CN110205160A - 基于催化裂化油浆脱固-加氢制备船用燃料油的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于石油加工技术领域。利用与油浆互溶的溶剂作为催化裂化油浆的脱固助剂实现低温脱固,通过脱固和控制加氢的油浆作为燃油组分,与常规船燃组分复配。本发明涉及的基于催化裂化油浆脱固‑加氢制备船用燃料油的工艺方法,包括油浆脱固、加氢和油料配制过程;在40‑60℃条件下,催化裂化油浆与稀释剂混合、分离脱渣后蒸馏得到脱固油浆;在以氧化镍、氧化钼为活性组分、氧化铝为载体的催化剂作用下对脱固油浆催化加氢,空速0.25‑0.5h‑1,温度350‑370℃,压力6‑10Mpa,氢油体积比600‑650:1。该方法在保持油品燃烧性能的同时杂质少、残炭低,设备投资少,工艺成本低,显著降低船用燃料油的成本,特别适合于高性能燃油制造与加工。
Description
技术领域
本发明属于石油加工技术领域,涉及石油产品深加工技术,特别涉及催化裂化油浆高附加值深加工利用技术。
背景技术
催化油浆是重油催化裂化工艺过程中产生的一种副产品,由于密度较大、相对分子质量 大、粘度高,并含有较多的催化剂颗粒,其利用受到限制。催化油浆由于其特殊的性质,大多被作为低价值的燃料油调合组分出厂,不仅未得到有效利用,含有催化剂颗粒的油浆作为燃料油组分时还会造成炉管结焦、火嘴磨损、炉管表面积灰,导致热效率下降,影响加热炉的安全平稳运行。
近年来,随着原油品质逐年变差,催化裂化装置原料也日益重质化和劣质化,油浆的产量随之增大。因此,如何有效地利用催化油浆,为企业创造更大的经济效益,具有十分重要的意义。针对这些问题,人们对催化油浆的综合利用进行了大量的研究,包括炼油装置掺炼 (延迟焦化、常减压、丙烷脱沥青装置掺炼),生产道路沥青、针状焦、炭黑,作为橡胶软化剂和填充油等。
催化裂化油浆的综合利用技术具体体现在以下几个方面:
延迟焦化装置是炼油厂重油/ 渣油加工的主要装置,其原料范围广泛。将催化油浆与减压渣油均匀混合后送入延迟焦化装置加工是常用的一种方法,国内锦州石化、大庆石化、九江石化、安庆石化等都进行了延迟焦化装置掺炼催化油浆的工业试验。
由于催化油浆中含有一定量的催化剂粉末,对装置加工过程会产生较大的影响,因此, 催化油浆在进入延迟焦化装置加工前应进行沉降和过滤处理,以降低固体颗粒含量;同时掺炼 比例不宜过大,操作中要控制好循环比、加热炉出口温度等操作参数,加强对焦化辐射进料泵、加热炉炉管等重点部位的监控,这样才能保证装置的长周期运行。
针状焦是一种性能优良的石油焦,具有热膨胀系数小颗粒密度大孔隙率小易于石墨化等优点,主要用于生产电炉炼钢用的高功率和超高功率石墨电极及特种炭素制品。根据针状焦的成焦机理,生产针状焦的原料要求具有较高的三环、四环芳烃含量,较低的胶质沥青质含量及灰分含量。而催化油浆中几乎都是带短侧链的芳烃,是生产针状焦的最好材料。
采用催化油浆和减压渣油为原料,适当改变焦化工艺流程生产针状焦,不但不会影响汽柴油的产量和质量,还可以提高炼厂经济效益。但是催化油浆中含有一定量的催化剂粉末, 会影响针状焦的质量,因此要求作为针状焦原料的催化油浆中催化剂含量不大于100ppm,硫含量尽可能低。
