CN1094151C - 一种催化裂化油浆的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于充分利用催化裂化油浆的一种方法。催化裂化油浆经过减压蒸馏处理后，轻组分返回催化裂化装置，可降低催化原料的残炭、胶质和沥青质含量，增加液化气和汽油等产品的产率。油浆的重组分作为改性剂，与溶剂脱油沥青或氧化后的渣油调合以及与减压渣油混合后再氧化，可生产出性能优良的高等级道路沥青和普通道路沥青。

Description

一种催化裂化油浆的处理方法
本发明涉及一种催化裂化油浆的处理方法，特别是充分利用催化裂化油浆中各组分的方法。
目前，工业上炼制常压重油或大比例掺炼减压渣油的催化裂化(FCC)装置，为减少催化剂积炭、维持装置的热平衡，都不同程度地外排部分油浆。FCC油浆通常用做燃料油，价格较低。如果直接用于生产沥青产品，由于含有部分不适宜生产沥青的组分，因而会影响沥青的某些性能。如果将FCC油浆加以有效利用，将会得到很好的经济效益和社会效益。
其它利用油浆生产沥青的方法，一种是将催化裂化油浆经过催化(加Fecl3、P2O5)氧化处理后，再与脱油沥青或减压渣油混合生产重交通道路沥青，如中国专利申请94112450中公开的方法；另一种是全馏分重油催化裂化油浆经过氧化生产石油沥青(申请号94114967)，其所用的均是全馏分油浆。由于催化裂化油浆中都含有部分轻馏分，一般开口闪点低于230℃，而沥青的闪点要求不低于230℃，甚至更高。仅靠氧化或催化氧化只能将极少量的轻馏分由氧化尾气带出，不能从根本上解决由于轻馏分的存在而导致沥青闪点不合格的弊端；此外，油浆中的蜡一般分布在饱和分含量较高的轻馏分中，将全馏分油浆直接用于氧化或催化氧化并不能减少其蜡含量，因此，不宜将全馏分油浆用于生产沥青产品。
本发明的目的是提供一种充分利用催化裂化油浆、生产轻质油品及合格道路沥青的工艺方法。
本发明FCC油浆的处理方法为：
1、FCC油浆经减压蒸馏得到轻组分A和重组分B，其蒸馏温度为370～490℃，优选为390～470℃；
2、重组分B与沥青基础原料调合，重组分B的调合比例以重量计为5～50％，优选为10～40％。
3、轻组分A可以与催化裂化原料混合进FCC装置，混合比例以重量计为1～40％，轻组分A也可以用其它工艺方法处理如加氢裂化等。
本发明涉及的FCC油浆，可以是除石蜡基原油以外原油的常压渣油或掺炼减渣的重油经催化裂化装置产生的油浆，主要包括中间基、石蜡-中间基、环烷-中间基、环烷基等原油。
本发明所涉及的沥青基础原料可以由上述原油经各种途径得到的渣油和沥青，包括溶剂脱油沥青(如丙烷或丁烷等脱油沥青)、减压渣油、氧化改性的减压渣油等。溶剂脱油沥青25℃针入度为5～501/10mm，软化点为50～90℃，以及减压渣油25℃针入度为50～3501/10mm，软化点为30～50℃时比较适宜。减压渣油也可先氧化后再与改性剂调合，也可与减压渣油调合后再氧化。其氧化塔的高径比为3.5～7，氧化温度200～280℃，氧化时间2～11h，风量0.1～0.26m3/Kg.h。氧化后的减压渣油25℃针入度30～701/10mm，软化点47～70℃。
上述的FCC油浆减压蒸馏可以在一般的减压蒸馏装置上进行，得到重组分与沥青基础原料的调合温度为140～180℃，混合时间为0.5～1.5小时，并充分搅拌至混合均匀。
催化裂化(FCC)油浆经过减压蒸馏处理后，得到轻、重两个组分，轻组分以含饱和分和轻芳烃为主，重组分以含重芳烃、胶质和沥青质为主。轻组分较原FCC油浆的饱和分含量增加，胶质、沥青质的含量降低，与催化裂化原料混合后，可降低原料的残炭、胶质和沥青质含量，使汽油和液化气等产品的产率增加，气体中丙烯、丁烯产率增加，焦炭产率下降幅度较大。用重组分作为改性剂，与沥青基础原料混合后，可使沥青的四组分匹配更加合理，其性质得到大幅度改善。是生产性能优良的高等级道路沥青和普通道路沥青的有效途径之一。
以下通过实施例进一步说明本发明的方案和效果。
                              实施例1
FCC原料为新疆混合原油(中间基)生产的减压蜡油掺炼20(m)％减渣混合油。将新疆混合油FCC油浆，用通常的减压蒸馏装置进行减压蒸馏，切割至450℃。FCC油浆及其＜470℃轻馏分性质见表1。＜470℃轻馏分与原FCC油浆相比，饱和分增加而芳香分和胶质、沥青质含量降低了。随着＜470℃轻馏分掺入量增加，原料中残炭和重金属含量下降，分子量减小，饱和分和芳香分总量增加，而胶质和沥青质总量下降。这对催化裂化装置的正常操作是有利的。
                         表1  FCC油浆及其轻馏分和FCC原料的性质
FCC油浆     FCC油浆＜470℃轻馏分 FCC原料     FCC原料+1.7％＜470℃馏分   FCC原料+30％＜470℃馏分
  饱和分，m％芳香分，m％胶质+沥青质，m％     49.5941.199.22     58.9436.224.84     74.9011.4213.68     74.6211.8513.53     69.0319.1011.87
