CN108504386B - 基于小分子烃活化强化的重油固体热载体毫秒热解工艺 - Google Patents

基于小分子烃活化强化的重油固体热载体毫秒热解工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供基于小分子烃活化强化的重油固体热载体毫秒热解工艺，热解干气在小分子烃活化器中与从返料控制器流下的高温固体热载体混合和解离活化后，一起流入下行反应管顶部；用高效雾化喷嘴将预热的重油从下行反应管进料口喷入下行反应管上部，油雾与高温热载体和活化小分子烃毫秒混合、加热、汽化和强化热解；油气和待生固体热载体向下高速顺流到下行反应管底部进行气固分离；油气进分馏塔分离，油浆返回与重油混合循环使用，其他作为产品输出；结焦待生热载体进入再生反应器下部发生再生反应，再生气和高温热载体在再生反应器顶部进行气固分离；高温热载体经返料控制器流入下行反应管顶部参与循环、裂解重油，再生气换热后作为产品输出。

Description

基于小分子烃活化强化的重油固体热载体毫秒热解工艺
1.技术领域
本发明提供基于小分子烃活化强化的重油固体热载体毫秒热解工艺，属于重油加工领域。
2.背景技术
重油轻质化是当今世界各国石油加工的重要课题之一。我国大部分原油中渣油含量高，轻质油含量低，加之近年来一些重质油(稠油)产量不断增长和部分国外重质原油的引进使重油轻质化问题更为突出。重油加工方法常有催化裂化、溶剂脱沥青、减粘、焦化、热裂化、重油加氢等方法，总的说来，不外乎加氢和脱碳两大类，其中重油脱碳加工是当今石油炼制的主要方式，脱出碳的合理利用一直未得到很好解决。在重油固相载体循环裂解工艺中主要有重油催化裂解、灵活焦化、流化焦化、重油流化改质等。重油催化裂化除得到的目的产物(汽柴油和烯烃化工原料)外，脱除的残碳在再生器中燃烧放热，一部分加热催化剂作为裂解的热源，一部分用取热器取热产生蒸汽外送或发电，反应温度较低约500℃－650℃，对重油原料的残碳和重金属含量要求较高，劣质重油难以满足要求；劣质重油灵活焦化和流化焦化反应温度低，约450℃－600℃，主要是生产焦化汽油、柴油和用作催化原料的焦化蜡油，焦碳燃烧部分循环作为热载体、部分气化产生合成气，但裂解时间过长，轻质油收率较低；劣质重油流化改质 (如恩格哈德开发的ART工艺、洛阳石化设计院的HCC工艺等)采用与重油催化裂化工艺相似的循环流化床技术，反应温度约400℃－600℃，裂解时间短，轻质油收率较高，但由于脱除残炭量过大，外取热设计困难而限制了推广应用。
另外在重油热解过程中存在裂化反应和缩聚反应，由于重油缩聚反应再生成焦炭前驱物时生成大量氢和小分子烃自由基，通过小分子烃活化提前引入大量的小分子烃自由基能够有效的抑制缩聚反应，调控与强化重油热解反应，大幅度提高重油热解液体收率、选择性和经济效益。
如何最大化清洁高效利用好重油资源实现轻质化已成为我国石油工作者迫待解决的重大课题。
3.发明内容
本发明的目的就是为了克服现有重油加工技术存在的不足而开发出一种基于小分子烃活化强化的重油固体热载体毫秒热解工艺，大幅度提高重油热解液体收率、选择性和经济效益。
本发明的技术方案：
本发明的目的是通过固体热载体循环、下行床反应和小分子烃活化自由基强化重油毫秒热解，一直缩聚反应，大幅度提高轻质油品收率，结焦后的固体热载体燃烧或气化再生，从而实现重油高效高液收清洁加工。其特征是部分循环回来的热解干气在小分子烃活化器中与从返料控制器流下的650℃-1200℃高温固体热载体混合和解离活化后，活化小分子烃与高温固体热载体一起流入下行反应管顶部；用高效雾化喷嘴将预热到150℃-350℃的重油从下行反应管进料口喷入下行反应管上部，油雾与高温固体热载体和活化小分子烃毫秒混合、加热、汽化和强化热解，反应温度为500-850℃；油气和结焦待生固体热载体向下高速顺流到下行反应管底部的气固快速分离器进行气固分离；油气进分馏塔激冷与分离，油浆返回与重油混合循环使用，部分热解干气返回到小分子活化器，其他热解汽柴油和液化气以及剩余热解干气作为中间产品输出；结焦待生固体热载体通过流量调控器进入再生反应器下部与再生剂发生燃烧反应，反应温度为680℃-1250℃，再生气和高温固体热载体在再生反应器顶部的气固分离器中进行气固分离；高温固体热载体按1～14的载体油比经返料控制器流入下行反应管顶部参与循环、裂解重油，再生气换热后输出。
再生剂为氧化剂与水蒸气的混合物或氧化剂，氧化剂为氧气、空气和富氧空气中的一种。
固体热载体为半焦微球、氧化铝微球、铝酸钙多孔微球、镁铝尖晶石多孔微球、硅酸铝多孔微球、硅酸钙多孔微球、硅酸镁多孔微球、负载碱金属或/和碱土金属的多孔微球载体中一种或多种的混合物。
气固分离器为惯性分离器、卧式旋风分离器、立式旋风器中一种或多种的组合。
再生气为合成气或烟气。
本发明将实施例来详细叙述本发明的特点。
4.附图说明
附图1为本发明的工艺示意图。
附图的图面设明如下：
1.气固分离器，2.返料控制器，3.高效雾化喷嘴，4.下行反应管，5.气固快速分离器，6.热解气出口， 7.流量调控器，8分馏塔.，9.再生剂入口，10.再生反应器，11.换热器，12.再生气出口，13.小分子烃活化器。
下面结合附图和实施例来详述本发明的工艺特点。
5.具体实施方式
实施例1，部分循环回来的热解干气在小分子烃活化器(13)中与从返料控制器(2)流下的650℃ -1200℃高温固体热载体混合和解离活化后，活化小分子烃与高温固体热载体一起流入下行反应管(4) 顶部；用高效雾化喷嘴(3)将预热到150℃-350℃的的重油从下行反应管(4)进料口喷入下行反应管 (4)上部，油雾与高温固体热载体和活化小分子烃毫秒混合、加热、汽化和强化热解，反应温度为 500-850℃；油气和结焦待生固体热载体向下高速顺流到下行反应管(4)底部的气固快速分离器(5) 进行气固分离；油气进分馏塔(8)激冷与分离，油浆返回与重油混合循环使用，部分热解干气返回到小分子活化器，其他热解汽柴油和液化气以及剩余热解干气作为中间产品输出；结焦待生固体热载体通过流量调控器(7)进入再生反应器(10)下部与再生剂发生燃烧反应，反应温度为680℃-1250℃，再生气和高温固体热载体在再生反应器(10)顶部的气固分离器(1)中进行气固分离；高温固体热载体按1～14的载体油比经返料控制器(2)流入下行反应管(4)顶部参与循环、裂解重油，再生气经过换热器(11)换热后从再生气出口(12)输出。
本发明所提供的基于小分子烃活化强化的重油固体热载体毫秒热解工艺，通过固体热载体循环、下行床反应和小分子烃活化，利用高温固体热载体和小分子烃自由基强化毫秒热解残碳含量15％的重油生产轻质油品，轻质油收率相对提高10个百分点以上，设备体积小，钢材耗量低，固定投资大大降低；常压操作简单，开停车方便，连续性好，油种适应性强。

