CN108342219B - 一种重油及油煤加氢工艺以及其自产重馏分油的加工方法 - Google Patents

Abstract

一种重油及油煤加氢工艺以及其自产重馏分油的加工方法，将200‑520℃自产重馏分油、降粘剂与原料混合后再进行输送和加氢，所述自产重馏分油的含量占所述原料的15wt％‑35wt％，所述降粘剂含酰胺共聚物、环烷酸盐中的至少一种，所述降粘剂含量占所述原料0.2‑1wt％，混合后的粘度在80℃时为800cSt以下。本方法有效降低了原料黏度，重馏分油的用量大幅降低，对反应体系和产物基本无影响。

Description

一种重油及油煤加氢工艺以及其自产重馏分油的加工方法

技术领域

本发明涉及一种重油及油煤加氢工艺以及其自产重馏分油的加工方法，属于石油炼制和煤化工领域。

背景技术

近年来，世界石油资源日益短缺，而且石油资源的重质化和劣质化问题越来越明显，但是随着经济的快速增长，社会对石油产品的需求与日俱增。重油深加工技术不但可以有效利用石油资源，而且能够提高石油加工企业的经济效益。同时，我国是一个煤炭资源丰富的国家，如何将储量丰富而且价格低廉的煤炭资源转化成液体产品成为煤炭资源清洁利用的一个重要发展方向，目前采用的方法有煤液化技术和油煤加氢技术。

对于重油和油煤加氢工艺，存在原料重油和油煤浆的黏度高，无法在管道输送问题。目前通常降粘的方法有两个：一是通过提高温度，一是在重油中加稀油。但是实际生产中大部分工艺的装置、管道对温度有严格的要求，温度不是可以任意提高的。另外，虽然加稀油的方式降粘的效果较好，但是稀油的价格较高，加工成本高。另一方面，重油和油煤浆在加氢过程中会生成重馏分油，这部分馏分油需要被进一步轻质化加工，通常是独立设置轻质化装置，但是这样投资和物料损耗大。

发明内容

为了解决技术重油及油煤加氢工艺降粘难度大、成本高以及重馏分油处理成本高的问题，本发明提出一种重油及油煤加氢工艺以及其自产重馏分油的加工方法。

本发明的技术方案：

一种重油及油煤加氢工艺，其特征在于将200-520℃自产重馏分油、降粘剂与原料混合后再进行输送和加氢，所述自产重馏分油的含量占所述原料的15wt％-35wt％，所述降粘剂含量占所述原料的0.2-1wt％，所述降粘剂含酰胺共聚物、环烷酸盐中的至少一种，混合后的物料粘度在80℃时为800cSt以下。

油煤加氢工艺中混合后得到的混合油煤浆中的混合油中饱和分≥15wt％、链烷烃含量≤28wt％、芳烃含量≥15wt％、沥青质≤50wt％。

所述酰胺共聚物为烯类酰胺共聚物。

所述环烷酸盐为环烷酸铁或环烷酸镍。

混合后的物料首先预热至150-200℃后输送。

一种加氢工艺自产重馏分油的加工方法，其特征在于至少一部分馏分油采用上述工艺。

将一部分380-520℃自产重馏分油直接注入反应器内进行反应；将一部分200-380℃自产重馏分油和添加剂组成去除剂，疏通分离器底部、分离器与反应器间管道的结焦物和/或沉积物，所述添加剂占去除剂总质量0.2wt％-1.2wt％，所述添加剂包括占去除剂总质量0.1～0.7wt％的苯磺酸盐或环烷酸盐中的一种或几种和0.1-0.5wt％的氨基三亚甲基膦酸、二乙烯三氨五亚甲基膦酸、乙二胺四乙酸、羟基亚乙基二膦酸中的一种或几种；将一部分380-500℃自产重馏分油用作分馏塔底部的循环溶剂，所述循环溶剂在分馏塔下部形成内部循环流，往复冲刷塔壁。

所述自产重馏分油以高于进入部位0.1-1MPa的压力进入，与原流体流速方向成60-180℃角进入。

本发明的有益技术效果：

本发明分别针对重油加氢工艺的原料重油和油煤加氢工艺的原料油煤浆，通过混合200-520℃自产重馏分油和降粘剂，一方面大幅降低原料的粘度，易于在管道中输送而不沉降，而且降粘剂的加入也大幅的降低了重馏分油的用量为15wt％-35wt％，使得装置内自产的重馏分油单独加入可以满足原料降粘要求，原料性能稳定，相对于加入稀油，极大的降低了成本；另一方面使重馏分油不出装置得到轻质化，减少重质油再加工装置，优化装置性能，降低成本。而且少量降粘剂可以在反应器内加氢裂化，不会对反应体系以及反应产物带来影响。另外，重馏分油的加入还能够提高原料的性能，特别是对于油煤加氢工艺，可以提高原料油对煤粉的供氢和承载能力，从而加快反应速率。

