CN104212472B - 一种生产道路沥青原料的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种生产道路沥青原料的装置，包括：常压装置，用于蒸馏分出轻质馏分和渣油，所述轻质馏分包括汽油、煤油和柴油；延迟焦化装置，其处于常压装置的下游，用于处理来自常压装置的渣油，得到焦炭和重循环油；减压装置，其设置于延迟焦化装置的下游，用于将延迟焦化装置处理后的产物进行加工得到沥青原料。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产道路沥青原料的设备，具体涉及一种利用劣质原油生产道路沥青原料的设备。
背景技术
沥青材料分为地沥青和焦油沥青两大类。地沥青又分为天然沥青和石油沥青，天然沥青是石油渗出地表经长期暴露和蒸发后的残留物；焦油沥青是煤、木材等有机物干馏加工所得的焦油经再加工后的产品；石油沥青是将精制加工石油所残余的渣油，经适当的工艺处理后得到的产品。工程中采用的沥青绝大多数是石油沥青，石油沥青是复杂的碳氢化合物与其非金属衍生物组成的混合物。
随着人们生活水平的不断提高，对道路交通质量要求的不断提高，对高等级道路沥青的需求量也随之高速增长。现代公路和道路发生许多变化，交通流量和行驶频度急剧增长，货运车的轴重不断增加，普遍实行分车道单向行驶，要求进一步提高路面抗流动性，即高温下抗车辙的能力；提高柔性和弹性，即低温下抗开裂的能力；提高耐磨耗能力和延长使用寿命。使用环境发生的这些变化对石油沥青的性能提出了严峻的挑战。对石油沥青改性，使其适应上述苛刻使用要求，引起了人们的重视。随着科学技术进步和经济建设事业的发展，将进一步推动改性沥青的品种开发和生产技术的发展。
世界石油资源的过度消费导致优质石油资源逐渐匮乏，过度劣质的原油资源也正越来越多的被经过深度加工，以生成轻质油品来满足人类的需要。这进一步使得只能通过一次加工方式才能得到道路沥青原料的原油资源不断减少，生产成本也日益升高。因此，如何提升原油资源的综合利用效率、降低道路沥青生产成本、改善劣质沥青原料的性能等问题越来越受到人们的重视，开拓廉价沥青原料生产的途径也将成为必然。
目前，生产高等级道路沥青原料的基本方法有以下四种：
（1）蒸馏法：是将原油经常压蒸馏分出汽油、煤油、柴油等轻质馏分，再经减压蒸馏（残压10～100mmHg）分出减压馏分油，余下的残渣符合道路沥青规格时就可以直接生产出沥青产品，所得沥青也称直馏沥青，是生产高等级道路沥青原料的主要方法。
（2）溶剂沉淀法：非极性的低分子烷烃溶剂对减压渣油中的各组分具有不同的溶解度，利用溶解度的差异可以实现组分分离，因而可以从减压渣油中除去对沥青性质不利的组分，生产出符合规格要求的沥青产品的原料。
（3）氧化法：是在一定范围的高温下向减压渣油或脱油沥青吹入空气，使其组成和性能发生变化，所得的产品称为氧化沥青。减压渣油在高温和吹空气的作用下会产生汽化蒸发，同时会发生脱氢、氧化、聚合缩合等一系列反应。这是一个多组分相互影响的十分复杂的综合反应过程，而不仅仅是发生氧化反应，但习惯上称为氧化法和氧化沥青，也有称为空气吹制法和空气吹制沥青。
（4）调合法：调合法生产沥青最初指由同一原油构成沥青的四组分（饱和分、芳香分、胶质、沥青质）按质量要求所需的比例重新调合，所得的产品称为合成沥青或重构沥青。随着工艺技术的发展，调合组分的来源得到扩大。例如可以从同一原油或不同原油的一、二次加工的残渣或组分以及各种工业废油等作为调合组分，这就降低了沥青生产中对油源选择的依赖性。随着适宜制造沥青的原油日益短缺，调合法显示出的灵活性和经济性正在日益受到重视和普遍应用。目前，已经采用较多的调合组分有减压装置生产的减四线油、催化裂化装置生成的油浆、润滑油生产过程中的抽出尾油。其中：1）减四线油属一次加工过程中的产品，生产沥青调和组分时对其原料的选择性较高（尤其对稠环芳烃及胶质含量的要求很高），因此，产品总量有限；2）催化油浆属二次加工过程中的产品，因生产过程中有一定量的催化剂粉末被携带进入产品中，无法进一步分离出来，生产沥青的过程中易导致沥青延度这一关键质量指标下降。因此，应用并不广泛。3）润滑油生产工艺过程中的抽出油虽然是一种较理想的沥青调和原料，但因润滑油装置加工规模的限制，导致产品总量并不大，无法满足沥青调和市场的需求。
