CN104119955B - 重质原料油处理装置及其应用以及重质原料油的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种重质原料油处理装置，该处理装置包括依次串联的加氢保护单元、加氢处理单元和催化裂化单元，其中，所述加氢保护单元包括并联的主加氢保护反应器和备用加氢保护反应器，所述主加氢保护反应器的体积大于所述备用加氢保护反应器的体积。本发明还提供了上述重质原料油处理装置在处理多种油品中的应用。本发明提供了使用本发明的重质原料油处理装置处理重质原料油的方法。与现有技术相比，本发明的重质原料油处理装置中采用非对称可切换式保护反应器，大的保护反应器在线时间长，而小的保护反应器在线时间短，因此反应器空间利用率显著提高，具有明显的经济效益。

Description

重质原料油处理装置及其应用以及重质原料油的处理方法

技术领域

本发明涉及一种重质原料油处理装置，以及该重质原料油处理装置在多种油品处理中的应用，以及一种利用该重质原料油处理装置的重质原料油处理方法。

背景技术

目前，世界范围内石油资源的重质化、劣质化日趋严重，而人们对清洁的轻质油品需求却不断增加，因此炼油企业对重油轻质化过程十分重视。渣油加氢-催化裂化组合工艺是一种先进的重油轻质化方法，渣油经过加氢处理脱除金属、硫、氮等杂原子，并提高了氢含量后，可作为优质的催化裂化原料。该原料经催化裂化加工后可得到高辛烷值、低硫含量的汽油组分等大量轻质油品。渣油采用该组合工艺加工具有轻质油收率高、产品硫含量低等优点，因此渣油加氢-催化裂化组合工艺得到日益广泛的应用。

CN1165601C提出了一种渣油加氢-催化裂化双向组合工艺，该方法在常规渣油加氢-催化裂化组合工艺的基础上将催化裂化回炼油和油浆中的轻馏分与渣油混合后送入到固定床渣油加氢装置进行加氢。其优点在于：一方面可以将催化裂化过程中难以加工的回炼油和油浆中的轻馏分转化为轻质油品；另一方面又利用回炼油和油浆中的轻馏分富含多环芳烃的特点，将其掺入到渣油后不但能够降低渣油的粘度，并且有利于渣油在加氢过程中的胶体体系稳定，缓解了固定床渣油加氢催化剂结焦失活的情况。

然而对于固定床渣油加氢工艺，其对原料中的固体颗粒物杂质有严格限制，因为固体颗粒物杂质很容易沉积在催化剂的表面以及催化剂颗粒之间的空隙中，堵塞催化剂孔口，导致催化剂失活，并且造成床层压降快速升高，使装置频繁停工和更换催化剂。且催化裂化回炼油中不可避免含有催化裂化催化剂粉末，导致进入到固定床渣油加氢装置后严重威胁装置的运转周期。目前工艺上通常采用过滤或蒸馏的方法尽量降低上述固体颗粒物杂质含量。但是采用常规的过滤方法只能过滤掉相对较大的固体颗粒物杂质，对于细小微粒的固体颗粒物杂质（如粒径小于25μm）难以控制，若采用精密过滤器成本较高、操作频繁，并且对于过滤粘度较大的重油时压降极大，不能保证长期稳定工作；采用蒸馏的方法可以将大部分残留在重油中的固体颗粒物杂质得以分离，但蒸馏的过程又会产生额外的能耗。

此外，固定床渣油加氢工艺还受到原料中钙、铁含量的限制。在渣油加氢的反应条件下，渣油中的含钙化合物和含铁化合物极易在固定床渣油加氢催化剂颗粒的外表面发生加氢脱钙、加氢脱铁反应，并以CaS和FeS的形式沉积在催化剂的颗粒外表面上。这些沉积物与其他积垢在催化剂颗粒外表面形成的“外壳”能够脱落并填充在催化剂颗粒间的空隙内，与催化剂颗粒形成结块，造成催化剂床层压降快速升高，这种现象一般出现在固定床渣油加氢反应器中的位于前部的催化剂，导致需要停工对该部分催化剂进行更换处理。因此，为避免前述问题的发生，一般要求固定床渣油加氢装置原料中的钙和铁总含量通常要求低于10μg/g。

