CN107541249B - 一种劣质重油轻质化组合工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种劣质重油轻质化组合加工工艺，劣质重油包括但不局限于稠原油、常压渣油、减压渣油、催化裂化油浆、脱沥青油、减粘重油、焦化重油、页岩油、油砂沥青油中的一种或几种组成。本发明劣质重油轻质化组合加工工艺将悬浮床临氢热裂解、溶剂脱沥青、沸腾床加氢裂化、催化裂化、固定床加氢进行有机结合，充分发挥了每种工艺的优点，并达到协同效果，能最大程度地将劣质重油“吃干榨尽”，又能有效延长装置运转周期，提高产品质量，从而实现劣质重油的轻质化。
Description
技术领域
本发明涉及油品生产方法，尤其是涉及劣质重油轻质化的方法。
背景技术
随着原油重质化、劣质化趋势的加剧，市场对轻质油品需求的不断增加以及环保法规的日益严格，劣质重油的高效转化和清洁利用已成为世界炼油工业关注的焦点。如何用最少的原油来获取最大量的轻质油品和石油化工原料是石油加工业面临的紧迫任务，劣质重油加工是炼厂发展面临的一个重要战略问题，也是规避石油资源风险的一项重要而且有效的措施。
目前劣质重油的主要加工方法有：催化裂化、渣油加氢、延迟焦化、减粘裂化、溶剂脱沥青等方法或组合方法。劣质重油中硫、氮、金属杂质含量越来越高，用现有的加工方法处理起来都有不足之处；另一方面，页岩油、油砂油、沥青、合成油等劣质能源也逐渐进入到石油炼制的行列中，需要合适的加工方法来处理这些储量极大的能源，以生产更多的轻质油品来缓解社会发展的需求。
世界上劣质重油加氢工艺根据反应器类型可划分为四大类，即固定床、沸腾床、移动床和悬浮床加氢，已工业化的有固定床、沸腾床和移动床3种。悬浮床加氢技术是劣质重油轻质化的重要方法之一，其主要优点是对原料油的适应性广，转化率高，化学氢耗低，反应器结构简单，装置投资低等；但悬浮床生焦量大，易于发生反应器堵塞等问题，无法长周期稳定运行，且悬浮床加氢裂化产品质量差，需二次加工。沸腾床加氢技术由于反应器内温度均匀、运转周期长、装置操作灵活，在工业应用中得到了越来越多的关注；但单一的沸腾床加氢技术若达到高转化率，成本高，安全风险大，不能从真正意义上将劣质重油“吃干榨尽”，经济上也不是较佳选择，不利于经济效益最大化。固定床加氢技术最成熟，装置投资低，产品质量好，但对进料油油品质量要求较苛刻。
通过将悬浮床、沸腾床和固定床3种加氢工艺组合来加工劣质重油，即能最大程度将劣质重油“吃干榨尽”，又能有效延长装置运转周期，提高产品质量，从而实现劣质重油的轻质化。
CN 101724449A公开了一种重油改质组合加工方法，将悬浮床加氢裂化和超临界处理有机结合，充分发挥了两种工艺的优点，并达到协同配合的效果，降低了结焦倾向，提高了脱除杂质的能力；但未提出悬浮床加氢裂化产物和超临界处理产物油如何进行深加工，且这两种产物油性质较差、含有固体颗粒(悬浮床生焦)，会影响后继深加工。
CN 00123992.9公开了一种采用多金属液体催化剂的常压重油悬浮床加氢新工艺，可以用在重油等加氢处理上，但仍有一定比例的未转化的尾油存在，未转化尾油难以进一步加工利用，且加入高分散的多金属催化剂，难于分离，给后继工作带来困难。
CN 101942324A公开了一种重油悬浮床加氢方法，将水溶性催化剂直接分散到重油原料中，与氢气混合后进入悬浮床加氢反应器进行加氢裂化反应，有效地提高了加氢改质反应效果，抑制焦炭生成，提高中间馏分油的收率；但未考虑悬浮床反应产物的深加工问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种劣质重油轻质化方法，既可有效脱除劣质重油中的杂质，生产出优质轻质油品，又能将劣质重油“吃干榨尽”，从而最大程度的利用劣质重油，提高轻质油品收率。