超重劣质原油资源丰富，据2007年的不完全统计，世界重油技术可采资源达到650亿吨。但超重劣质原油一般具有沥青质含量及重金属含量极高的特点，采用蒸馏法加工该类原油，生产高等级沥青原料时，因沥青质含量过高、胶质及芳香分等中间分散相组分含量过低而远不能达到高等级沥青质量的要求。目前，用以加工这些原油的成熟炼油工艺方法仅限于延迟焦化工艺，但由于该工艺过程会生产大量的焦炭的缘故，超重劣质原油的资源利用效率低下。
发明内容
该发明的目的是开发一种生产道路沥青原料的设备，从超重劣质原油的二次加工过程中获得用调和法生产高等级沥青的原料。一方面可满足人们对高等级沥青不断增长的需求，另一方面可大幅降低获得产品的成本，提高超重劣质原油的利用效率。对该发明内容的描述如下：
本发明提供了一种生产道路沥青原料的设备，包括：
常压装置，用于蒸馏分出轻质馏分和渣油，所述轻质馏分包括汽油、煤油和柴油；
延迟焦化装置，其处于常压装置的下游，用于处理来自常压装置的渣油，得到焦炭和重循环油；
减压装置，其设置于延迟焦化装置的下游，用于将延迟焦化装置处理后的产物进行加工得到沥青原料。
在本发明的一个优选实施方式中，所述常压装置包括常压分馏塔。
在本发明的另一个具体实施方式中，所述常压分馏塔的塔板数为46-56层，操作压降为15-30kPa，操作温度范围为110-370℃。
在本发明的一个优选实施方式中，所述延迟焦化装置包括延迟焦化分馏塔。所述延迟焦化装置还包括焦炭塔。
在本发明的另一个具体实施方式中，所述延迟焦化分馏塔的塔板数为36-40层，操作压降为15-30kPa，操作温度范围为115-410℃。
在本发明的一个优选实施方式中，所述减压装置包括减压炉和连接于减压炉下游的减压塔。
在本发明的另一个具体实施方式中，所述减压塔包含4-6个填料段，操作压降为2-5kPa，操作温度范围为75-380℃。
在本发明的一个优选实施方式中，所述延迟焦化装置的底部与所述减压炉之间通过循环泵连接。
在本发明的一个优选实施方式中，所述循环泵的与延迟焦化装置的下部连接，从而与延迟焦化装置形成循环回路。
在本发明的一个优选实施方式中，所述循环泵与延迟焦化装置下部连接的管线上设有阀门，且所述循环泵与所述减压炉连接的管线上也设有阀门。
本发明还涉及一种生产沥青原料的方法，包括：
1）将原油通入常压装置中进行分馏，得到轻质馏分和渣油；所述轻质馏分包括汽油、煤油和柴油；
2）将渣油通入延迟焦化装置中进行处理，在操作压力为150-200kPa(g)，温度为460-490℃的反应条件下，得到重循环油和焦炭；
3）将重循环油与从常压塔底引出的劣质渣油混合得到辐射油，再将所述辐射油与常压装置的渣油按1：2-1：4质量比进行混合作为减压装置的进料；经过在减压装置的减压分馏处理，得到所述沥青原料。
本发明的方法中使用的原油的原油密度为d20>930kg/m3；沥青质含量>11重量%；重金属含量>200μg/g；硫含量>2重量%；轻质油收率<30重量%。
在本发明的方法中，所述重金属包括镍和钒。
在本发明的方法的一个优选实施方式中，所述常压装置包括常压分馏塔。
在本发明的方法的另一个具体实施方式中，所述常压分馏塔的塔板数为46-56层，操作压降为15-30kPa，操作温度范围为110-370℃。
在本发明的方法的一个优选实施方式中，所述延迟焦化装置包括焦化分馏塔。所述延迟焦化装置还包括焦炭塔。
在本发明的方法的另一个具体实施方式中，所述焦化分馏塔的塔板数为36-40层，操作压降为15-30kPa，操作温度范围为115-410℃。