为克服固定床反应器加工劣质渣油时易于产生压降、操作周期短的缺点，CN1484684A使用可置换反应器和可短路反应器加氢处理重烃馏分的方法。开工初期，A、B两个保护反应器串联操作，B保护反应器在A保护反应器下游；当A保护反应器压降太高或催化剂失活时，迅速将该反应器切出，B保护反应器继续运转，装置不停工；A保护反应器切出后，完成催化剂隔离、冷却、卸出旧剂、装填新剂等过程，最后切回反应系统重新运转。此时A保护反应器处于B保护反应器下游；当B保护反应器压降太高或催化剂失活时，切除B保护反应器，A保护反应器单独运转，B保护反应器卸剂、装剂，然后串入A保护反应器之后投入使用。如此反复可延长装置运转周期，但其A、B两个保护反应器一时A在B之前，一时A在B之后，高温高压阀门众多，费用较高，操作复杂，会给生产带来风险和不便。法国IFP公司提出了互换式保护反应器，但是同样地，其设备和操作复杂，生产风险较高。

在加氢以及其它领域，还有一个众所周知的保护器切换方法是采用两个等大的保护反应器在主反应器之前，两个保护反应器轮流使用；首先A保护反应器在线，当A保护反应器压降太高或催化剂失活时，可将该反应器切出，使B保护反应器在线；A保护反应器进行催化剂隔离、冷却、卸出旧剂、装填新剂等过程。等B保护反应器压降太高或催化剂失活时，可将B保护反应器切出，将A最后切回反应系统重新运转。由于此种形式高温、高压阀门较少，操作较为简单，是很多工艺所采用的保护反应器形式。但此方法因总有一个保护反应器离线，保护反应器利用效率只有50%，浪费宝贵的反应器空间。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述缺陷，提供一种反应器空间利用效率高的重质原料油处理装置，以及该重质原料油处理装置在多种重质油品处理中的应用，此外还具体提供一种利用该重质原料油处理装置的重质原料油处理方法。

为实现前述目的，根据本发明的第一方面，本发明提供了一种重质原料油处理装置，该处理装置包括依次串联的加氢保护单元、加氢处理单元和催化裂化单元，其中，所述加氢保护单元包括并联的主加氢保护反应器和备用加氢保护反应器，所述主加氢保护反应器的体积大于所述备用加氢保护反应器的体积。

根据本发明的第二方面，本发明提供了提供上述重质原料油处理装置在处理渣油、煤焦油、乙烯焦油、焦化蜡油、深拔蜡油、焦化柴油、催化裂化柴油、热裂解柴油、煤焦油柴油、催化裂化油浆的蒸出物和催化裂化循环油中的至少一种的应用。

根据本发明的第三方面，本发明提供了上述重质原料油处理装置在处理渣油与催化裂化循环油和/或催化裂化油浆的蒸出物的混合油中的应用。

根据本发明的第四方面，本发明提供了一种重质原料油的处理方法，其中，该方法包括：在渣油加氢处理反应条件下，将重质原料油和氢气引入前述本发明的重质原料油处理装置中，并依次与所述处理装置的加氢保护单元、加氢处理单元设置的多个加氢催化剂床层接触得到气体、加氢石脑油、加氢柴油和加氢渣油，其中，所述重质原料油为渣油与催化裂化循环油的混合油；将所述加氢渣油或者减压瓦斯油与所述加氢渣油的混合油送入所述处理装置的催化裂化单元中与催化裂化催化剂接触；其中，在渣油加氢处理过程中，主加氢保护反应器与备用加氢保护反应器交替使用，并且，所述主加氢保护反应器的在线时间大于所述备用加氢保护反应器的在线时间。

与现有技术相比，本发明的重质原料油处理装置中采用非对称可切换式保护反应器，大的保护反应器在线时间长，而小的保护反应器在线时间短，因此反应器空间利用率显著提高，具有明显的经济效益。另外，本发明比CN1484684A描述的互换式保护反应器系统高压阀门少，切换程序简单，操作可靠性更高，风险更小。由于加氢一般为高温、高压反应器，因此简单和可靠的操作程序具有很大的优势。

本发明的方法在加工重质原料油时特别适于加工容易引起压降的渣油原料，如高钙含量的渣油。也适于加工容易造成渣油加氢催化剂失活的原料，如高金属含量的渣油。更具体地，本发明的方法特别适于加工容易引起压降的渣油原料与催化裂化循环油的混合油。

