CN105985796A - 一种延迟焦化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种延迟焦化方法，包括(1)将焦化进料在焦化加热炉中加热至焦化温度后，送入焦炭塔中生成焦炭和焦化油气，焦化进料含有焦化原料、焦化干气以及可选的循环油；(2)从焦化油气中分离出焦化干气；其中，焦化进料中的焦化干气来自于在步骤(2)中分离出的焦化干气。根据本发明的方法能明显提高液体产品收率，同时还能降低焦化加热炉炉管的结焦倾向，延长焦化加热炉的操作周期。根据本发明的方法无需向焦化加热炉中引入氢气和催化剂，能显著降低运行成本，不会由于在形成的焦炭中引入额外的金属成分而降低形成的焦炭的质量。根据本发明的方法，只需对现有的焦化干气输送管路进行调整即可，可操作性强。

Description

一种延迟焦化方法

技术领域

本发明涉及一种延迟焦化方法。

背景技术

延迟焦化是一种将渣油深度裂化转化为焦化气体、焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油和石油焦的热加工工艺，它具有投资和操作费用低、流程简单、技术成熟、原料适应性强、柴汽比高等优点，是当今炼油厂渣油特别是劣质渣油加工的主要手段之一。

据美国SFA太平洋咨询公司统计，全世界延迟焦化装置的加工能力已超过渣油总加工能力的32％以上，在炼油厂中占有重要地位。据油气杂志统计，2011年全世界延迟焦化装置的总加工能力已达到2.57亿吨/年(中国的延迟焦化装置加工能力仅统计为858万吨/年，如果按照中国实际的加工能力统计，全世界延迟焦化装置的总加工能力将达到3.59亿吨/年)。

美国是世界上拥有延迟焦化装置最多、延迟焦化装置加工能力最大的国家，2011年美国延迟焦化装置的加工能力已达到1.40亿吨/年，约占世界延迟焦化装置总加工能力的54.3％。我国是延迟焦化装置加工能力发展较快的国家之一，截至到2011年底国内实际统计已投产的延迟焦化装置数量达到99套，总加工能力达到1.10亿吨/年，仅次于美国，居世界第二位。目前，国内延迟焦化装置加工减压渣油的量已经超过催化裂化装置，成为减压渣油加工的主要工艺装置。

随着原油重质化和劣质化，延迟焦化的原料也日趋劣质化，主要表现为密度大，粘度高，硫含量、残炭值、沥青质和重金属含量高，这样的劣质焦化原料，其焦炭收率一般较高，导致液体产品收率较低。因此，针对劣质焦化原料，需要考虑尽量提高液体产品收率，降低干气和焦炭收率，提高焦化装置的效益。

US4394250公开了一种催化焦化方法，该方法在加热炉入口注入氢气和催化剂来提高焦化馏分油收率和降低焦炭收率。但是，由于氢气需从外部引入，不仅提高了加工的复杂性，而且增加了成本。另外，由于引入的催化剂中的金属组分可能沉积在形成的焦炭中，从而影响焦炭的质量，限制焦炭的使用范围；另外，在焦化加热炉中引入催化剂，还可能加剧焦化加热炉炉管的结焦趋势，缩短焦化加热炉的操作周期。

发明内容

本发明的目的在于提供一种延迟焦化方法，采用该方法对劣质原料进行处理，能获得更高的液体产品收率，并且该方法无需使用催化剂，也不必从外部引入氢气。

本发明提供了一种延迟焦化方法，该方法包括以下步骤：

(1)将焦化进料在焦化加热炉中加热至焦化温度后，送入焦炭塔中生成焦炭和焦化油气，所述焦化进料含有焦化原料、焦化干气以及可选的循环油；

(2)从焦化油气中分离出焦化干气；

其中，所述焦化进料中的焦化干气来自于在步骤(2)中分离出的焦化干气。

现有的延迟焦化装置中，焦化干气通常作为各种加热装置的燃料使用，例如：将焦化干气作为焦化加热炉的燃料，在焦化干气还有剩余时，则将剩余的焦化干气用作厂区其它加热装置的燃料。根据本发明的方法，将部分焦化干气与焦化原料以及可选的循环油一起在焦化加热炉中进行加热，能明显提高液体产品收率，同时还能降低焦化加热炉炉管的结焦倾向，延长焦化加热炉的操作周期。

根据本发明的方法，无需向焦化加热炉中引入氢气，能显著降低运行成本。根据本发明的方法，无需向焦化加热炉中引入催化剂，从而不会由于在形成的焦炭中引入额外的金属成分而降低形成的焦炭的质量。