在本发明的方法的一个优选实施方式中，所述减压装置包括减压炉和连接于减压炉的减压塔。
在本发明的方法的另一个具体实施方式中，所述减压塔包含4-6个填料段，操作压降为2-5kPa，操作温度范围为75-380℃。
在本发明的方法一个具体实施方式中，控制减压装置的参数为：减压炉出口温度为360-390℃；减压塔进料线操作温度为350-380℃；减压塔顶压力为2-6kPa(a)；减压塔操作压降为2-5kPa；塔顶操作温度为70-105℃。
延迟焦化工艺过程中，沥青的质量含量>15%的重质油品在操作压力为150-200kPa(g)，温度为460-490℃的反应条件下，在焦炭塔内经过缩合、裂解等复杂化学反应以后，沥青质组分最终缩合生成焦炭，而反应生成的胶质及稠环芳烃含量较高的重循环油组分则最终以气态形式流入到焦化分馏塔，与常压装置常压塔底流出的劣质常压渣油在焦化分馏塔底混合形成辐射油。重循环油的加入，使得焦化辐射油的性质得到很大程度的改善：辐射油沥青质含量得以稀释，胶质、稠环芳烃含量得以增加，稳定性得到大幅提升。根据高等级沥青质量的要求，将辐射油与常压渣油按照1：2-1：4的比例进行混合，作为减压装置的进料，进行再次质量的修正，便可得到性质可靠的高等级道路沥青的原料。
本发明的有益效果为：
（1）本发明的方法开辟了获取高等级道路沥青原料的新途径，拓展了获取高等级道路沥青原料的原油范围，使得在超重劣质原油加工的过程中生产高等级道路沥青原料成为可能；
（2）本发明的方法减少了延迟焦化产品中生焦倾向明显的重循环油进行再次反应的数量，由此降低了焦化原料的生焦率；
（3）重循环油以产品形式送出延迟焦化装置，为减压系统提供生产高等级道路沥青的原料，大幅提升了超重劣质原油资源的利用效率；
（4）延迟焦化装置原料适应性广，加工规模大，将辐射油作为生产高等级道路沥青原料的调和组分时，较其它调和方法能更大程度的满足市场的需求。
（5）本装置的生产得到的沥青原料制备的沥青能够满足GB/T15180-2010的要求的重交通道路石油沥青以及JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范。
附图说明
图1表示的是为本发明的沥青原料生产装置流程示意图；
图2表示的是现有技术的沥青原料生产装置流程示意图；
图3表示的是本发明的沥青原料生产工艺设备示意图。
附图标记：
1-常压装置、2-常底油泵、3-延迟焦化装置、4-循环泵、5-减压炉、6-减压塔。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明进行详细说明，但本发明的范围并不限于附图和以下实施例。
实施例1
本发明的设备包括：常压装置1，用于蒸馏分出轻质馏分和渣油，所述轻质馏分包括汽油、煤油和柴油；
延迟焦化装置3，其处于常压装置1的下游，用于处理来自常压装置1的渣油，得到焦炭和重循环油；常压装置1与延迟焦化装置3之间通过常底油泵2连接；
减压装置，其设置于延迟焦化装置3的下游，用于将延迟焦化装置3处理后的产物进行加工得到沥青原料；所述减压装置与通过循环泵4与延迟焦化装置连接；
其中，所述常压装置1包括常压分馏塔，其塔板数为46-56层，操作压降为15-30kPa，操作温度范围为110-370℃。
其中，所述延迟焦化装置3包括延迟焦化分馏塔，其塔板数为36至40层，操作压降为15-30kPa，操作温度范围为115-410℃。
其中，所述减压装置包括减压炉5和连接于减压炉下游的减压塔6，所述减压塔6包括4-6个填料段，操作压降为2-5kPa，操作温度范围为75-380℃。
所述循环泵4的与延迟焦化装置3的下部连接，从而与延迟焦化装置3形成循环回路。
所述循环泵4与延迟焦化装置3下部连接的管线上设有阀门，且所述循环泵4与所述减压炉5连接的管线上也设有阀门。
实施例2