此外，由于大多数时间是大的加氢保护反应器在线，因此，与现有技术相比，本发明具有更高的反应器利用率，而且，根据本发明的方法处理后的渣油中，金属含量（Ni+V）和钙铁含量更低。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种实施方式中的重质原料油处理的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种重质原料油处理装置，如图1所示：该处理装置包括依次串联的加氢保护单元、加氢处理单元C和催化裂化单元D，其中，所述加氢保护单元包括并联的主加氢保护反应器（图1中为保护反应器A）和备用加氢保护反应器（图1中为保护反应器B），所述主加氢保护反应器的体积大于所述备用加氢保护反应器的体积。

根据本发明，只要所述主加氢保护反应器的体积大于所述备用加氢保护反应器的体积即可实现发明目的。具体优选地，所述主加氢保护反应器与所述备用加氢保护反应器的体积比为1.05-70：1，更优选为1.1-30：1。其中，利用所述重质原料油处理装置进行处理时，主加氢保护反应器与备用加氢保护反应器可交替使用。

根据本发明，优选所述主加氢保护反应器与加氢处理单元的反应器体积比为0.02-0.8：1。

本发明对于主加氢保护反应器和备用加氢保护反应器的数目没有特别的限定，各自可以为一个或多个，当为多个反应器时，可以为并联或串联，只要总体积满足上述要求即可，优选地，本发明中，所述主加氢保护反应器和备用加氢反应器的数目均为一个。

根据本发明，所述加氢处理单元、催化裂化单元的可选装置范围较宽，现有技术的用于加氢处理、催化裂化的装置均可用于本发明，针对本发明，优选所述加氢处理单元为固定床渣油加氢装置，同样优选所述催化裂化单元为流化床催化裂化装置。

本发明提供的上述重质原料油处理装置适用于各种劣质油的加工，如应用于处理渣油、煤焦油、乙烯焦油、焦化蜡油、深拔蜡油、焦化柴油、催化裂化柴油、热裂解柴油、煤焦油柴油、催化裂化油浆的蒸出物和催化裂化循环油中的至少一种。

本发明提供的上述重质原料油处理装置特别适用于处理渣油与催化裂化循环油和/或催化裂化油浆的蒸出物的混合油。

具体地，本发明提供了一种重质原料油的处理方法，其中，该方法包括：

在渣油加氢处理反应条件下，将重质原料油和氢气引入本发明所述的处理装置中，并依次与所述处理装置的加氢保护单元、加氢处理单元设置的多个加氢催化剂床层接触得到气体、加氢石脑油、加氢柴油和加氢渣油，其中，所述重质原料油为渣油与催化裂化循环油的混合油；

将所述加氢渣油或者减压瓦斯油与所述加氢渣油的混合油送入所述处理装置的催化裂化单元中与催化裂化催化剂接触；

其中，在渣油加氢处理过程中，主加氢保护反应器与备用加氢保护反应器交替使用，并且，所述主加氢保护反应器的在线时间大于所述备用加氢保护反应器的在线时间。

本发明中，反应器的体积指的是反应器中实际装填的催化剂的体积。

根据本发明，只要主加氢保护反应器的在线时间大于所述备用加氢保护反应器的在线时间即可提高反应器的空间利用效率。优选地，在重质原料油加氢处理过程中，所述主加氢保护反应器和所述备用加氢保护反应器的在线时间的比例为1.01-60：1，进一步优选为1.1-20：1。

根据本发明的一种优选实施方式，所述主加氢保护反应器除更换催化剂的时间外一直处于在线状态。所述主加氢保护反应器除更换催化剂的时间外一直处于在线状态的具体步骤包括，重质原料油和氢气混合后首先进入主加氢保护反应器，当主加氢保护反应器压降上升到最大操作允许压降或催化剂活性达不到要求时，切换到备用加氢保护反应器，将主加氢保护反应器切除离线，卸出旧催化剂并装入新催化剂后将主加氢保护反应器并入，同时将备用加氢保护反应器切除、离线。主加氢保护反应器在操作一段时间后再次因压降上升到最大操作允许压降或催化剂活性达不到要求时，再次切换到备用加氢保护反应器操作，将主加氢保护反应器切除离线，卸出旧催化剂并装入新催化剂后将主加氢保护反应器并入，同时将备用加氢保护反应器切除、离线。如此反复。备用加氢保护反应器投用几次后也会产生压降增加、催化剂活性下降的情况，当压降快要达到最大允许操作压降或催化剂活性达不到要求时，则在备用加氢保护反应器切除离线期间更换催化剂。

本领域技术人员可以了解的是，所述更换催化剂的时间包括催化剂隔离、冷却、卸出旧剂、装填新剂等过程的时间，这些过程的具体步骤和时间已为本领域技术人员公知，在此不再赘述。

