CN109777468A - 一种高粘重油的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高粘重油加工方法，所述高粘重油原料在催化烟气作用下在减粘塔内进行减粘裂化反应，所述减粘裂化的反应压力一般为‑0.03～0.3MPa，优选为‑0.01～0.1Mpa，反应温度一般为380～550℃，优选400～450℃；减粘裂化的反应时间一般为0.01～60min，优选为5～20min。该加工方法能够大幅增加轻质产品收率，有效防止设备结焦。

Description

一种高粘重油的加工方法

技术领域

本发明涉及一种高粘重油的加工方法，具体地说涉及一种低能耗、高效率高粘重油的减粘加工方法。

背景技术

减粘裂化具有设备简单，投入资金少，能加工劣质渣油，技术成熟等优点，可以生产出轻质油或者可供进一步轻质化加工的原料，因而在炼油厂或渣油加工厂都得到了非常广泛的应用，相关统计数据表明，在渣油的加工中，减粘裂化占据了百分之三十多，而在渣油的热加工中，减粘裂化占了百分之五十多。

减粘裂化是浅度热转化过程，其主要以减压渣油为原料。自1930年以来，减粘裂化就一直被用于渣油的改质。其以热转化为目的，其不仅能降低油品粘度，而且可以提高汽油、柴油等轻质馏分的收率，且不易结焦。由于重质油品不仅含有极其复杂的烃类，还有多种非烃类，且金属种类多，这就使得重质油的加工非常的复杂。但总而言之，主要有两种反应存在于减粘裂化过程中，一种是裂解反应，一种是缩合反应。近些年来，又有了很多关于减粘裂化装置的改进与组合工艺的研究，黎元生等对改进的减粘裂化工艺进行了总结，并提出了几种新的组合工艺，如：催化加氢减粘裂化，减粘-脱沥青组合工艺，稠油破乳-减粘组合工艺等。在减粘裂化-渣油加氢脱硫组合工艺的实验中，周家顺等发现，从减粘裂化中，既可以得到部分轻质组分，又可以保证加氢产物的品质，从而得出这样的结论：减粘裂化-渣油加氢脱硫组合工艺是有一定的经济效益和可行性。

CN101463266B和CN101463267B公开了一种减粘裂化方法，该方法包括在减压蒸馏的条件下，将减粘裂化原料进行减压蒸馏，得到减压馏分油和切割温度不小于540℃的减压渣油；将所述减压馏分油在减粘裂化的条件下进行减粘裂化，将减压馏分油减粘裂化后的产物与所述减压渣油混合，得到混合油，将所述混合油在减粘裂化的条件下进行减粘裂化，将所述减压馏分油进行减粘裂化的温度高于将所述混合油进行减粘裂化的温度。采用本发明提供的减粘裂化方法，可以提高减粘裂化深度，即减粘裂化转化率提高，减粘裂化渣油粘度降低，减粘裂化渣油安定性好。但本方法只是对现有原料按馏分轻重的组合加工方法，未能从根本上延长生产周期、解决减粘加热炉炉管结焦的问题。

CN103160308A和CN103160308B公开了一种防止劣质重油减粘加热炉结焦的方法，该方法通过优化减粘炉炉管布置型式、炉出口温度、炉管内介质流动线速，增加蒸汽注入点，从而减低加热炉炉管内的生焦速度，延长了生产周期。但该方法仅通过优化工艺条件，来延长生产周期，并未从根本上解决减粘加热炉炉管结焦的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种高粘重油加工方法，具体是一种耦合催化烟气及高粘重油的加工方法。该加工方法能够大幅增加轻质产品收率，有效防止设备结焦。

一种高粘重油加工方法，所述高粘重油原料在催化烟气作用下在减粘塔内进行减粘裂化反应，所述减粘裂化的反应压力一般为-0.03～0.3MPa，优选为-0.01～0.1Mpa，反应温度一般为380～550℃，优选400～450℃；减粘裂化的反应时间一般为0.01～60min，优选为5～20min。

根据本发明的方法，对所述高粘重油原料的种类无特殊要求，可以采用本领域常用的需要减粘的重油原料，具体地，所述重油原料可以为减压渣油、常压渣油、重质原油、脱油沥青、渣油加氢重油、热裂化重油、润滑油精制的抽出油、催化裂化的循环油、催化裂化的澄清油、乙烯裂解的焦油、煤焦油、页岩油、油砂重油和天然沥青中的一种或多种。

根据本发明的方法，所述催化烟气为低氧烟气，可以采用完全再生烟气，也可以采用不完全再生烟气。其SOx含量一般为700～4500mg/m³，其氧含量一般小于3wt%，优选氧含量小于1wt%。催化烟气一般具有180℃～230℃的温度。