1）将原油通入常压装置1中进行分馏，得到轻质馏分和渣油；所述轻质馏分包括汽油、煤油和柴油；
2）将渣油通过常底油泵2通入延迟焦化装置3中进行处理，在操作压力为150-200kPa(g)，温度为460-490℃的反应条件下，得到重循环油和焦炭；
3）将重循环油与从常压装置1底部引出的劣质渣油混合得到辐射油，再将所述辐射油与常压装置的渣油按1：2-1：4质量比进行混合作为减压装置的进料；经过在减压装置的减压分馏处理，得到所述沥青原料。
本发明的方法中使用的原油的原油密度为d20>930kg/m3；沥青质含量>11重量%；重金属含量（镍+钒）>200μg/g；硫含量>2重量%；轻质油收率<30重量%。
其中，
所述常压装置1包括常压分馏塔。
所述常压分馏塔的塔板数为46-56层，操作压降为15-30kPa，操作温度范围为110-370℃。
所述延迟焦化装置2包括延迟焦化分馏塔。
所述延迟焦化分馏塔的塔板数为36-40层，操作压降为15-30kPa，操作温度范围为115-410℃。
所述减压装置包括减压炉5和连接于减压炉的减压塔6，控制减压装置的参数为：减压炉出口温度为360-390℃；减压塔进料线操作温度为350-380℃；减压塔顶压力为2-6kPa(a)；减压塔操作压降为2-5kPa；塔顶操作温度为70-105℃。
所述减压塔包含4-6个填料段，操作压降为2-5kPa，操作温度范围为75-380℃。
实施例3
方法同实施例2，在步骤3）中具体包括：
将重循环油与渣油在延迟焦化装置底部混合得到辐射油，辐射油通过循环泵从延迟焦化装置底部泵入延迟焦化装置下部，然后再与所述渣油按1：2-1：4质量比进行混合得到减压装置进料，最后将混合的减压装置进料经循环泵泵入减压装置进行进一步的处理。
Claims (5)
1.一种生产道路沥青原料的方法，包括：
1)将原油通入常压装置中进行分馏，得到轻质馏分和渣油，所述轻质馏分包括汽油、煤油和柴油；所述常压装置包括常压分馏塔；所述常压分馏塔的塔板数为46-56层，操作压降为15-30kPa，操作温度范围为110-360℃；
2)将渣油通入延迟焦化装置中进行处理，在操作压力为150-200kPa，温度为460-490℃的反应条件下，得到重循环油和焦炭；所述延迟焦化装置处于常压装置的下游；所述延迟焦化装置包括延迟焦化分馏塔；所述延迟焦化分馏塔的塔板数为36至40层，操作压降为15-30kPa，操作温度范围为115-410℃；
3)将重循环油与从常压塔底引出的劣质渣油混合得到辐射油，再将所述辐射油与常压装置的渣油按1:2-1:4质量比进行混合作为减压装置的进料；经过在减压装置的减压分馏处理，得到所述沥青原料；所述减压装置设置于延迟焦化装置的下游；
所述减压装置包括减压炉和连接于减压炉下游的减压塔；
所述减压塔包含4-6个填料段，操作温度范围为75-380℃；
所述原油的原油密度为d20＞930kg/m3；沥青质含量＞11重量％；重金属含量＞200μg/g；硫含量＞2重量％；轻质油收率＜30重量％。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述减压塔的操作压降为2-5kPa。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述延迟焦化装置的底部与所述减压炉之间通过循环泵连接。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述循环泵与延迟焦化装置的下部连接，从而与延迟焦化装置形成循环回路。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述循环泵与延迟焦化装置下部连接的管线上设有阀门，且所述循环泵与所述减压炉连接的管线上也设有阀门。
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