如前所述，本发明对于主加氢保护反应器和备用加氢保护反应器的数目没有特别的限定，各自可以为一个或多个，当为多个反应器时，可以为并联或串联，只要总体积满足上述要求即可，优选地，本发明中，所述主加氢保护反应器和备用加氢反应器的数目均为一个。

根据本发明，所述重质原料油中渣油与催化裂化循环油的质量比可选范围较宽，具体可以依据油品性质以及加工目的进行调整，针对本发明，优选渣油与催化裂化循环油的质量比为5-100：1，更优选为4-20：1。

根据本发明，依照所述重质原料油的流向，优选所述主加氢保护反应器和所述备用加氢保护反应器中均设置有加氢保护催化剂床层和/或加氢脱金属催化剂床层。即，所述主加氢保护反应器和备用加氢保护反应器均可只设置有加氢保护催化剂床层，也均可只设置有加氢脱金属催化剂床层，还均可同时依次设置有加氢保护催化剂床层和加氢脱金属催化剂床层。其中，所述主加氢保护反应器和所述备用加氢保护反应器同时依次设置有加氢保护催化剂床层和加氢脱金属催化剂床层时，所述加氢保护催化剂床层中加氢保护催化剂的装填量与加氢脱金属催化剂床层中加氢脱金属催化剂的装填量可以为本领域常规的选择。优选地，所述加氢保护催化剂与所述加氢脱金属催化剂的装填体积比为1：0.05-20；优选1：0.1-5。

根据本发明的方法，针对上述重质原料油的处理，优选所述加氢处理单元为固定床渣油加氢装置。

根据本发明，依照所述重质原料油的流向，所述加氢处理单元中依次设置有加氢脱金属催化剂床层和加氢精制催化剂床层。优选所述加氢处理单元中依次设置有至少一个加氢脱金属催化剂床层和至少一个加氢精制催化剂床层。所述加氢精制催化剂床层包括加氢脱硫催化剂床层、加氢脱残炭催化剂床层和加氢脱氮催化剂床层中的至少一种。所述至少一个加氢脱金属催化剂床层和所述至少一个加氢精制催化剂床层可以设置于一个或多个串联的固定床加氢反应器中。其中，各类催化剂床层设置的数目和各类催化剂的装填比例可以为本领域的常规选择，本发明对此没有特别的限定。

根据本发明，所述渣油加氢处理反应条件可以为本领域常规的各种加氢处理反应条件，优选地，所述渣油加氢处理反应条件包括：

加氢保护单元：温度为320-440℃，进一步优选为350-420℃；氢分压为10.0-20.0MPa，进一步优选为11.0-16.0MPa；氢油体积比为300-1200，进一步优选为500-800；液时空速为0.1-0.6h^-1，进一步优选为0.15-0.45h^-1；

加氢处理单元：温度为320-440℃，进一步优选为350-420℃；氢分压为10.0-20.0MPa，进一步优选为11.0-16.0MPa；氢油体积比为300-1200，进一步优选为500-800；液时空速为0.1-0.6h^-1，进一步优选为0.15-0.45h^-1。

在实际操作过程中，反应温度可以根据加氢生成油的质量在上述范围内进行调整，如，可以在保护反应器之后的管线上设采样点，检测保护反应器的脱金属性能，如果其出料中的金属含量过高，可相应的提高该反应器的反应温度。上述方法的具体步骤为本领域技术人员公知。

本发明中所用到的催化剂如加氢保护催化剂、加氢脱金属催化剂、加氢脱硫催化剂、加氢脱残炭催化剂、加氢脱氮催化剂均可以为本领域常规的具有这些功能的加氢催化剂。一般地，上述催化剂都是以多孔无机氧化物如氧化铝为载体、以第ⅥB族和/或第VIII族金属如W、Mo、Co和Ni中的一种或多种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和B中一种或多种的催化剂。使用时可以单独商购各种催化剂后组合使用，也可以直接商购包括上述各种催化剂的全系列渣油加氢处理催化剂，如购自催化剂长岭分公司的RG、RDM、RMS和RSC系列重、渣油加氢保护催化剂、加氢脱金属催化剂、加氢脱硫催化剂和加氢脱残炭催化剂。