对于重馏分油来说，单纯与原料重油或油煤浆混合来降粘，只有加入量大概为60％-70wt％时才可以起到较明显的降粘效果，重馏分油加入量太大。而在实际生产中，自产重馏分油的产量是非常有限的，通常无法满足这个需求，造成产物不稳定或者成本高的缺陷。同样的，单独加入降粘剂，其加入量也会较大，而且造成对反应产物的污染。而本方法将重馏分油和降粘剂结合，意料之外的使得二者的加入量均大幅减小，既不存在成本问题，也不存在污染问题。

优选的，所述混合油煤浆中的混合油中饱和分≥15wt％、链烷烃含量≤28wt％、芳烃含量≥15wt％、沥青质≤50wt％，从而能够大大提高原料油对煤粉的供氢和承载能力，提高油煤转化率。

混合后的物料只需要预热至150-200℃后即可在管道中输送，而现有技术需要加热至220-300℃才能输送，因此本发明通过混合重质馏分油以及降粘剂极大降低了原料黏度和输送条件，在较低温度下可完成输送。

本发明的重质馏分油的加工方法可以如上述方法用于原料降粘并加氢反应，也可以根据馏分油的性质，在不同位置补入。优选的，将一部分380-520℃馏分油直接注入反应器内进行反应，利用馏分油本身的热量而无需额外加热，节省工序和能源；将一部分200-380℃自产馏分油和添加剂组成的去除剂用于疏通分离器底部、分离器与反应器间管道的结焦物和/或沉积物，添加剂可以分解或驱散结焦物，加速疏通，并通过主要成分—通过研究精选的具有针对性的200-380℃馏分油的流动和溶解作用将结焦物或缩合物以及沉积物带走而完成疏通，二者相互促进，可有效控制和预防结焦物和沉积物的产生，疏通效果显著；将一部分380-500℃自产重馏分油用作分馏塔底部的循环溶剂，在分馏塔下部形成内部循环流，往复冲刷塔壁，能够将塔器内壁的附作物及时清理下来，使塔器得到长周期稳定运行。

具体实施方式

实施例1

本实施例为重油加氢工艺，原料重油性质见表1，催化剂为Mo-Ni系油溶性催化剂，添加量为0.09wt％。

加氢工艺条件：空速＝0.5h^-1，反应温度T＝450℃，实验压力P＝19MPa，氢油比(V：V)＝1200:1，硫化剂/进料油煤浆：2.5/100(wt)，硫化剂采用二甲基二硫醚；浆态床化学耗氢量(氢气/进料)：4.5/100(wt)。

将上述工艺中自产的370-520℃重馏分油与降粘剂和原料重油混合得到混合油用于重油加氢工艺的原料，所述混合油的粘度在80℃时为600cSt。其中自产重馏分油用量占混合油的15wt％，降粘剂的用量占混合油的0.2wt％，降粘剂为聚丙烯酰胺。然后将混合油与催化剂混合，加热至150℃混合一定时间后使催化剂在反应物料中的浓度达到均一状态，在150℃下通过原料油输送泵和管道输送至渣油加热炉，在加热炉内将其加热至反应温度450℃，并于加热后的氢气混合，升压至19MPa后，进入加氢反应器在上述加氢工艺条件下进行加氢反应得到产物。

表1.原料重油性质表

实施例2

本实施例与实施例1区别为自产重馏分油用量占混合油的20wt％，降粘剂的用量占混合油的0.6wt％，所述混合油的粘度在80℃时为500cSt。同时将一部分380-520℃馏分油直接注入反应器内进行反应得到产物油。

实施例3

本实施例为油煤混合加氢工艺，原料为油煤浆，其中重油的性质见表1，煤的性质见表2，催化剂为Mo-Ni系油溶性催化剂，添加量为0.09wt％。

加氢工艺条件为：空速＝0.5h^-1，反应温度T＝450℃，实验压力P＝19MPa，氢油比(V：V)＝1200:1，油/煤进料质量比＝9:10；硫化剂/进料油煤浆：2.5/100(wt)，硫化剂采用二甲基二硫醚；浆态床化学耗氢量(氢气/进料)：4.5/100(wt)。

将上述工艺中自产的370-520℃重馏分油与降粘剂和原料油煤浆混合得到混合油煤浆作为油煤混合加氢工艺的原料，所述混合油煤浆的粘度在80℃时为620cSt以下。其中自产重馏分油用量为占混合油煤浆的35％，降粘剂的用量为占混合油煤浆的1wt％，降粘剂为聚丙烯酰胺，其中混合油煤浆中混合有Mo-Ni的油溶性催化剂。所述混合油煤浆加热至200℃混合一定时间，在200℃下通过原料输送泵和管道输送至油煤加热炉，在加热炉内加热至反应温度450℃，升压至19MPa后，再与氢气混合，进入加氢反应器在上述加氢条件下进行反应得到产物。