根据本发明的方法，优选控制催化烟气在进入减粘塔之前的温度为600～800℃，通过高温的催化烟气使减粘塔内的高粘重油原料达到裂化温度，由于催化烟气氧含量极低，由此可以减少结焦，且能进一步提高液体收率。由于本发明采用催化烟气加热高粘重油，过程需要较大的气油比，一般为300～1800，优选为500～1200。大的气油比可以强化传质，有利于能够提高裂化效果。

根据本发明的方法，优选控制进入减粘塔催化烟气的氧含量为0.5～0.8 wt%，利用极其少量的氧处理脱氧反应器可能夹带至减粘塔的焦炭粗粉，避免焦炭粗粉成为生焦前驱体，影响后续生成油质量。

一种高粘重油加工方法，优选的一种实施方式包括如下内容：催化烟气与减粘塔的油气产物换热后经加热炉加热至500～850℃，优选加热至600～800℃后进入减粘塔同经过与减粘渣油换热后的高粘重油原料接触进行减粘反应获得油气产物和减粘渣油，控制催化烟气在进入减粘塔之前的温度为600～800℃，流量依据装置处理高粘原料进料量确定，催化烟气同高粘重油原料的进料比为 305～1900ml/g，减粘裂化的反应压力为-0.03～0.3MPa，优选为-0.01～0.1Mpa，反应温度为380～550℃，优选为400～450℃，减粘裂化的反应时间一般为0.01～60min，优选为5～20min。

上述方法中，优选经加热炉加热后的催化烟气经过氧含量控制器后进入减粘塔，所述的氧含量控制器用于脱除催化烟气中的氧气或者补充少量的氧，实现稳定控制催化烟气中氧含量为0.5～1wt%。同时解决克服由于上游装置操作波动引起催化烟气氧含量波动的难题，所用的脱氧反应器为气固流化床反应器。脱氧反应器中气相为经加热炉加热后的催化烟气，反应器中流态化固体为经由反应器固体加入口加入的焦炭粗粉，即催化烟气中的氧气与焦炭转化为CO，达到脱除氧的目的。脱氧反应器下方设有一个气体分布器，在开工初期起到支撑反应器中固体的作用。

更优选的方法，在催化烟气进入氧含量控制器前，先进入脱SOx反应器，方法可以选择本技术领域人员熟知的钠碱洗涤法、钠钙双碱法、海水洗涤法等，优选选择钠碱洗涤法，优先按照NaOH与SO₂的物质量的2∶1确定钠碱的加入量。

上述方法中，将所述重油原料与生成减粘渣油换热至200～400℃，然后进入减粘塔，由此可以最大化节约能耗。

本发明提供的一种新的高粘重油加工方法，通过将催化烟气原料加热、除氧，然后用于与重油原料接触换热至裂化所需温度，克服了传统将重油原料直接在加热炉中加热至裂化所需温度导致的结焦严重等现象，不仅能够降低加热单元例如加热炉炉管内的结焦，而且还能够提高液体收率。

本发明提供新的高粘重油加工方法包括加热单元、脱氧单元、减粘单元。通过所述加热单元加热催化烟气气体原料，并经脱氧器进一步脱氧，然后加热后的催化烟气原料进入减粘单元与重油原料换热至所需温度，不仅能够降低加热单元例如加热炉炉管内的结焦，而且还能够提高液体收率。

本发明提供新的高粘重油加工方法通过引入炼厂容易获得的催化烟气和改变物料加热方式，不仅能够降低加热单元例如加热炉炉管内的结焦，而且还能够提高液体收率。具体原理如下：一方面，将本发明提供的重油减粘工艺用于重油减粘反应时，加热单元例如加热炉只起到提供反应所需高温气体的作用，而不需要像现有的重油减粘设备的加热炉一样将重油原料加热至减粘反应温度（通常为400～450℃），本发明中减粘反应的热源通过高温气体携带进入，所述高温气体在减粘单元中直接与重油原料（可以适当预热）接触而达到减粘温度，因此，能够显著降低加热炉炉管的结焦。

与现有技术相比较，本发明的方法充分利用了催化烟气的自身热量以及低氧含量的特点。通过将催化烟气原料加热、然后用于与重油原料接触换热至裂化所需温度，克服了传统将重油原料直接在加热炉中加热至裂化所需温度导致的结焦严重等现象，不仅能够降低加热单元例如加热炉炉管内的结焦，而且还能够提高液体收率。有效延长了装置的运行周期。