本发明中，使用的RG-20外观为蜂窝圆柱型，当量直径为15-17mm，装填床层空隙率为55-65体积%；RG-30E外观为蜂窝圆柱型，当量直径为9-11mm，装填床层空隙率为50-60体积%；RG-30A外观为拉西环型，当量直径为5.5-6.5mm，装填床层空隙率为45-55体积%；RG-30B外观为拉西环型，当量直径为2.5-3.5mm，装填床层空隙率为40-50体积%。

本发明中，所用到的催化裂化催化剂为本领域的常规选择，在此不详细描述。

本发明的原料渣油优选是常压渣油、减压渣油、拔头原油中的一种或多种混合。本发明的方法还适用于高钙高铁的渣油原料，这一类油容易在前部反应器形成结盖产生很大的压差，具体地，以渣油的质量为基准，所述渣油中钙和铁的总含量可以为10-300ppm，优选20-150ppm。本发明的方法也特别适用于高金属含量的渣油原料，具体地，以渣油的质量为基准，所述渣油中镍和钒的总含量可以为30-400ppm，优选100-250ppm。

根据本发明的方法，针对上述重质原料油的处理，优选所述催化裂化单元为流化床催化裂化装置。

所述催化裂化装置以及催化裂化条件均已为本领域技术人员公知，在此不再赘述。

本发明所述的催化裂化循环油为催化裂化装置所得反应产物经过蒸馏后，得到的馏程为330-500℃的产物，其主要成分为双环芳烃和三环以上芳烃。其中，具体切割温度各装置根据实际情况适当调整，一般来说，催化裂化循环油的馏程越重，其所含固体颗粒物杂质越多，催化裂化循环油中的固体颗粒物杂质主要为催化裂化催化剂粉末。采用本发明的重质原料油处理装置处理，可以处理馏程较重的催化裂化循环油。

在本发明中，所述的催化裂化循环油为催化裂化重循环油或催化裂化轻循环油，或为催化裂化轻循环油和催化裂化重循环油的混合油。

根据本发明的方法，优选该方法还包括：分离从所述催化裂化单元得到的反应产物，得到干气、液化气、汽油、柴油、所述催化裂化循环油（馏程为330-500℃的产物）以及油浆，然后将所述催化裂化循环油返回作为催化裂化循环油原料。

下面，结合图1对本发明的重质原料油处理装置中的并联加氢保护反应器的操作进行更详细的说明。

如图1所示，重质原料油处理过程开始时，阀门V-1和V-2打开，阀门V-3和V-4关闭，重质原料油和氢气引入保护反应器A，然后通过管线进入加氢处理单元C（如可以为渣油加氢装置）进行反应。当操作一定时间后，保护反应器A的压降达到或接近设备最大允许压降（一般规定为0.6MPa）或催化剂活性达不到要求时，关闭阀门V-1和V-2，并同时打开阀门V-3和V-4，重质原料油和氢气进入保护反应器B、然后进入加氢处理单元C（如可以为固定床渣油加氢装置）进行反应，然后将得到的加氢渣油送入催化裂化单元D（例如可以为流化床催化裂化装置）与催化裂化催化剂接触，得到干气、液化气、汽油、柴油、催化裂化循环油以及油浆。保护反应器A换新鲜催化剂，换剂完成后立即将保护反应器A切入并切除保护反应器B（关闭阀门V-3和V-4，并同时打开阀门V-1和V-2）。保护反应器B由于在线时间短，可不必更换催化剂。如此循环，经过一定次数循环后保护反应器B压降也达到或接近设备最大允许压降（一般规定为0.6MPa）或催化剂活性达不到要求，则在保护反应器B离线时更换催化剂。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。本发明中所用的加氢处理的各种催化剂均为中国石化长岭催化剂公司生产。

实施例1

本实施例使用的重质原料油处理装置中，主加氢保护反应器为一个保护反应器A，备用加氢保护反应器为一个保护反应器B，所述加氢处理单元C为固定床渣油加氢装置，所述催化裂化单元D为实验室固定流化床催化裂化装置，如图1所示。

保护反应器A中依次装填RG-20催化剂30mL、RG-30E催化剂30mL、RG-30A催化剂30mL和RG-30B催化剂30mL，合计120mL；保护反应器B中依次装填RG-20催化剂10mL、RG-30E催化剂10mL、RG-30A催化剂10mL和RG-30B催化剂10mL，合计40mL；固定床渣油加氢装置反应器中依次装填RDM-32催化剂200mL、RDM-33催化剂200mL、RMS-30催化剂200mL和RCS-30催化剂300mL，合计900mL。

