CN1044116A - 转化重质烃原料的方法 - Google Patents

Abstract

将含有至少25％(重量)沸点至少为520℃的烃的重质含沥青质烃进料转化为具有更低沸点的产物的方法，该方法包括：预热烃进料；使预热的烃进料通过热裂区，沸点等于或大于520℃的烃至少转化35％(重量)；将从裂解区出来的物流分离为一种或多种蒸馏馏分和一种渣油馏分；使渣油组分脱沥青得到沥青和脱沥青油。

Description

本发明涉及将一种包括至少25%（重量）的沸点至少为520℃的烃的重质含沥青质烃原料转化为更低沸点产品的方法。

热裂解是一种合适的将重质含沥青质烃原料转化为具有更低平均沸点的产品的方法。热裂解是一个相当简单的方法，它包括将原料预热至某一合适的温度并将预热的原料送往热裂解区。在此进行热裂解。在热裂区的出口，物流通常要进行急冷以使裂解停止，然后将物流分馏以得到一种或多种蒸馏馏份和一种渣油。渣油中含有几乎是存在于裂解产物中的所有的沥青质，它一般不经任何进一步的加工，就弃之为炼厂用或商业燃料。

本方法的一个重要方面是涉及裂解的渣油在与合适的稀释剂混合后的稳定性，这种混合得到的燃料具有良好的产品特性，如良好粘度、硫含量、密度和康拉逊碳数。众所周知，如果裂解太深，则沥青质和油的特性会发生变化，以至于会产生淤渣。淤渣的形成特别易发生在含沥青质的进料的热裂解中。如果是已脱沥青质的进料进行热裂，仅仅是在极高转化率下才会产生某些淤渣。当裂解的渣油进行混合后而生成一种燃料时，淤渣主要包括不溶于裂解的油和/或燃料的焦碳颗粒。如果淤渣的形成高于某具体限度，则燃料就不符合工业用燃料的要求。

避免淤渣的一个方法是缓和热裂过程的苛刻度。因此，根据进料的类型，热裂解的苛刻度应如此选择，即应使重质烃即沸点等于或高于520℃的烃的转化率低于约30%（重量）。在这一转化率水平上就可以防止淤渣的形成。但可很明显地看到，后面馏出物的产率不太理想。另一个防止淤渣形成的方法是在热裂解之前对进料进行脱沥青质。这样可以采用30%（重量）以上的转化率。但是去掉的沥青质不再对馏份的产生有任何贡献，因而也会造成馏分的产率不理想的情况。

在间歇过程中如果想得到尽量大蒸馏馏分产率则要进行延迟焦化，在这种过程中，进料要在所谓的焦碳鼓中裂解并生成蒸馏馏分和焦炭重产物进行回流，并且当焦炭鼓充满焦炭时，则过程将在另一个焦炭鼓中进行。所以，焦炭鼓轮流进行着充满/变空。很明显，延迟焦化要间歇进行以及总要产生一些焦炭这一事实造成了这一方法的缺点。

本发明提供了一种方法，在该方法中转化率提高但并不产生不稳定的渣油以及间歇操作的问题，与此同时，流出物的产率也得到了提高。

因此，本发明提供了将一种包括至少25%（重量）的沸点至少为520℃的烃的重质含沥青质的烃进料转化为具有更低沸点的产物的方法，该方法包括：将烃进料进行预热，使其通过热裂区，从而得到沸点为520℃或以上的烃的至少35%（重量）的转化率，然后将从裂解区出来的物流分为一个或多个馏份以及一个渣油馏份，并将渣油馏份脱沥青质得到沥青和脱沥青油。

得到的沥青含有可能是在裂解反应中形成的固体焦炭颗粒，脱沥青油基本上不含有沥青质，并且与在由热裂区出来的物流的分离中得到渣油馏份相比具有更低的粘度、更低的密度和更低的康拉逊碳数。脱沥青油没有任何稳定问题并且可以直接作为混合用组分用于工业燃料的制备，或者用于其他用途。

用于本发明方法的重质烃进料包括至少25%（重量）的沸点至少为520℃（520℃+烃）。如果520℃⁺烃的百分比更低，则不易产生稳定问题。方便的进料包括原油的常压渣油，即所谓的长渣油。适宜的进料应包括大于37.5%（重量）的沸点至少为520℃的烃，更好包括大于75%（重量）的沸点至少为520℃的烃，最好包括90%（重量）的沸点至少为520℃的烃。一种非常方便的进料是减压渣油，即所谓的短渣油。

当然，从其他原料制备的常压或减压渣油，例如在由合成气制备合成石油中而得到的常压或减压渣油也可以用于本方法中。如果需要，重质进料可以包括在催化裂解中得到的循环油和/或从油砂和页岩油而得到的渣油。