  分子量残炭，m％Fe，10-6，m％Ni，10-6，m％Cu，10-6，m％V，10-6，m％     348----     311-----     3812.058.815.510.040.70     3762.047.735.280.030.67     3671.715.993.930.060.51
用上述原料进行催化裂化，调整FCC油浆轻组分的混合比例，其结果列于表2。其中所用的装置为小型高、低并列式提升管催化裂化装置(可使反应-再生连续循环操作)。催化剂为兰州炼油化工总厂的LCS-7稀土HY型半合成分子筛催化剂。表2数据表明，随着＜470℃FCC油浆轻馏分掺入量的增加，液化气和汽油产率增加，焦炭产率大幅度下降，转化率和轻质油收率均有所提高，说明FCC油浆轻馏分裂化性能较好。另外，对裂化气和汽油的选择性提高、而减低了对柴油和焦炭的选择性。
除此之外，裂化气中干气产率下降、可增加液化气、丙烯和丁烯产率。对于汽油而言，可提高辛烷值、降低硫、氮含量。总之，FCC油浆的轻馏分适宜与新鲜原料混合作为催化裂化原料。
                                表2催化裂化试验结果
          编号   A   B    C     D
 FCC油浆＜470℃馏分，m％   0   1.7    20     30
    主要操作条件反应温度，℃再生温度，℃剂油比 5006605.8 5006606.0 5006605.9 5006605.8
    物料平衡，m％干气液化气汽油(C5～200℃)柴油(200～350℃)重油(＞350℃)焦炭损失合计 0.845.6225.0420.6441.605.52-0.74100.00 0.666.2125.4020.4441.125.48-0.69100.00 0.666.5826.5315.91(200～320℃)44.34(＞320℃)5.04-0.92100.00 0.597.0927.9319.4239.44.64-0.39100.00
    转化率，m％轻质油收率，m％   37.7645.68   38.4445.84    39.73-     40.6447.35
    产品选择性(产品产率/转化率)裂化气汽油柴油焦炭 17.1166.3154.6614.62 17.8766.153.1712.25 18.2266.77-12.68 18.968.7347.7811.2
                            实施例2
FCC油浆的蒸馏工艺过程同例一。调合沥青用的基础原料为新疆混合油减渣的丙烷脱油沥青。丙脱沥青的针入度321/10mm，软化点54.8℃。调合温度140℃，混合搅拌时间40min。FCC油浆重组分性质见表3，调合沥青性质见表4。
                 表3 FCC油浆及其重组分的性质
名称   蜡含量，m％   饱和分，m％ 芳香分，m％ 胶质+沥青质，m％
  FCC油浆     4.28     49.59     41.19     9.22
  ＞470℃FCC油浆重组分     1.94     41.12     46.15     12.73
从表3、表4结果可以看出，FCC油浆经减压蒸馏后的重组分与FCC油浆相比蜡含量和饱和分含量明显降低，而芳香分和胶质、沥青质含量亦显著增加。＞470℃FCC油浆重组分调合比例为10～35(m)％时可以制备优质高等级道路沥青。
                 表4  丙脱沥青与＞470℃FCC油浆调合沥青性质
           项目                  产品
＞470℃FCC油浆调合比例，％     10     20     35
针入度(25℃)，1/10mm     52     98     126
软化点，℃     50.5     45.5     41.3
延度，cm 25℃     ＞140     ＞140     ＞140
15℃     ＞140     ＞140     ＞140
薄膜加热163℃，5h 损失，m％     0.05     0.02     0.13
针入度比，％     63     58     54
延度(25℃)cm     ＞140     ＞140     ＞140
脆点，℃     -     -13     -
闪点，℃     ＞260     ＞260     ＞260
溶解度，％     99.99     99.99     99.98
密度(25℃)，g/cm3     1.001     1.004     1.077
                                实施例3
FCC油浆以及蒸馏过程同实施例1和实施例2。选择＞400℃的重组分作为改性剂。基础沥青为上述原油生产的丁烷溶剂脱油沥青，其针入度为81/10mm，软化点为76.3℃。＞400℃FCC油浆重组分所占比例为30(m)％，调合温度160℃，混合搅拌60分钟。FCC油浆重组分和调合沥青产品的性质见表5、6。
                      表5 FCC油浆及其重组分的性质
名称 蜡含量，m％ 饱和分，m％ 芳香分，m％ 胶质+沥青质，m％
 FCC油浆     4.28     49.59     41.19     9.22