催化裂化催化剂的商品牌号为MLC-500，为中国石化催化剂公司生产。

原料油YL-1为常压渣油AR与催化裂化循环油HCO的混合原料，AR与HCO按质量比90:10混合，原料油YL-1以及常压渣油AR的性质见表1。原料油YL-1与氢气混合后进入保护反应器A，然后进入固定床渣油加氢装置反应器。原料油YL-1进料量为200g/h，氢气流量为150L/h，保护反应器A入口处氢分压为15.0MPa，保护反应器A的反应温度在325-410℃范围内进行调整，使保护反应器A生成油中钙和铁总含量不超过10μg/g。

保护反应器A出口生成油和气体不经分离直接进入固定床渣油加氢装置进行加氢处理，渣油加氢产物根据馏程分为气体、加氢石脑油、加氢柴油和加氢渣油（馏程在350℃以上的产物）。加氢处理过程反应压力为15.0MPa，反应温度根据加氢渣油的硫含量在350-410℃范围内进行调整，使最终得到的加氢渣油的硫含量低于0.45%，收集加氢渣油（性质见表2）。

进原料油1300小时后，保护反应器A的压降接近0.6MPa，然后打开反应器B的上下游阀门V-3和V-4，与此同时关闭反应器A的上下游阀门V-1和V-2，切换到并联的保护反应器B进行操作，反应条件不变。保护反应器A更换新催化剂，装填催化剂种类及装填量与之前相同。在切除保护反应器A的120小时后重新切入保护反应器A，同时切除保护反应器B。在第二个操作时间段中，保护反应器A操作运行1300小时后压降接近0.6MPa，切换为保护反应器B，继续运转120小时后保护反应器B压降未有明显上升，说明保护反应器B还可继续使用，即使再切入保护反应器A，保护反应器B也不用更换催化剂，第一阶段试验结束。

在试验第二阶段，不再切入保护反应器A，只用保护反应器B、固定床渣油加氢装置串联操作，以考察操作周期。继续通入原料油YL-1，在相同的进料量、压力、温度、氢气流量条件下，保护反应器B运转360小时后压降接近0.6MPa，即保护反应器B从开始运转至停工共运转600小时。说明保护反应器A运转5个周期后保护反应器B需要换一次催化剂。

本发明中，定义保护反应器空间利用效率为：

以上A代表保护反应器A，B代表保护反应器B。

代入上述保护反应器A的总操作时间为5个周期共6500小时，保护反应器A中催化剂的体积为120ml，保护反应器B的总操作时间为5个周期共600小时，保护反应器B中催化剂的体积为40ml，计算得到保护反应器空间利用效率为70.8%。

在前述原料油处理装置运转期间，固定床渣油加氢催化剂床层压降始终未超过0.4MPa，说明保护反应器有效发挥作用。将收集的加氢渣油作为催化裂化原料送入固定流化床装置中与催化裂化催化剂接触进行催化裂化，将催化裂化得到的催化裂化循环油循环返回代替原料油中的催化裂化循环油作为催化裂化循环油原料，催化裂化条件为：反应温度520℃，剂油比6:1，空速10h^-1，产品收率见表3。

对比例1

对比例1试验装置与实施例1相同；保护反应器A中依次装填RG-20催化剂20mL、RG-30E催化剂20mL、RG-30A催化剂20mL和RG-30B催化剂20mL，合计80mL；保护反应器B中依次装填RG-20催化剂20mL、RG-30E催化剂20mL、RG-30A催化剂20mL和RG-30B催化剂20mL，合计80mL；固定床渣油加氢装置反应器中依次装填RDM-32催化剂200mL、RDM-33催化剂200mL、RMS-30催化剂200mL和RCS-30催化剂300mL，合计900mL。

催化裂化催化剂的商品牌号为MLC-500，为中国石化催化剂公司生产。

操作条件与实施例1完全相同，得到的加氢渣油性质见表2。

进原料油700小时后，保护反应器A的压降接近0.6MPa，然后打开保护反应器B的上下游阀门，与此同时关闭保护反应器A的上下游阀门，切换到并联的保护反应器B，在正常操作条件下运转。保护反应器A更换新催化剂，装填催化剂种类及装填量与之前相同。保护反应器B切入并运转700小时后，保护反应器B的压降接近0.6MPa，然后采用同样切换方式切入保护反应器A，切除保护反应器B并更换同样量的催化剂。如此反复循环。