进料含有沥青质。除非另有说明，本说明书中的术语“沥青质”是指C₅沥青质（以与IP143类似的方法测定，但使用C₅烃）。另一个表示沥青质含量的方法是按IP143使用C₇沥青质。当然，C₅沥青质的情况的数目比C₇沥青质的情况高。

虽然本方法可以用不含沥青质的进料进行，但是可以看到，无沥青质的进料在热裂时不易引起稳定问题和/或形成淤渣。典型的脱沥青油的沥青质含量小于5%（重量）。本方法的进料中的沥青质含量可以根据来源而变化。进料中的适宜C₅沥青质含量为5～50%（重量）（按IP143方法测定）。

在进入热裂区之前，进料要进行预热。一般，这在一个或多个具有换热管或蛇管的炉子或炉段中进行，其中要预热的物料在管或蛇管中通过。物料最好是预热到350～600℃。

使预热的物料通过热裂区。物料可上行或下行通过热裂区。最好是上行。物料可以通过一个空容器形，例如US.A        1，899，889所述的形式的热裂区。最好热裂区位于一个具有内件的裂解器中。该内件最好是开孔板的形式。在这样的裂解器中，内件会造成室，由此使回混现象的发生增加。一种非常适宜的裂解容器描述在EP-A        7656中。关于内件的更详细的情况可参该说明书。

本发明提供了沸点大于520℃的烃的高转化率，这意味着蒸馏馏分的产率高。沸点≥520℃的烃的转化率最好为35～70%（重量）。转化率低于30%（重量）很难产生稳定问题。而转化率高于70%则渣油馏分非常粘及含有非常多的焦炭，以至于处理起来很麻烦。当沸点≥520℃的烃的转化率为40～60%（重量）时，可得到非常好的效果。

热裂解通常在没有还原气体如氢气的存在下进行。热裂可在水蒸气的存在下进行。热裂的条件是可以变化的。只要能得到希望的转化率，人们可以随意调节温度、压力和停留时间。本领域的技术人员都知道，相同的转化率可以在高温短停留时间下得到，也可以在低温度停留时间下得到。另外，热裂解是吸热反应，因此，在裂解器裂解的情况下，裂解区的温度趋向于降低。因此，本领域的技术人员都可以选择裂解区的条件，从而得到所希望的转化率水平。合适的裂解包括350～600℃的温度，1～100巴的压力和0.5～60分的时间，停留时间是从冷物料起算的。

如在从热裂区出来的物流分离为一种或多种蒸馏物馏分和一种渣油馏分之前将其进行急冷可能是非常有用。急冷可以通过使物流与更冷的急冷液体相接触来进行。适宜的急冷液体包括较轻的烃油，如汽油或从物流得到的循环冷渣油。

在根据需要而选用的物流的急冷之后，物流被分离为一种或多种蒸馏馏分和一种渣油馏分。蒸馏馏分包括，例如气体（C_1-4烃）、汽油、中间馏分和（可有可没有的）一种或多种减压馏分。得到的渣油馏分含有重质的沸点等于或高于520℃的烃。

如上所述，得到的渣油馏分可能很粘。如果需要，该渣油馏分可以与一种稀释剂混合，以便有利于所得混合物的处理。合适的稀释剂包括：沥青稀释油如从蒸馏和催化裂解得到的汽油、瓦斯油和其他烃流。虽然这样可以使混合物变得易于处理，但是稀释剂的加入也带来了缺点，即使送入脱沥青的步骤的体积增大。这种加入是否有利将从经济观点来评价。

渣油馏分的脱沥青可用通常的方式进行。在本领域中已知的有溶剂脱沥青。在这一步骤中，渣油馏分用萃取介质进行逆流处理，萃取介质通常为轻烃溶剂，包括石蜡烃化合物，较好为C_3-8石蜡烃，更好为丁烷、戊烷和/或己烷，特别是戊烷。可以使用旋转盘接触器或板式塔，其中渣油馏分进入塔顶，萃取介质从塔底。石蜡烃化合物溶解在萃取介质中并从装置的顶部。不溶于萃取介质的沥青质由装置的底部抽出。脱沥青的条件宜为：总溶剂与渣油馏分的比为1.5～8.0重/重;压力为1～50巴;温度为160～230℃。这些条件可以生产非常重的沥青。为了能够处理这些重质沥青，向沥青中加入沥青稀释油是需要的。

脱沥青宜使渣油馏分中的35%（重量）以上的沥青质被除去。较好是50%（重量）以上的沥青质被除去。最好是80%（重量）以上的沥青质被除去。

较好的情况是大于15%（重量）的渣油馏分被作为沥青回收。这就保证了全部去除了所有的固体颗粒以及去除了绝大部分的沥青质。得到的脱沥青油在密度、康拉逊残碳数和粘度方面具有良好的特性，从而在用来制备燃料时不会产生任何问题。取决于进料的类型和热裂解的转化水平，宜有15～50%（重），最好有20～45%（重量）的渣油馏分作为沥青被分离出。