本发明所述的劣质重油轻质化组合工艺，包括以下步骤：
(1)劣质重油原料与悬浮床加氢催化剂、氢气混合后进入悬浮床反应器进行反应，反应产物经热高压分离器闪蒸分离后，气相产物主要为轻烃气体、汽油组分、柴油组分和部分轻质蜡油组分，将热高分气换热降温后送至固定床在线精制反应器，热高分油减压后进入减压塔进行分离，得到悬浮床减压蜡油和悬浮床加氢尾油，悬浮床减压蜡油送至沸腾床加氢反应器，悬浮床加氢尾油送至溶剂脱沥青装置；
(2)来自减压蒸馏塔的悬浮床加氢尾油与溶剂油混合后，送至溶剂脱沥青装置进行萃取分离，最终分离出溶剂油、脱沥青油和脱油沥青，溶剂油循环使用；
(3)来自减压蒸馏塔的减压蜡油产物、来自溶剂脱沥青装置的脱沥青油、来自FCC装置的催化油浆一起与氢气混合后进入沸腾床反应器进行反应，反应产物经热高压分离器分离后，热高分气换热降温后与悬浮床热高分气一起送至固定床在线精制反应器进行加氢反应，热高分油减压后至减压塔，分馏出沸腾床减压蜡油和沸腾床加氢尾油，沸腾床减压蜡油送至固定床加氢裂化反应器进行反应，沸腾床加氢尾油送至FCC装置；
(4)来自沸腾床加氢装置减压塔的沸腾床加氢尾油进入FCC装置，生成粗汽油、轻柴油、重柴油和催化油浆；粗汽油、轻柴油和重柴油送至固定床加氢精制反应器，催化油浆返回沸腾床加氢反应器进行回炼；
(5)来自固定床加氢裂化反应器的产物，与来自FCC装置的粗汽油、轻柴油、重柴油一起进入固定床加氢精制反应器进行反应，固定床加氢精制产物与在线精制产物一起进入产品分离系统，分馏出合格的石脑油、柴油和固定床加氢尾油产品，固定床加氢尾油再循环回固定床加氢裂化装置进行回炼。
本发明一种劣质重油轻质化组合加工工艺中，所述的劣质重油为稠原油、常压渣油、减压渣油、催化裂化油浆、脱沥青油、减粘重油、焦化重油、页岩油、油砂沥青油中的一种或几种组成，所述重油360℃以上馏分占50％以上，优选360℃以上馏分占70％以上。
本发明一种劣质重油轻质化组合加工工艺中，所述的悬浮床加氢催化剂为Ni-Co-Mo基水溶性催化剂或Ni-Co-Mo基油溶性催化剂；所述的悬浮床反应条件为：反应压力8～20MPa、反应温度400～460℃、体积空速0.5～2.0h-1、氢油比500～1200、催化剂用量50～2000ppm；所述减压塔的悬浮床减压蜡油和悬浮床加氢尾油的切割温度为420～550℃，优选切割温度为460～520℃。
本发明一种劣质重油轻质化组合加工工艺中，所述的溶剂脱沥青装置的操作条件为：所述的溶剂油为丙烷、丁烷、戊烷等低分子烷烃。
本发明一种劣质重油轻质化组合加工工艺中，所述的沸腾床加氢催化剂为非贵金属的条形或微球型催化剂，优选Ni-Mo基微球型催化剂；所述沸腾床加氢反应条件为：反应压力8～20MPa、反应温度340～420℃、体积空速0.5～2.0h-1、氢油比400～1000；所述减压塔的沸腾床减压蜡油和沸腾床加氢尾油的切割温度为420～540℃，优选切割温度为420～520℃。
本发明一种劣质重油轻质化组合加工工艺中，所述的固定床在线加氢精制反应条件为：反应压力3～20MPa、反应温度280～350℃、体积空速0.5～4.0h-1，无需循环氢。
本发明一种劣质重油轻质化组合加工工艺中，所述的FCC装置的操作条件为：反应温度460～550℃、反应压力0.2～0.5MPa。
本发明一种劣质重油轻质化组合加工工艺中，所述的固定床加氢精制反应条件为：反应压力6～20MPa、反应温度340～420℃、体积空速0.5～3.0h-1、氢油比300～600；所述的固定床加氢裂化反应条件为：反应压力6～20MPa、反应温度360～420℃、体积空速0.5～3.0h-1、氢油比600～1200。