 FCC油浆重组分     2.05     42.67     45.42     11.91
         表6 丁脱沥青与＞400℃FCC油浆重组分调合沥青性质
        项目                     产品
＞400℃FCC油浆加入量，m％     15     30     40
针入度(25℃)，1/10mm     52     91     136
软化点，℃     47.5     44.4     41.8
延度(15℃)，cm     58     ＞140     ＞140
薄膜加热(163℃，5h)损失，m％针入度比，％延度(25℃)，cm 0.11069＞140 0.10056＞140 0.14348＞140
溶解度，m％     99.97     99.98     99.97
闪点，℃     ＞260     ＞260     ＞260
密度(25℃)，g/cm3     1.011     1.013     1.015
表6结果表明，FCC油浆经减压蒸馏后的＞400℃重组分与丁脱沥青调合可以制备质量优良的高等级道路沥青。
                           实施例4
所用原料为新疆管输油与南疆油的混合原油的减压渣油和重油FCC油浆。FCC油浆蒸馏过程同实施例1、2、3。选择＞430℃FCC油浆重组分作为改性剂。FCC油浆和＞430℃重组分性质见表7。基础原料为减压渣油，软化点34.5℃。经空气氧化后25℃针入度为501/10mm，与25(m)％的＞430℃FCC油浆重组分调合，调合温度和时间同实施例3，调合沥青性质见表8。该沥青产品可作为普通道路沥青使用。
              表7 FCC油浆及其重组分的性质
    名称   蜡     饱和分     芳香分 胶质+沥青质
    FCC油浆   2.05     35.16     48.32    16.52
＞430℃FCC油浆重组分   1.0     32.70     45.74    21.56
表8  氧化后的减渣与＞430℃FCC油浆重组分调合沥青性质
         名称     产品
针入度(25℃)，1/10mm     96
软化点，℃     45.9
延度，cm  25℃     ＞140
 15℃     68
蒸发损失(163℃，5h)，m％     0.020
蒸发后针入度比，％     97
闪点，℃     ＞260
溶解度，％     99.97
                          实施例5
所用原料、FCC油浆蒸馏过程以及＞430℃FCC油浆重组分性质与例四相同。不同之处是将软化点34.5℃的减渣与20(m)％的＞430℃FCC油浆重组分调合，调合条件同实施例2，然后在温度240℃、空气流量0.14m3/kg.h条件下氧化260min。所得产品性质见表9。
表9结果表明，FCC油浆经减压蒸馏后的重组分与减渣调合后再氧化可以制备普通道路沥青。
表9  减渣与＞430℃FCC油浆重组分调合后氧化沥青性质
          项目     产品
针入度(25℃)，1/10mm     95
软化点，℃     48.3
延度(25℃)，cm     137
蒸发损失(163℃，5h)，m％     0.042
蒸发后针入度比，％     91
闪点，℃     ＞230
溶解度，％     99.94

Claims (10)

1、一种催化裂化油浆的处理方法，包括：(1)催化裂化油浆经减压蒸馏得到轻组分和重组分，其蒸馏温度为370～490℃；(2)重组分与沥青基础原料调合生产沥青，重组分的调合比例以重量计为5～50％；(3)轻组分与催化裂化原料混合进催化裂化装置，其混合比例以重量计为1～40％。
2、按照权利要求1的方法，其特征在于所述的蒸馏温度为390～470℃。
3、按照权利要求1的方法，其特征在于所述的重组分与沥青基础原料的调合比例以重量计为10～40％。
4、按照权利要求1的方法，其特征在于所述的催化裂化油浆为中间基、石蜡-中间基、环烷-中间基、环烷基原油的常压渣油或掺炼减渣的重油经催化裂化装置产生的油浆。
5、按照权利要求1的方法，其特征在于所述的沥青基础原料包括溶剂脱油沥青、减压渣油、氧化改性的减压渣油。
6、按照权利要求5的方法，其特征在于所述的溶剂脱油沥青为丙烷脱油沥青或丁烷脱油沥青，其25℃针入度为5～501/10mm，软化点为50～90℃。
7、按照权利要求5的方法，其特征在于所述的减压渣油的25℃针入度为50～3501/10mm，软化点为30～50℃。
8、按照权利要求5的方法，其特征在于所述的氧化改性的减压渣油的25℃针入度为30～701/10mm，软化点为47～70℃。
9、按照权利要求5或8的方法，其特征在于所述的氧化改性的减压渣油的氧化条件为：氧化塔的高径比为3.5～7，氧化温度200～280℃，氧化时间2～11h，风量0.1～0.26m3/Kg.h。
10、按照权利要求1的方法，其特征在于所述的重组分与沥青基础原料的调合温度为140～180℃，混合时间为0.5～1.5小时。
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