CN105349179B - 重质石油烃催化裂解与轻质石油烃蒸汽裂解组合工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重质石油烃催化裂解与轻质石油烃蒸汽裂解的组合工艺，利用催化裂解装置原料适应能力较强、加工成本较低等优势首先处理重质石油烃获得低碳烯烃和裂解汽油等产物，然后再利用蒸汽裂解装置，将催化裂解过程中生成的低附加值轻质石油烃进一步转化为高附加值的低碳烯烃和裂解汽油等产物，裂解汽油经芳烃抽提得到苯、甲苯、二甲苯，抽余油作为蒸汽裂解原料，两套装置共用一套产品分离系统。该方法发挥了两套装置各自的优势，可将重质石油烃最大程度转化为低碳烯烃和芳烃，有效提高了原料利用率，缓解了蒸汽裂解装置原料短缺的问题，降低了加工过程能耗，有助于进一步推进炼化一体化进程。

Description

重质石油烃催化裂解与轻质石油烃蒸汽裂解组合工艺

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，具体地，涉及一种重质石油烃进行催化裂解和轻质石油烃蒸汽裂解的组合工艺。

背景技术

乙烯、丙烯等低碳烯烃是石油化工的基本有机合成原料，随着世界经济的快速发展，其市场需求量也逐年增长，其中丙烯需求的增长速度已经超过了乙烯。目前全球超过90％的乙烯和近70％的丙烯均来源于以乙烷、石脑油、轻柴油等轻质石油烃为原料的蒸气裂解工艺。蒸汽裂解的反应苛刻度高，反应温度甚至超过1100℃，而停留时间也缩短到0.2秒以下，技术已相对较为成熟，虽然其能耗较高，但在较长的一段时间内，蒸汽裂解仍具有不可替代的地位。随着石油资源的日益重质化，石脑油产量不断下降，轻烃原料短缺问题对蒸汽裂解装置而言日益突出，而加工重质原料又会导致炉管结焦严重。相比之下，重油催化裂解则具有原料来源广泛，生产成本低，m(丙烯)/m(乙烯)比高等优点，因此，近年来开发以重油为原料生产低碳烯烃的催化裂化技术受到普遍关注。这类技术主要可以分为两大类：

一类是通过工艺的改进，操作条件的优化(适当提高反应苛刻度)，添加一定比例的择形分子筛助剂等措施来增产丙烯的催化裂解技术，例如专利公开号为CN101074392A，CN1557915A，CN1069054A，CN1237477A，WO99/57230，US7261807，US4980053，US6569316，MAXOFIN工艺，PetroFCC工艺，LOCC工艺，NEXCC工艺，MILOS工艺，HS-FCC工艺。

另一类则是通过大幅提高反应苛刻度，设计专门的催化剂，直接以低碳烯烃作为主要目的产物的催化热裂解技术，如专利CN1234426A，CN1218786A，CN1069016A，CN1083092A等。

无论采用何种技术，在重油的催化裂解过程中不可避免的都会产生甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等低价值气体产物，大概占到原料的10～20％，如果可以将这些低价值烷烃进一步转化为烯烃，则可以为炼厂带来不小的经济效益。在炼化一体化企业，炼油装置提供的乙烯原料主要为直馏石脑油、轻烃、轻柴油等，其中石脑油也是催化重整生产优质汽油组分的主要原料。由于乙烯和对二甲苯同步快速扩张，将与油品质量升级长期争夺石脑油原料，所以国内石脑油供不应求。而轻柴油十六烷值较高，作为蒸汽裂解原料使用会造成优质柴油组分的浪费。受制于原料短缺，蒸汽裂解必须寻找补充原料。而乙烷、丙烷、丁烷等正好是蒸汽裂解的良好原料。按文献数据估计这三个组分蒸汽裂解的低碳烯烃产率应不低于60％，因此，将这部分低价值烷烃通过蒸汽裂解再次转化后可以得到6～12％的低碳烯烃(主要为乙烯和丙烯)。在实际应用中，蒸汽裂解装置副产的氢气和甲烷气，可返回炼厂作为优质的氢源或制氢原料，减少石脑油制氢的原料消耗。