本发明一种劣质重油轻质化组合加工工艺中，所述的柴油和尾油的切割温度为300～380℃，优选340～360℃。
本发明一种劣质重油轻质化组合加工工艺中，将悬浮床、沸腾床、固定床、溶剂脱沥青、FCC装置进行有机结合，最大程度将劣质重油原料“吃干榨尽”，有效延长装置运转周期，提高产品质量，从而实现劣质重油的轻质化。与单独采用悬浮床加氢裂化的工艺相比，本组合工艺中悬浮床的反应条件可以得到缓和，这将有效地保证悬浮床加氢装置的长周期稳定运转，并将悬浮床的尾油再进溶剂脱沥青装置中进一步处理，达到充分利用原料的目的。
由于来自悬浮床产物的热高分油、来自溶剂脱沥青装置的脱沥青油、来自FCC装置的催化油浆均含有不同程度的固体颗粒，所以采用沸腾床对这些油品进行加氢，可有效脱除油品中的金属离子、胶质沥青质、杂原子和固体颗粒，可以允许处理更劣质的重油原料。
附图说明
图1马瑞常渣原料性质；
图2孤岛减渣原料性质；
图3实施例实验结果及部分产品性质对比表；
图4是本发明劣质重油轻质化组合加工工艺的一种具体工艺流程框图；
图中1为新氢；2为新氢压缩机；3为劣质重油；4为原料油进料泵；5为加热炉；6为悬浮床反应器；7为悬浮床热高压分离器；8为悬浮床热低压分离器；9为悬浮床减压塔；10为悬浮床加氢尾油；11为悬浮床减压蜡油；12为沸腾床新氢；13为溶剂脱沥青装置；14为脱油沥青；15为脱沥青油；16为沸腾床反应器；17为沸腾床热高压分离器；18为热高分气冷却器；19为固定床在线精制反应器；20为冷高压分离器；21为循环氢缓冲罐；22为循环氢压缩机；23为循环氢；24为在线精制冷低分；25为沸腾床热低压分离器；26为沸腾床减压塔；27为沸腾床减压蜡油；28为沸腾床加氢尾油；29为固定床加氢裂化反应器；30为FCC装置；31为催化油浆；32为汽油、轻柴油和重柴油组分；33为固定床加氢精制；34为产品分馏塔；35为石脑油产品；36为柴油产品；37为固定床加氢尾油。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例进一步描述。
实施例-1
以马瑞常渣为原料，进行劣质重油轻质化实验。
马瑞常渣经过与常规工艺相同的过滤等处理后，加入200μg/g的Ni-Co-Mo基油溶性催化剂进行悬浮床临氢热裂解反应，反应条件为常规的工艺运转条件，反应压力16MPa、反应温度425℃、体积空速1.0h-1、氢油比600。悬浮床反应产物经热高分闪蒸后，热高分气送至固定床在线精制；热高分油减压后，进减压塔分离出减压蜡油和加氢尾油。悬浮床加氢尾油送至溶剂脱沥青装置，以丁烷、戊烷混合油(质量比1:1)为溶剂，经萃取分离出脱油沥青和脱沥青油。
悬浮床减压蜡油、脱沥青油和来自FCC装置的催化油浆与氢气混合后，进入沸腾床反应器。沸腾床反应条件为：反应压力16MPa、反应温度388℃、体积空速1.0h-1、氢油比600。沸腾床反应产物经热高分闪蒸后，热高分气送至固定床在线精制；热高分油减压后，进减压塔分离出减压蜡油和加氢尾油。来自悬浮床的热高分气和来自沸腾床的热高分气经换热冷却后，送至固定床在线精制反应器，反应条件为：反应压力15.5MPa、反应温度360℃、体积空速1.5h-1。沸腾床加氢尾油送至FCC装置进行反应，生成轻烃气体、汽油组分、柴油组分和催化油浆，催化油浆再返回沸腾床反应器进行回炼。沸腾床减压蜡油送至固定床加氢裂化反应器进行反应，固定床加氢裂化反应条件为：反应压力16MPa、反应温度395℃、体积空速1.2h-1、氢油比1200。固定床加氢裂化产物与来自FCC装置的催化油浆一起送至固定床加氢精制反应器，固定床加氢精制反应条件为：反应压力16MPa、反应温度363℃、体积空速1.5h-1、氢油比600。