附图说明

图1为本发明的一个原则工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的方法进行详细说明。

如图1所示，本发明提供的一种新的高粘重油加工方法中重油原料19经换热器12与反应生成的减粘渣油11换热至200～400℃后，通过泵8从减粘塔7的顶部进入；催化烟气原料1经换热器12与反应生成的不稳定汽油和减粘柴油10换热至200～300℃后进入催化烟气加热单元3加热至350～900℃，然后加热催化烟气4引入脱氧反应器5，进行脱氧处理，控制催化烟气中氧含量在0.01～1wt%以下。除氧后的催化烟气6进入减粘塔7；重油9在减粘塔7内与350～900℃高温催化烟气热风6接触至少0.01～60min，液滴在热风里迅速发生热裂化反应，反应后剩余的减粘渣油落入塔底，塔底减粘渣油9经收集后与重油原料19换热，反应产生的油气10由减粘塔的侧向出口与催化烟气原料换热，换热后的油气13进入分馏塔15分离；在分馏塔15中油气被分成裂化富气16、不稳定汽油17和减粘柴油18，分馏得到的裂化富气16通过脱硫，或直接输送到加热炉3燃烧供热。

接下来通过具体实施例对本发明的一种新的高粘重油加工方法作进一步的说明。

实施例1～4

在重油减粘试验装置上进行4组试验，分别为实施例1、实施例2、实施例3、实施例4。实施例的试验装置流程图参见图1。

重油原料经换热器与反应生成的减粘渣油换热至200～400℃后，从减粘塔的顶部进入；催化烟气原料经换热器与反应生成的不稳定汽油和减粘柴油换热至200～300℃后进入催化烟气加热单元加热至350～900℃，然后加热催化烟气引入脱氧反应器，进行脱氧处理，控制催化烟气中氧含量在0.01～1wt%以下。除氧后的催化烟气进入减粘塔；重油在减粘塔内与350～900℃高温催化烟气热风接触至少0.01～60min，液滴在热风里迅速发生热裂化反应，塔底减粘渣油经收集后与重油原料换热，反应产生的油气由减粘塔的侧向出口与催化烟气原料换热，换热后的油气进入分馏塔分离；在分馏塔中油气被分成裂化富气、不稳定汽油和减粘柴油。

比较例1

采用传统的减粘工艺，重油原料经加热炉加热，为了避免炉管内结焦，向炉管内注人约l%的水。然后进入反应塔，使炉出口的油气进入反应塔继续反应一段时间。反应塔是上流式塔式设备，内设5块筛板。然后进入分馏塔分离。

实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和比较例1使用的原料油均为同一种减压渣油进料，其100℃下的运动粘度为590mm²/s，进料量均为50kg/h，具体性质见表1。其他操作过程详见本说明书具体实施方式部分结合附图所作的说明，主要操作条件参见表2，产品分布见表3。

表1 原料油性质

表2 主要操作条件

表3 产品分布

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种高粘重油加工方法，其特征在于：所述高粘重油原料在催化烟气作用下在减粘塔内进行减粘裂化反应，所述减粘裂化的反应压力为-0.03～0.3MPa，反应温度为380～550℃；减粘裂化的反应时间为0.01～60min。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述减粘裂化的反应压力为-0.01～0.1Mpa，反应温度为400～450℃；减粘裂化的反应时间为5～20min。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述高粘重油原料为减压渣油、常压渣油、重质原油、脱油沥青、渣油加氢重油、热裂化重油、润滑油精制的抽出油、催化裂化的循环油、催化裂化的澄清油、乙烯裂解的焦油、煤焦油、页岩油、油砂重油、天然沥青中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述催化烟气为低氧烟气、完全再生烟气或不完全再生烟气，烟气中SOx含量为700～4500mg/m³，氧含量小于3wt%。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：控制催化烟气在进入减粘塔之前的温度为600～800℃。

6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：控制进入减粘塔的催化烟气的氧含量为0.5～0.8 wt%。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：包括如下内容：催化烟气与减粘塔的油气产物换热后经加热炉加热至600～800℃后进入减粘塔同经过与减粘渣油换热后的高粘重油原料接触进行减粘反应获得油气产物和减粘渣油，催化烟气同高粘重油原料的进料比为305～1900ml/g，减粘裂化的反应压力为-0.03～0.3MPa，反应温度为380～550℃，减粘裂化的反应时间一般为0.01～60min。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：经加热炉加热后的催化烟气经过氧含量控制器后进入减粘塔，所述的氧含量控制器用于脱除催化烟气中的氧气或者补充少量的氧，实现稳定控制催化烟气中氧含量为0.5～1wt%。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：在催化烟气进入氧含量控制器前先进入脱SOx反应器。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述重油原料与生成减粘渣油换热至200～400℃后进入减粘塔。