，催化裂化装置操作条件为：反应温度为490～520℃；再生温度为650～750℃；剂油重量比4～10；与催化剂接触时间0.5～5.0秒；压力为0.1～0.5MPa。

11.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的减压蒸馏装置分馏出的减压蜡油的终馏点为500～560℃，减压渣油是指比减压蜡油馏分重的馏分。

12.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在减压蒸馏装置底部设置循环油泵。

13.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的进料包括常规焦化原料，所述的常规焦化原料为初馏点＞350℃的重、渣油原料，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、稠油、拔头原油、煤液化油和页岩油中的一种或多种。

14.按照权利要求1或13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。

15.按照权利要求1或13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。

16.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的减压蒸馏装置的进料包括常压渣油。