如上所述，从脱沥青步骤得到的脱沥青油可用作渣油燃料或用作渣油燃料的混合成分。燃料的制备最好是使脱沥青油与所谓的沥青稀释油混合以使得到的混合物具有所希望的组成。组成不仅与稳定性有关，而且与其他特性，如康拉逊残碳量、粘度和密度也有关系。

脱沥青油的其他用途包括用作加氢处理或加氢裂解的进料，用于催化裂解和热裂解的进料。

沥青适宜于燃烧，如在液体床燃烧装置中进行燃烧，或者以乳化燃料形式进行燃烧。沥青的另一个用途是用作气化装置的原料以产生合成气和燃料气。

本发明将进一步由下列实施例来说明。

实施例

热裂解在一个具有盘管和裂解器的中试装置中进行，在盘管加热的同时使进料通过盘管。进料的速率应使在盘管中的停留时间（以冷物料为基准）为2分钟，在裂解器中的停留时间为38分钟。在实验中，温度根据所希望的转化率而变化。在裂解器之后，安装有一个换热器和一个分馏器，将从裂解器出来的物流冷却并依次分为气体馏分（C_1-4）、汽油馏分（C₅～165℃）、瓦斯油（165～350℃）馏分和渣油馏分（350℃⁺）。

脱沥青实验在一个旋转盘接触器中进行。戊烷和渣油馏分的重量比为2.0～2.2，进料速率为约2.0Kg渣油/h，压力为40巴。接触器中的温度在170～210℃之间变化。

在实验中，使用了不同的原料：中东短渣油（进料Ⅰ），Veneruela短渣油（进料Ⅱ）和北海短渣油（进料Ⅲ）。这些进料的某些特性列于表Ⅰ中。

实施例1

用上述进料Ⅰ进行热裂实验。热裂条件和结果列于表Ⅱ中。

当将得到的350℃⁺渣油馏分在下列条件下送往脱沥青步骤时（进料速率2.0kg/h，戊烷/350℃⁺残油的重量比为2.0，压力为40巴，平均温度为180℃），可以以下列产率得到脱沥青油和沥青，它们的特性列于表Ⅲ中。

实施例2

用其他进料进行热裂实验，得到表Ⅳ所列结果。

当在下列括号中所列条件下分别将在本发明的实验中，即在实验10、11、13和14中得到的350℃⁺渣油馏分送入脱沥青步骤时（进料速率2.0kg/h，戊烷/350℃⁺馏分重量比2.0;压力为40巴;平均温度为185℃），可以以下列产率得到脱沥青油和沥青，它们的特性如表Ⅴ所示。

Claims (19)

1、将含有至少25%(重量)沸点至少为520℃的烃的重质含沥青质烃进料转化为具有更低沸点的产物的方法，该方法包括：预热烃进料；使预热的烃进料通过热裂区，沸点等于或大于520℃的烃至少转化35%(重量)；将从裂解区出来的物流分离为一种或多种蒸馏馏分和一种渣油馏分；使渣油组分脱沥青得到沥青和脱沥青油。

2、权利要求1的方法，其中的烃进料为原油的减压渣油。

3、权利要求1或2的方法，其中的进料要预热至350～600℃。

4、权利要求1～3中任一项的方法，其中预热的进料向上通过热裂区。

5、权利要求1～4中任一项的方法，其中热裂区位于含有内件的裂解器中。

6、权利要求5的方法，其中内件包括开孔板。

7、权利要求1～6中任一项的方法，其中热裂区中的条件是350～600℃，压力为1～100巴，平均停留时间为0.5～60分钟。

8、权利要求1～7中任一项的方法，其中沸点至少为520℃的烃在热裂区的转化率为35～70%（重量）。特别是40～60%（重量）。

9、权利要求1～8中任一项的方法，其中渣油馏分用C_3-8石蜡烃进行脱沥青。

10、权利要求1～9中任一项的方法，其中石蜡烃包括丁烷、戊烷和/或己烷，特别是戊烷。

11、权利要求1～10中任一项的方法，其中脱沥青是在总溶剂与渣油馏分的比为1.5～8（重量/重量），压力为1～50巴以及温度为160～230℃的条件下进行的。

12、权利要求1～11中任一项的方法，其中脱沥青油与沥青稀释油相混合。

13、权利要求1～11中任一项的方法，其中脱沥青油被催化裂解。

14、权利要求1～11中任一项的方法，其中脱沥青油被加氢处理或加氢裂解。

15、权利要求1～11中任一项的方法，其中脱沥青油被热裂解。

16、权利要求1～15中任一项的方法，其中沥青在液体床装置上被燃烧。

17、权利要求1～15中任一项的方法，其中沥青在气化得到合成气。

18、权利要求1～15中任一项的方法，其中沥青被用来制备乳化燃料。

19、权利要求1的方法，该方法如说明书所述。