来自固定床在线精制的产物和来自固定床加氢精制的产物一起进入产品分馏系统，分离出干气产品、液化气产品、石脑油产品、柴油产品和固定床加氢尾油，固定床加氢尾油再返回固定床加氢裂化反应器进行回炼。
马瑞常渣的原料性质如图1所示。
实施例-2
以孤岛减渣为原料，进行劣质重油轻质化实验。
孤岛减渣经过与常规工艺相同的过滤等处理后，加入200μg/g的Ni-Co-Mo基油溶性催化剂进行悬浮床临氢热裂解反应，反应条件为常规的工艺运转条件，反应压力16MPa、反应温度425℃、体积空速1.0h-1、氢油比600。悬浮床反应产物经热高分闪蒸后，热高分气送至固定床在线精制；热高分油减压后，进减压塔分离出减压蜡油和加氢尾油。悬浮床加氢尾油送至溶剂脱沥青装置，以丁烷、戊烷混合油(质量比1:1)为溶剂，经萃取分离出脱油沥青和脱沥青油。
悬浮床减压蜡油、脱沥青油和来自FCC装置的催化油浆与氢气混合后，进入沸腾床反应器。沸腾床反应条件为：反应压力16MPa、反应温度388℃、体积空速1.0h-1、氢油比600。沸腾床反应产物经热高分闪蒸后，热高分气送至固定床在线精制；热高分油减压后，进减压塔分离出减压蜡油和加氢尾油。来自悬浮床的热高分气和来自沸腾床的热高分气经换热冷却后，送至固定床在线精制反应器，反应条件为：反应压力15.5MPa、反应温度360℃、体积空速1.5h-1。沸腾床加氢尾油送至FCC装置进行反应，生成轻烃气体、汽油组分、柴油组分和催化油浆，催化油浆再返回沸腾床反应器进行回炼。沸腾床减压蜡油送至固定床加氢裂化反应器进行反应，固定床加氢裂化反应条件为：反应压力16MPa、反应温度395℃、体积空速1.2h-1、氢油比1200。固定床加氢裂化产物与来自FCC装置的催化油浆一起送至固定床加氢精制反应器，固定床加氢精制反应条件为：反应压力16MPa、反应温度363℃、体积空速1.5h-1、氢油比600。
来自固定床在线精制的产物和来自固定床加氢精制的产物一起进入产品分馏系统，分离出干气产品、液化气产品、石脑油产品、柴油产品和固定床加氢尾油，固定床加氢尾油再返回固定床加氢裂化反应器进行回炼。
孤岛减渣的原料性质如图2所示。
对比例-1
以孤岛减渣为原料，采用固定床对原料油进行加工，反应条件为：反应压力15.7MPa、反应温度390℃、体积空速0.22h-1、氢油比758。原料性质如图2所示。
实施例-1、实施例-2和对比例-1的实验结果及部分产品性质的对比如图3所示。
Claims (13)
1.一种劣质重油轻质化组合工艺，其特征在于包括如下步骤：
(1)劣质重油原料与悬浮床加氢催化剂、氢气混合后进入悬浮床反应器进行反应，反应产物经热高压分离器闪蒸分离后，气相产物主要为轻烃气体、汽油组分、柴油组分和部分轻质蜡油组分，将热高分气换热降温后送至固定床在线精制反应器，热高分油减压后进入减压蒸馏塔进行分离，得到悬浮床减压蜡油和悬浮床加氢尾油，悬浮床减压蜡油送至沸腾床加氢反应器，悬浮床加氢尾油送至溶剂脱沥青装置；
(2)来自减压蒸馏塔的悬浮床加氢尾油与溶剂油混合后，送至溶剂脱沥青装置进行萃取分离，最终分离出溶剂油、脱沥青油和脱油沥青，溶剂油循环使用；
(3)来自减压蒸馏塔的减压蜡油、来自溶剂脱沥青装置的脱沥青油、来自FCC装置的催化油浆一起与氢气混合后进入沸腾床反应器进行反应，反应产物经热高压分离器分离后，热高分气换热降温后与悬浮床热高分气一起送至固定床在线精制反应器进行加氢反应，热高分油减压后至减压蒸馏塔，分馏出沸腾床减压蜡油和沸腾床加氢尾油，沸腾床减压蜡油送至固定床加氢裂化反应器进行反应，沸腾床加氢尾油送至FCC装置；