根据本发明的方法，只需对现有的焦化干气输送管路进行调整即可，可操作性强。

具体实施方式

本发明提供了一种延迟焦化方法，该方法包括以下步骤：

(1)将焦化进料在焦化加热炉中加热至焦化温度后，送入焦炭塔中生成焦炭和焦化油气，所述焦化进料含有焦化原料、焦化干气以及可选的循环油；

(2)从焦化油气中分离出焦化干气；

其中，所述焦化进料中的焦化干气来自于在步骤(2)中分离出的焦化干气。

本发明中，“可选的”表示含或不含。

根据本发明的方法，步骤(1)中，将焦化干气与焦化原料以及可选的循环油一起在焦化加热炉中加热至焦化温度。可以将全部焦化干气在焦化加热炉的入口处送入焦化加热炉中。在本发明的一种优选的实施方式中，将部分焦化干气送入焦化加热炉的对流段中，将剩余部分焦化干气送入焦化加热炉的辐射段中，这样能够进一步提高液体产品收率，而且能够进一步降低焦化加热炉炉管的结焦趋势。从进一步提高液体产品收率并进一步降低焦化加热炉炉管的结焦趋势的角度出发，以焦化进料中的焦化干气的总量为基准，送入对流段的焦化干气的量为10-30重量％，送入辐射段的焦化干气的量为70-90重量％。进一步优选地，以焦化进料中的焦化干气的总量为基准，送入对流段的焦化干气的量为15-25重量％，送入辐射段的焦化干气的量为75-85重量％。

根据本发明的方法，焦化干气的用量可以根据焦化原料的量进行选择。一般地，相对于100重量份焦化原料，所述焦化干气的用量可以为0.5-5重量份。优选地，相对于100重量份焦化原料，所述焦化干气的用量为1-3重量份。更优选地，相对于100重量份焦化原料，所述焦化干气的用量为1-2重量份。

根据本发明的方法，对于将焦化干气注入焦化加热炉的方式没有特别限定，可以采用常规的注入气体物料的方法，将焦化干气注入焦化加热炉中。

根据本发明的方法，焦化进料可以含有循环油，也可以不含有循环油。即，可以将部分液体产物作为循环油循环，也可以不将液体产物循环。根据本发明的方法，作为循环油的液体产物的馏程可以在350-650℃的范围内，优选将沸点高于480℃的液体产物作为循环油，更优选作为循环油的液体产物的馏程在480-580℃的范围内。所述馏程采用GB9168中规定的方法测定。根据本发明的方法，循环比可以为0-1，一般在0.15-1的范围内。根据本发明的方法将焦化干气与焦化原料一起送入焦化加热炉中，即使在较低的循环比下，也能明显降低焦化加热炉炉管的结焦趋势，并提高液体产品收率。因此，根据本发明的方法，循环比优选为0.4以下，更优选为0.3以下，进一步优选为0.25以下。本发明中，循环比是指循环油与新鲜焦化原料的重量比。

根据本发明的方法，焦化原料可以为延迟焦化中常用的各种来源的原料。根据本发明的方法不仅能够有效地提高液体产品收率，而且能够有效地降低焦化加热炉炉管的结焦趋势，因而特别适于对劣质原料进行焦化处理。

根据本发明的方法，焦化原料的硫含量可以为2.5重量％以上，优选在2.5-8重量％的范围内，更优选在4.5-6.5重量％的范围内。焦化原料的残炭含量可以为15重量％以上，一般可以在15-50重量％的范围内，如20-30重量％。根据本发明的方法，焦化原料的运动粘度(100℃)可以为2000mm²/s以上，一般可以在2000-10000mm²/s的范围内，如2500-6000mm²/s。焦化原料的沥青质含量可以为8重量％以上，一般可以在8-30重量％的范围内，如15-25重量％。所述硫含量采用GB17040中规定的方法测定，所述残炭采用GB17144-A中规定的方法测定，所述运动粘度采用GB11137中规定的方法测定。

所述焦化原料的具体实例可以包括但不限于减压渣油、石油沥青(如脱油沥青)、稠油、重馏分油、催化油浆(如催化裂化油浆)和乙烯渣油中的一种或两种以上。所述稠油包括稠油全馏分以及稠油的馏分油，例如稠油的常压馏分油和稠油的减压馏分油。

根据本发明的方法，对于延迟焦化的具体操作方法没有特别限定，可以为常规操作方法。具体地，在进行延迟焦化时，还向焦化加热炉中送入水蒸汽。所述水蒸汽的用量可以为常规选择。一般地，相对于100重量份焦化原料，所述水蒸汽的用量可以为0.5-2.5重量份，优选为1-2重量份。所述水蒸汽可以在焦化加热炉的入口处注入，也可以通过多个注入点送入焦化加热炉中。根据本发明的方法，在将水蒸汽通过多个注入点送入焦化加热炉时，可以将焦化干气与水蒸汽一起注入焦化加热炉中。