保护反应器空间利用效率定义同实施例1。

代入上述A保护反应器总操作时间700*n小时（n为操作周期数），A保护反应器催化剂体积80ml，B保护反应器总操作时间700*n小时，B保护反应器催化剂体积80ml，计算出保护反应器空间利用效率为50%。

在运转期间，固定床渣油加氢催化剂床层压降始终未超过0.4MPa，说明保护反应器有效发挥作用。将收集的加氢渣油作为催化裂化原料送入固定流化床装置中与催化裂化催化剂接触进行催化裂化，催化裂化条件为：反应温度520℃，剂油比6:1，空速10h^-1，产品收率见表3。

由实施例1和对比例1的结果可以看出，采用非对称可切换式保护反应器，同时大的保护反应器在线时间长，而小的保护反应器在线时间短的处理原料油的工艺方法，可以明显提高保护反应器空间利用率，可以由对比例1的50%保护反应器空间利用率提高到实施例1的70.8%保护反应器空间利用率。

实施例2

实施例2的试验装置与实施例1相同，保护反应器A和保护反应器B催化剂种类及装填量与实施例1相同；固定床渣油加氢装置催化剂种类及装填量与实施例1相同；固定流化床催化裂化装置催化剂种类及装填量与实施例1相同。

原料油为常压渣油AR，性质见表1。AR与氢气混合后进入保护反应器A，然后进入固定床渣油加氢装置反应器进行加氢处理。操作条件与实施例1相同，得到的加氢渣油性质见表2。

进渣油1800小时后，保护反应器A的压降接近0.6MPa，然后打开反应器B的上下游阀门V-3和V-4，与此同时关闭反应器A的上下游阀门V-1和V-2，切换到并联的保护反应器B进行操作，反应条件不变。保护反应器A更换新催化剂，装填催化剂种类及装填量与之前相同。在切除保护反应器A的120小时后重新切入保护反应器A，同时切除保护反应器B。在第二个操作时间段中，保护反应器A操作运行1800小时后压降接近0.6MPa，切换为保护反应器B，继续运转120小时后保护反应器B压降未有明显上升，说明保护反应器B还可继续使用，即使再切入保护反应器A，保护反应器B也不用更换催化剂，第一阶段试验结束。

在试验第二阶段，不再切入保护反应器A，只用保护反应器B、固定床渣油加氢装置串联操作，以考察操作周期。继续通入渣油AR，在相同的渣油进料量、压力、温度、氢气流量条件下，保护反应器B运转480小时后压降接近0.6MPa，即保护反应器B从开始运转至停工共运转720小时。说明保护反应器A运转6个周期后保护反应器B需要换一次催化剂。

保护反应器空间利用效率定义同实施例1。

代入上述保护反应器A的总操作时间为6个周期共10800小时，保护反应器A中催化剂的体积为120ml，保护反应器B的总操作时间为6个周期共720小时，保护反应器B中催化剂的体积为40ml，计算出保护反应器空间利用效率为71.9%。

在运转期间，固定床渣油加氢催化剂床层压降始终未超过0.4MPa，说明保护反应器有效发挥作用。将收集的加氢渣油作为催化裂化原料送入固定流化床装置中与催化裂化催化剂接触进行催化裂化，催化裂化条件为：反应温度520℃，剂油比6:1，空速10h^-1，产品收率见表3。

对比例2

对比例2不采用保护反应器A和B，直接将原料油送入固定床渣油加氢装置进行加氢处理，然后将得到的加氢渣油在固定流化床催化裂化装置中进行催化裂化。固定床渣油加氢装置催化剂种类及装填量与实施例1相同，固定流化床催化裂化装置中催化剂种类及装填量与实施例1相同。

原料油与实施例1相同为YL-1，性质见表1。YL-1与氢气混合后进入固定床渣油加氢装置反应器。操作条件与实施例1相同，得到的加氢渣油性质见表2。

进原料油1000小时后，固定床渣油加氢装置的压降接近0.6MPa，接近装置设计承受压降的最大值，停工。将收集的加氢渣油作为催化裂化原料，送入固定流化床装置中与催化裂化催化剂接触进行催化裂化，催化裂化条件为：反应温度520℃，剂油比6:1，空速10h^-1，产品收率见表3。

表1

	AR	YL-1
			密度（20℃），g/cm3	0.968	0.961
粘度（100℃），mm2/s	297.1	185.3
			残炭值，质量%	11.2	10.3
非金属元素含量，质量%
			硫	2.1	2.0
氮	0.61	0.55
			碳	85.50	85.60
氢	11.46	11.50
			金属元素含量，μg/g
镍	48.5	45.6
			钒	4.7	4.0
铁	24.4	20.3
			钙	124	117
钠	7.2	5.0