(4)沸腾床加氢尾油进入FCC装置，生成粗汽油、轻柴油、重柴油和催化油浆；粗汽油、轻柴油和重柴油送至固定床加氢精制反应器，催化油浆返回沸腾床加氢反应器进行回炼；
(5)来自固定床加氢裂化反应器的产物，与来自FCC装置的粗汽油、轻柴油、重柴油一起进入固定床加氢精制反应器进行反应，固定床加氢精制产物与固定床在线精制产物一起进入产品分离系统，分馏出合格的石脑油、柴油和固定床加氢尾油，固定床加氢尾油再循环回固定床加氢裂化装置进行回炼；
步骤(1)中所述的劣质重油为稠原油、常压渣油、减压渣油、催化裂化油浆、脱沥青油、减粘重油、焦化重油、页岩油、油砂沥青油中的一种或几种组成，所述重油360℃以上馏分占50％以上；
步骤(1)中所述的悬浮床加氢催化剂为Ni-Co-Mo基水溶性催化剂或Ni-Co-Mo基油溶性催化剂；所述的悬浮床反应条件为：反应压力8～20MPa、反应温度400～460℃、体积空速0.5～2.0h-1、氢油比500～1200、催化剂用量50～2000ppm；所述减压蒸馏塔的悬浮床减压蜡油和悬浮床加氢尾油的切割温度为420～550℃。
2.根据权利要求1所述的一种劣质重油轻质化组合工艺，其特征在于，步骤(1)中所述重油360℃以上馏分占70％以上。
3.根据权利要求1所述的一种劣质重油轻质化组合工艺，其特征在于，步骤(1)中所述减压蒸馏塔的悬浮床减压蜡油和悬浮床加氢尾油的切割温度为460-520℃。
4.根据权利要求1所述的一种劣质重油轻质化组合工艺，其特征在于，步骤(2)中所述溶剂脱沥青装置的溶剂油为低分子烷烃。
5.根据权利要求1所述的一种劣质重油轻质化组合工艺，其特征在于，步骤(3)中所述沸腾床加氢催化剂为非贵金属的条形或微球型催化剂；所述沸腾床加氢反应条件为：反应压力8～20MPa、反应温度340～420℃、体积空速0.5～2.0h-1、氢油比400～1000；所述减压蒸馏塔的沸腾床减压蜡油和沸腾床加氢尾油的切割温度为420～540℃。
6.根据权利要求5所述的一种劣质重油轻质化组合工艺，其特征在于，步骤(3)中所述沸腾床加氢催化剂为Ni-Mo基微球型催化剂。
7.根据权利要求5所述的一种劣质重油轻质化组合工艺，其特征在于，步骤(3)中所述减压蒸馏塔的沸腾床减压蜡油和沸腾床加氢尾油的切割温度为420-520℃。
8.根据权利要求1所述的一种劣质重油轻质化组合工艺，其特征在于，步骤(3)中所述固定床在线精制反应条件为：反应压力3～20MPa、反应温度280～350℃、体积空速0.5～4.0h-1，无需循环氢。
9.根据权利要求1所述的一种劣质重油轻质化组合工艺，其特征在于，步骤(3)中所述固定床加氢裂化反应条件为：反应压力6～20MPa、反应温度360～420℃、体积空速0.5～3.0h-1，氢油比600～1200。
10.根据权利要求1所述的一种劣质重油轻质化组合工艺，其特征在于，步骤(4)中所述FCC装置的操作条件为：反应温度460～550℃、反应压力0.2～0.5MPa。
11.根据权利要求1所述的一种劣质重油轻质化组合工艺，其特征在于，步骤(5)中所述固定床加氢精制反应条件为：反应压力6～20MPa、反应温度340～420℃、体积空速0.5～3.0h-1、氢油比300～600。
12.根据权利要求1所述的一种劣质重油轻质化组合工艺，其特征在于，步骤(5)中所述产品分离系统中柴油和固定床加氢尾油的切割温度为300～380℃。
13.根据权利要求12所述的一种劣质重油轻质化组合工艺，其特征在于，步骤(5)中所述产品分离系统中柴油和固定床加氢尾油的切割温度为340-360℃。
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