根据本发明的方法，焦化加热炉的出口温度一般可以在485-550℃的范围内，优选在490-530℃的范围内，更优选在495-510℃的范围内。以表压计，焦化塔的塔顶压力一般可以在0.05-0.3MPa的范围内，优选在0.1-0.2MPa的范围内，更优选在0.15-0.2MPa的范围内。

根据本发明的方法，焦化进料在焦化加热炉中加热至焦化温度后，在焦炭塔中生成焦炭和焦化油气。焦化油气经分馏，得到焦化气体和液体产物。所述液体产物一般包括焦化汽油、焦化柴油和焦化蜡油。液体产物可以输出，也可以将部分液体产物作为循环油使用，剩余部分液体产物输出。所述焦化气体可以进一步分离成为焦化干气和焦化液化气。可以采用常规方法将焦化气体分离成为焦化干气和焦化液化气，如通过吸收稳定将焦化气体分离成为焦化干气和焦化液化气。根据本发明的方法，部分分离出的焦化干气循环至步骤(1)中，与焦化原料以及可选的循环油一起在焦化加热炉中进行加热。

采用本发明的方法进行延迟焦化，一方面能有效地提高液体产品收率，另一方面还能有效地降低焦化加热炉的结焦趋势，特别适于对劣质原料进行延迟焦化。根据本发明的方法，将延迟焦化过程产生的焦化干气部分循环，无需从外部额外引入氢气，不仅不会增加操作的复杂性，而且能显著降低运行成本。根据本发明的方法，无需在焦化加热炉中引入催化剂，因而不会在生成的焦炭中引入额外的金属成分，从而不会对生产的焦炭的质量产生不利影响；并且，也避免了由于催化剂而加剧焦化加热炉炉管结焦。

以下结合实施例详细说明，但并不因此限制本发明的范围。

实施例1-8用于说明本发明的方法。

实施例1

本实施例中使用的焦化原料为减压渣油，其性质在表1中列出。

(1)将焦化原料、焦化干气、循环油和水蒸汽(即，注水)送入焦化加热炉中加热至焦化温度，然后送入焦炭塔中生成焦炭和焦化油气。其中，将全部焦化干气从焦化加热炉的入口处送入焦化加热炉中(即，将全部焦化干气送入焦化加热炉的对流段中)。

(2)将焦化油气送入分馏塔中进行分馏，得到焦化气体、焦化汽油、焦化柴油和焦化蜡油。焦化气体通过吸收稳定系统分离成为焦化干气和焦化液化气。将部分焦化干气循环至步骤(1)中，将部分馏程大于480℃的液体产物循环。

具体操作条件以及得到的产品分布在表2中列出。

表1

实施例2

采用与实施例1相同的方法进行延迟焦化，不同的是，步骤(1)中，按照表2的比例将焦化干气分别送入焦化加热炉的对流段和辐射段中。

具体操作条件以及得到的产品分布在表2中列出。

实施例3

采用与实施例1相同的方法进行延迟焦化，不同的是，步骤(1)中，按照表2的比例将焦化干气分别送入焦化加热炉的对流段和辐射段中。

具体操作条件以及得到的产品分布在表2中列出。

实施例4

采用与实施例1相同的方法进行延迟焦化，不同的是，步骤(1)中，将全部焦化干气送入焦化加热炉的辐射段中。

具体操作条件以及得到的产品分布在表2中列出。

对比例1

采用与实施例1相同的方法进行延迟焦化，不同的是，不将焦化干气循环(即，焦化进料中不含有焦化干气)。

具体操作条件以及得到的产品分布在表2中列出。

对比例2

采用与实施例1相同的方法进行延迟焦化，不同的是，将焦化进料中的焦化干气用等量的氢气代替，并按表2的比例分别送入对流段和辐射段中。

具体操作条件以及得到的产品分布在表2中列出。

将实施例1-4与对比例1进行比较可以看出，采用本发明的方法，能够有效地提高液体产物收率。具体地，实施例1的液体产物收率为51.26重量％，对比例1的液体产物收率为50.66重量％，按照装置的处理量为100万吨/年计算，与采用对比例1的方法相比，采用实施例1的方法，液体产物的产量可以提高6000吨/年。尽管对比例2的液体产物收率为52.51重量％，但是对比例2采用氢气，与实施例1相比，成本提高了5％。