表2

表3

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (17)

1.一种重质原料油处理装置，该处理装置包括依次串联的加氢保护单元、加氢处理单元和催化裂化单元，其特征在于，所述加氢保护单元包括并联的主加氢保护反应器和备用加氢保护反应器，所述主加氢保护反应器的体积大于所述备用加氢保护反应器的体积，所述主加氢保护反应器与所述备用加氢保护反应器的体积比为1.05-70：1。

2.根据权利要求1所述的处理装置，其中，所述的主加氢保护反应器与加氢处理单元的反应器的体积比为0.02-0.8：1。

3.根据权利要求1或2所述的处理装置，其中，所述加氢处理单元为固定床渣油加氢装置，所述催化裂化单元为流化床催化裂化装置。

4.权利要求1-3中任意一项所述的处理装置在处理渣油、煤焦油、乙烯焦油、焦化蜡油、深拔蜡油、焦化柴油、催化裂化柴油、热裂解柴油、煤焦油柴油、催化裂化油浆的蒸出物和催化裂化循环油中的至少一种的应用。

5.权利要求1-3中任意一项所述的处理装置在处理渣油与催化裂化循环油和/或催化裂化油浆的蒸出物的混合油中的应用。

6.一种重质原料油的处理方法，其特征在于，该方法包括：

在渣油加氢处理反应条件下，将重质原料油和氢气引入权利要求1-3中任意一项所述的处理装置中，并依次与所述处理装置的加氢保护单元、加氢处理单元设置的多个加氢催化剂床层接触得到气体、加氢石脑油、加氢柴油和加氢渣油，其中，所述重质原料油为渣油与催化裂化循环油的混合油；

将所述加氢渣油或者减压瓦斯油与所述加氢渣油的混合油送入所述处理装置的催化裂化单元中与催化裂化催化剂接触；

其中，在渣油加氢处理过程中，主加氢保护反应器与备用加氢保护反应器交替使用，并且，所述主加氢保护反应器的在线时间大于所述备用加氢保护反应器的在线时间。

7.根据权利要求6所述的处理方法，其中，所述主加氢保护反应器与所述备用加氢保护反应器的体积比为1.1-30：1。

8.根据权利要求6所述的处理方法，其中，所述主加氢保护反应器和所述备用加氢保护反应器的在线时间的比例为1.01-60：1。

9.根据权利要求8所述的处理方法，其中，所述主加氢保护反应器和所述备用加氢保护反应器的在线时间的比例为1.1-20：1。

10.根据权利要求6所述的处理方法，其中，所述主加氢保护反应器除更换催化剂的时间外一直处于在线状态。

11.根据权利要求6所述的处理方法，其中，所述重质原料油中，渣油与催化裂化循环油的质量比为5-100：1。

12.根据权利要求6所述的处理方法，其中，依照所述重质原料油的流向，所述主加氢保护反应器和所述备用加氢保护反应器中均依次设置有加氢保护催化剂床层和加氢脱金属催化剂床层。

13.根据权利要求6所述的处理方法，其中，依照所述重质原料油的流向，所述加氢处理单元中依次设置有加氢脱金属催化剂床层和加氢精制催化剂床层。

14.根据权利要求6-13中任意一项所述的处理方法，其中，所述渣油加氢处理反应条件包括：

加氢保护单元：温度为320-440℃，氢分压为10.0-20.0MPa，氢油体积比为300-1200，液时空速为0.1-0.6h^-1；

加氢处理单元：温度为320-440℃，氢分压为10.0-20.0MPa，氢油体积比为300-1200，液时空速为0.1-0.6h^-1。

15.根据权利要求6-13中任意一项所述的处理方法，其中，以渣油的质量为基准，所述渣油中镍和钒的总含量为30-400ppm，钙和铁的总含量为10-300ppm。

16.根据权利要求6-13中任意一项所述的处理方法，其中，所述催化裂化循环油为催化裂化装置所得反应产物经蒸馏，得到的馏程为330-500℃的产物，该产物含有双环芳烃和三环以上芳烃。

17.根据权利要求6-13中任意一项所述的处理方法，其中，该方法还包括：分离从所述催化裂化单元得到的反应产物，得到干气、液化气、汽油、柴油、所述催化裂化循环油以及油浆。