Claims (5)

1.基于小分子烃活化强化的重油固体热载体毫秒热解工艺，其技术特征是部分循环回来的热解干气在小分子烃活化器中与从返料控制器流下的650℃-1200℃高温固体热载体混合和解离活化后，活化小分子烃与高温固体热载体一起流入下行反应管顶部；用高效雾化喷嘴将预热到150℃-350℃的的重油从下行反应管进料口喷入下行反应管上部，油雾与高温固体热载体和活化小分子烃毫秒混合、加热、汽化和强化热解，反应温度为500-850℃；油气和结焦待生固体热载体向下高速顺流到下行反应管底部的气固快速分离器进行气固分离；油气进分馏塔激冷与分离，油浆返回与重油混合循环使用，部分热解干气返回到小分子活化器，其他热解汽柴油和液化气以及剩余热解干气作为中间产品输出；结焦待生固体热载体通过流量调控器进入再生反应器下部与再生剂发生燃烧反应，反应温度为680℃-1250℃，再生气和高温固体热载体在再生反应器顶部的气固分离器中进行气固分离；高温固体热载体按1～14的载体油比经返料控制器流入下行反应管顶部参与循环、裂解重油，再生气换热后输出。
2.根据权利要求1所提述的基于小分子烃活化强化的重油固体热载体毫秒热解工艺，其特征在于再生剂为氧化剂与水蒸气的混合物或氧化剂，氧化剂为氧气、空气和富氧空气中的一种。
3.根据权利要求1所提述的基于小分子烃活化强化的重油固体热载体毫秒热解工艺，其特征在于固体热载体为半焦微球、氧化铝微球、铝酸钙多孔微球、镁铝尖晶石多孔微球、硅酸铝多孔微球、硅酸钙多孔微球、硅酸镁多孔微球、负载碱金属或/和碱土金属的多孔微球载体中一种或多种的混合物。
4.根据权利要求1所提述的基于小分子烃活化强化的重油固体热载体毫秒热解工艺，其特征在于气固分离器为惯性分离器、卧式旋风分离器、立式旋风器中一种或多种的组合。
5.根据权利要求1所提述的基于小分子烃活化强化的重油固体热载体毫秒热解工艺，其特征在于再生气为合成气或烟气。
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