芳烃(苯、甲苯、二甲苯，简称BTX)是产量和规模仅次于乙烯和丙烯的重要有机化工原料。其衍生物广泛用于生产合成纤维、合成树脂、合成橡胶等化工产品和各种精细化学品。随着石油化工及纺织工业的不断发展，世界上对芳烃的需求量不断增长。最初芳烃生产是以煤焦油为原料，随着炼油工业和石油化学工业的发展，芳烃生产已经转向以催化重整油和裂解汽油为主要原料的石油化工路线。催化重整在芳烃生产中具有十分重要的地位和作用，全世界所需的BTX有近70％来自催化重整。但是催化重整装置的原料主要是石脑油，且对原料中的杂质含量有严格的限制，通常需要先经过预处理，包括预分馏、预脱砷、预加氢三部分。由于我国石脑油资源有限，如果要通过增加催化重整来提高芳烃产量，势必会与蒸汽裂解装置争夺原料。而通过催化裂解装置增产裂解汽油则可以有效拓展原料来源，裂解汽油经芳烃抽提后的抽余油主要为C6～C8的烷烃及一定量的环烷烃，是良好的蒸汽裂解原料。

发明内容

为克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种重质石油烃催化裂解与轻质石油烃蒸汽裂解组合工艺。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

重质石油烃催化裂解与轻质石油烃蒸汽裂解组合工艺，包括如下步骤：

步骤一：将预热后的重质石油烃注入催化裂解反应器，与高温再生催化剂接触进行裂解反应，反应后的油气和催化剂进入气固沉降分离设备进行油剂的分离；待生催化剂汽提后进入再生器烧焦再生，反应油气经分馏及吸收稳定系统进行干气、液化气、汽油、柴油、回炼油和油浆的分离，干气、液化气经轻烃分离系统进一步分离出乙烯、丙烯、丁烯、乙烷、丙烷、丁烷组分；

步骤二：将丁烯、回炼油/油浆、裂解汽油、裂解柴油选择性部分或全部回注到催化裂解反应器进行裂解反应；

步骤三：将低附加值轻质石油烃注入蒸汽裂解反应器，所述低附加值轻质石油烃包括乙烷、丙烷、丁烷和富含链烷烃的石脑油、抽余油，反应油气经急冷后进入分馏及吸收稳定系统、轻烃分离系统分离出乙烯、丙烯、丁烯和乙烷、丙烷、丁烷、裂解汽油、裂解柴油；

步骤四：将裂解汽油经芳烃抽提后进一步分离得到苯、甲苯、二甲苯，抽余油返回蒸汽裂解装置进行裂解反应。

步骤一中催化裂解过程的反应条件为：反应温度：500～700℃；剂油质量比：5～30；反应时间：1.0～5.0s；反应压力：0.1～0.4MPa。

步骤一中的重质石油烃包括常压蜡油、减压蜡油、焦化蜡油、常压渣油、减压渣油、脱沥青油、页岩油、煤焦油、原油、合成油或富含碳氢化合物的动植物油类在内的油品中的一种、两种或两种以上的混合物。

步骤一中所述的催化剂至少包括无定型硅铝催化剂或择形分子筛催化剂的一种、两种或两种以上的混合催化剂。

蒸汽裂解装置的原料不仅限于催化裂解、蒸汽裂解和芳烃抽提装置生成的低附加值轻质石油烃，也可来自常减压装置的直馏石脑油、焦化装置的焦化石脑油、油气田副产的富低碳烷烃气体。

相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：利用催化裂解装置加工重质石油烃生产低碳烯烃和芳烃，将催化裂解过程中生成的低附加值烷烃进一步通过蒸汽裂解转化为高附加值的低碳烯烃和芳烃，两套装置共用一套产品分离系统，发挥两套装置各自的优势，弥补各自不足之处，可将重质石油烃最大程度转化为低碳烯烃和芳烃，对宝贵的石油资源进行更有效的利用，有利于炼化企业节能减排，进一步增加经济效益。