表2.煤粉性质

项目	单位	数值
			工业分析	％
空气干燥基水分	Mad	9.56
			干基灰分	Ad	9.03
干燥无灰基挥发分	Vdaf	47.47
			干基固定炭	FCd	42.53
元素分析	％
			碳含量	Car	39.71
	Cd	60.26
				Cdaf	72.62
氢含量	Har	2.59
				Hd	3.93
	Hdaf	4.74
			氮含量	Nar	0.62
	Nd	0.94
				Ndaf	1.13
硫含量	St,ar	1
				Sd	1.52
	Sdaf
			氧含量	Oar	10.79
	Od	16.37
				Odaf
可磨性	HGI	50

实施例4

本实施例与实施例3不同的是在装置运行一段时间后，根据具体情况，将一部分200-380℃自产馏分油和降粘剂作为去除剂疏通分离器底部、分离器与反应器间管道的结焦物和/或沉积物。

例如，为了避免结焦物和煤粉沉积物造成的堵塞问题，尤其是煤粉沉积，在反应器底部设置疏通，目的是去除沉积的煤粉以及少量结焦物。在反应器底部具有粘度检和压差检测仪，测得的粘度为980cSt，压差为120KPa，则启动疏通，疏通方向为沿内壁切线方向，选用去除剂为200-380℃馏分油以及0.5wt％的环烷酸盐和0.1wt％的氨基三亚甲基膦酸，疏通速度为15m/s，疏通温度为450℃，当介质粘度降至500cSt后，疏通速度降至9m/s。其中200-380℃馏分油分子量适中，在反应器的高温高压环境下不会短时间内裂解为气体，同时也不会缩合形成结焦物；添加剂中的环烷酸盐能够与结焦物的母体缩合物或初步的结焦物发生化学反应，改变加氢工艺的副产物—缩合物的结构，降低其缩合度，使其分子量减小而无法成焦，而且环烷酸盐的极性基团与有机膦酸共同作用驱散加氢反应过程中的自由基，使自由基溶入油相中，减少副产物的生成。因此，200-380℃馏分油和添加剂共同作用，分解和阻止结焦物的产物，并冲刷和带动已经结焦的结焦物或沉积物，降低物料粘度，减少设备附着物，有效疏通，提高装置的运行周期。

另外，将一部分380-500℃自产重馏分油用作分馏塔底部的循环溶剂，在分馏塔下部形成内部循环流，往复冲刷塔壁，能够将塔器内壁的附作物及时清理下来，使塔器得到长周期稳定运行。

试验结果，实施例1-4中的反应产物中未检测到聚丙烯酰胺，也未发现其它酰胺类物质，而且产物的液体轻油收率较高、成焦率降低，因此本发明的馏分油和降粘剂在降低原料粘度的同时对产物没有影响。

结论：

从上述实施例可以看出，使用本发明的一种重油和油煤加氢工艺以及其自产重馏分油的加工方法，馏分油用量大幅降低，整体降粘效果显著，操作简便，且便于自动化控制。并且在不同位置注入不同馏分油的选择非常重要，这是提升原料性质和装置运行效能的关键。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种重油及油煤加氢工艺，其特征在于将200-520℃自产重馏分油、降粘剂与原料混合得到加氢物料后再进行输送和加氢，所述自产重馏分油的含量占所述原料的15wt％-35wt％，所述降粘剂含量占所述原料的0.2-1wt％，所述降粘剂含酰胺共聚物、环烷酸盐中的至少一种，混合后的物料粘度在80℃时为800cSt以下。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于油煤加氢工艺中混合后得到的混合油煤浆中的混合油中饱和分≥15wt％、链烷烃含量≤28wt％、芳烃含量≥15wt％、沥青质≤50wt％。

3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述酰胺共聚物为烯类酰胺共聚物。

4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述环烷酸盐为环烷酸铁或环烷酸镍。

5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于混合后的物料首先预热至150-200℃后输送。

6.一种加氢工艺自产重馏分油的加工方法，其特征在于至少一部分馏分油采用权利要求1-5任一所述的工艺。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于将一部分380-520℃自产重馏分油直接注入反应器内进行反应。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于将一部分200-380℃自产重馏分油和添加剂组成去除剂，疏通分离器底部、分离器与反应器间管道的结焦物和/或沉积物，所述添加剂占去除剂总质量0.2wt％-1.2wt％，所述添加剂包括占去除剂总质量0.1～0.7wt％的苯磺酸盐或环烷酸盐中的一种或几种和0.1-0.5wt％的氨基三亚甲基膦酸、二乙烯三氨五亚甲基膦酸、乙二胺四乙酸、羟基亚乙基二膦酸中的一种或几种。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于将一部分380-500℃自产重馏分油用作分馏塔底部的循环溶剂，所述循环溶剂在分馏塔下部形成内部循环流，往复冲刷塔壁。

10.根据权利要求7-9任一所述的方法，其特征在于所述自产重馏分油以高于进入部位0.1-1MPa的压力进入，与原流体流速方向成60-180℃角进入。