将实施例1-4进行比较可以看出，通过控制焦化干气的注入位置以及在不同位置的注入量，一方面能够进一步提高液体产物收率，另一方面能够明显降低加热炉炉管的结焦量，从而延长加热炉的清焦周期，降低运行成本，延长加热炉的总使用寿命。

表2

¹：注入对流段的氢气的量；²：注入辐射段的氢气的量；

³：以按照对比例1的方法运行1年后加热炉炉管的结焦量为基准；

⁴：相对于100重量份焦化原料。

实施例5

本实施例使用的焦化原料为减压渣油和脱油沥青的混合油(减压渣油的含量为85重量％)，其性质在表3中列出。

(1)将焦化原料、焦化干气、循环油和水蒸汽送入焦化加热炉中加热至焦化温度，然后送入焦炭塔中生成焦炭和焦化油气。其中，焦化干气按照表4给出的比例分别注入焦化加热炉的对流段和辐射段。

(2)将焦化油气送入分馏塔中进行分馏，得到焦化气体、焦化汽油、焦化柴油和焦化蜡油。焦化气体通过吸收稳定系统分离成为焦化干气和焦化液化气。将部分焦化干气循环至步骤(1)中，将部分馏程大于480℃的液体产物循环。

具体操作条件以及得到的产品分布在表4中列出。

实施例6

采用与实施例5相同的方法进行延迟焦化，不同的是，步骤(1)中，按照表4的比例将焦化干气分别送入焦化加热炉的对流段和辐射段中。

具体操作条件以及得到的产品分布在表4中列出。

表3

表4

¹：相对于100重量份焦化原料

实施例7

本实施例使用的焦化原料为减压渣油和催化裂化油浆的混合油(减压渣油的含量为95重量％)，其性质在表5中列出。

(1)将焦化原料、焦化干气、循环油和水蒸汽送入焦化加热炉中加热至焦化温度，然后送入焦炭塔中生成焦炭和焦化油气。其中，焦化干气按照表6给出的比例分别注入焦化加热炉的对流段和辐射段。

(2)将焦化油气送入分馏塔中进行分馏，得到焦化气体、焦化汽油、焦化柴油和焦化蜡油。焦化气体通过吸收稳定系统分离成为焦化干气和焦化液化气。将部分焦化干气循环至步骤(1)中，将部分馏程大于480℃的液体产物循环。

具体操作条件以及得到的产品分布在表6中列出。

实施例8

采用与实施例7相同的方法进行延迟焦化，不同的是，步骤(1)中，按照表6的比例将焦化干气分别送入焦化加热炉的对流段和辐射段中。

具体操作条件以及得到的产品分布在表6中列出。

表5

表6

¹：相对于100重量份焦化原料

实施例5-8的结果证实，采用本发明的方法对劣质原料进行延迟焦化，能有效地提高液体产品的收率，同时还能降低焦化加热炉炉管的结焦趋势。

Claims (11)

1.一种延迟焦化方法，该方法包括以下步骤：

(1)将焦化进料在焦化加热炉中加热至焦化温度后，送入焦炭塔中生成焦炭和焦化油气，所述焦化进料含有焦化原料、焦化干气以及可选的循环油；

(2)从焦化油气中分离出焦化干气；

其中，所述焦化进料中的焦化干气来自于在步骤(2)中分离出的焦化干气。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，相对于100重量份焦化原料，所述焦化干气的用量为0.5-5重量份。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，相对于100重量份焦化原料，所述焦化干气的用量为1-3重量份。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，步骤(1)中，将部分焦化干气送入焦化加热炉的对流段中，将剩余部分焦化干气送入焦化加热炉的辐射段中。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，以焦化进料中的焦化干气的总量为基准，送入对流段的焦化干气的量为10-30重量％，送入辐射段的焦化干气的量为70-90重量％。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，以焦化进料中的焦化干气的总量为基准，送入对流段的焦化干气的量为15-25重量％，送入辐射段的焦化干气的量为75-85重量％。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述焦化加热炉的出口温度在485-550℃的范围内；以表压计，所述焦化塔的塔顶压力在0.05-0.3MPa的范围；循环比为0-1。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述焦化加热炉的出口温度在490-530℃的范围内；以表压计，所述焦化塔的塔顶压力在0.1-0.2MPa的范围内；循环比为0-0.4。

9.根据权利要求1-3和7-8中任意一项所述的方法，其中，所述焦化原料的硫含量为2.5-8重量％。

10.根据权利要求1-3和7-9中任意一项所述的方法，其中，所述焦化原料的残炭含量为15-50重量％。

11.根据权利要求1-3和7-10中任意一项所述的方法，其中，所述焦化原料为减压渣油、石油沥青、稠油、重馏分油、催化油浆和乙烯渣油中的一种或两种以上。