附图说明

图1为重质石油烃催化裂解与轻质石油烃蒸汽裂解组合工艺第一实施例示意图；

图2为重质石油烃催化裂解与轻质石油烃蒸汽裂解组合工艺第二实施例示意图。

具体实施方式

实施例一、两段提升管催化裂解和蒸汽裂解组合工艺

如图1所示，丁烯102从第一提升管反应器10的下部注入，与来自再生器13由再生斜管103输送，预提升蒸汽或提升干气104提升上来的高温再生催化剂进行接触反应，于600～700℃，剂油质量比20～30，压力0.1～0.4Mpa条件下反应0.1～2.0s后离开丁烯反应区105进入重油反应区106，在重油反应区的底部与预热至150～250℃的新鲜重质原料油101混合，于550～650℃，剂油质量比15～25，压力0.1～0.4Mpa条件下反应0.5～1.5s后进入气固分离器121和沉降器顶旋122进行油剂的分离，反应油气123进入分馏及吸收稳定单元20，分离出裂解汽油204、裂解柴油205、回炼油206、油浆207，气体产物203进入轻烃分离单元30分离出甲烷和氢气303、乙烯304、丙烯305、丁烯302、低附加值烷烃306，低附加值烷烃306即乙烷、丙烷和丁烷，待生催化剂经过沉降器12进入汽提段124，经汽提后进入再生器13烧焦再生。分离出的裂解汽油112预热到40～200℃，进入第二提升管反应器11的汽油反应区115，与来自再生器13由再生斜管113输送，预提升蒸汽或提升干气114提升上来的高温再生催化剂进行接触反应，于600～700℃，剂油比15～30，压力0.1～0.4MPa条件下反应0.1～2.0s后，进入重油反应区116，在重油反应区的底部与预热到200～380℃的循环油，循环油包括裂解柴油，进料111接触反应。在反应温度550～650℃，剂油比15～30，压力0.1～0.4MPa条件下反应0.5～2.0s后，进入气固分离器125和顶旋122进行油剂的分离，反应油气进入分馏及吸收稳定单元20。待生催化剂经沉降器12进入汽提段124，经汽提后进入再生器13烧焦再生。当焦炭产率较高时可增加再生剂外取热器132对再生催化剂进行取热降温。低附加值烷烃306，即乙烷、丙烷和丁烷，与抽余油605进入蒸汽裂解单元40，裂解产物406经急冷锅炉50冷却后进入分馏及吸收稳定单元20进行后续分离。裂解汽油601进入芳烃抽提单元60分离出苯602、甲苯603、二甲苯604后，抽余油605返回蒸汽裂解单元。

实施例二、单提升管催化裂解与蒸汽裂解组合工艺

如图2所示，与上述实施例所不同的是催化裂解单元采用单提升管反应器，丁烯103和汽油104分层从提升管下部回炼，105为循环油进料，106为新鲜原料进料。

Claims (1)

1.一种重质石油烃催化裂解与轻质石油烃蒸汽裂解组合工艺，包括如下步骤：

步骤一：将预热后的重质石油烃注入催化裂解反应器，与高温再生催化剂接触进行裂解反应，反应后的油气和催化剂进入气固沉降分离设备进行油剂的分离；待生催化剂汽提后进入再生器烧焦再生，反应油气经分馏及吸收稳定系统进行干气、液化气、汽油、柴油、回炼油和油浆的分离，干气、液化气经轻烃分离系统进一步分离出乙烯、丙烯、丁烯和乙烷、丙烷、丁烷组分；

步骤二：将丁烯、回炼油/油浆、汽油、柴油选择性部分或全部回注到催化裂解反应器进行裂解反应；

步骤三：将低附加值轻质石油烃注入蒸汽裂解反应器，反应油气经急冷后进入分馏及吸收稳定系统、轻烃分离系统，分离出乙烯、丙烯、丁烯和乙烷、丙烷、丁烷、裂解汽油、裂解柴油；所述低附加值轻质石油烃包括乙烷、丙烷、丁烷和富含链烷烃的石脑油、抽余油；

步骤四：将裂解汽油经芳烃抽提后进一步分离得到苯、甲苯、二甲苯，抽余油返回蒸汽裂解装置进行裂解反应；其特征在于：

所述的步骤一中催化裂解过程的反应条件为：反应温度：500～700℃；剂油质量比：5～30；反应时间：1.0～5.0s；反应压力：0.1～0.4MPa；

所述步骤一中的重质石油烃包括常压蜡油、减压蜡油、焦化蜡油、常压渣油、减压渣油、脱沥青油、页岩油、煤焦油、原油、合成油或富含碳氢化合物的动植物油类在内的油品中的一种、两种或两种以上的混合物；

步骤一中所述的催化剂至少包括无定型硅铝催化剂或择形分子筛催化剂的一种、两种或两种以上的混合催化剂；

蒸汽裂解装置的原料为催化裂解、蒸汽裂解和芳烃抽提装置生成的低附加值轻质石油烃，或者来自常减压装置的直馏石脑油、焦化装置的焦化石脑油、油气田副产的富低碳烷烃气体。