炭黑是橡胶加工和油墨生产中的重要原料,生产炭黑对原料性质要求较为严格。油浆中重质芳烃含量高而杂质少,是生产炭黑的优质原料,世界上超过5 0 %的炭黑原料是催化油浆。国外多采用催化裂化轻循环油、澄清油作为制备炭黑的原料,采用这些原料生产炭黑具有收率高、产品颗粒细、强度好的特点,适宜作高级橡胶制品的填料,在冶金工业中作为高级电炉的电极,可耐强烈的热冲击和较大的电流密度。
催化油浆中由于催化剂粉末含量较高,过量的固体颗粒会积存在热处理设备中造成设备腐蚀,因此催化油浆在作为炭黑原料之前应通过过滤、沉降等方式脱除催化剂粉末,以保证炭黑原料的质量及减缓热处理设备的腐蚀。
橡胶软化剂是橡胶加工过程中用于改善胶料加工性能的助剂,橡胶软化剂有芳烃类软化剂、环烷烃类软化剂和链烷烃类软化剂等 3 类,其中芳烃软化剂具有密度大、粘度高、亲和性好、加工性能优的特点,是橡胶工业良好的软化剂。催化油浆因芳烃含量高,与橡胶相容性好,是一种良好的橡胶软化剂。
催化裂化脱剂油浆还可以有许多用途,例如可制作炭黑、铸造用光亮剂、建筑用特种卷材溶剂、渣油强化蒸馏的添加剂等,这些用途的附加值都较低。
综上所述,目前油浆的综合利用除了装置掺炼外,其他工艺还都处于研发阶段,且工艺投资大,限制因素较多。用于燃油的研究未见报道。在2015年,国家出台了最新的船用燃料油标准,在其中硫含量由原来的不大于3.5%改为了不大于0.5%,硫含量要求的大幅提高,势必导致船用燃料油的配方升级。但在配方升级的同时,其船燃成本也在不断提高,使得船燃的利润空间不断减小。
发明内容
基于上述情况,本发明的目的在于提供一种以催化油浆为基本原料的船用燃料油的制备方法,以实现满足国标要求的前提下,低成本的船用燃料油工艺方案开发。
本发明的目的是这样实现的,利用与油浆互溶且具有良好的降粘效果的溶剂作为催化裂化油浆的脱固助剂实现低温脱固,通过脱固和控制加氢的催化裂化油浆作为燃油组分,与其它常规船燃燃料组分复配,实现催化油浆用于高性能船用燃油(满足GB17411-2015船用燃料油)的低成本调配。
本发明涉及的基于催化裂化油浆脱固-加氢制备船用燃料油的工艺方法,包括油浆脱固、加氢和油料配制过程;所述
油浆脱固:在40-60℃条件下,催化裂化油浆与稀释剂以1~3:1的比例混合、固液分离脱渣后蒸馏得到灰分含量不大于80ppm的脱固油浆;所述稀释剂为沸点不低于80℃的烃类;
油浆加氢:在以氧化镍、氧化钼为活性组分、氧化铝为载体的催化剂作用下对脱固油浆催化加氢得到加氢油浆,催化加氢条件为空速0.25-0.5h-1,温度350-370℃,压力6-10Mpa,氢油体积比600-650:1;
油料配制:将加氢油浆与船燃燃料组分混合得到船用燃料油。
本发明涉及的基于催化裂化油浆脱固-加氢制备船用燃料油的工艺方法,其特征在于:所述船燃燃料组分为低硫渣油、加氢蜡油、C9芳烃油中的至少两种。
本发明涉及的基于催化裂化油浆脱固-加氢制备船用燃料油的工艺方法,其特征在于:所述稀释剂为甲苯或石油醚。
本发明涉及的基于催化裂化油浆脱固-加氢制备船用燃料油的工艺方法,其特征在于:油浆脱固过程中固液分离脱渣后的蒸馏为闪蒸工艺。
本发明涉及的基于催化裂化油浆脱固-加氢制备船用燃料油的工艺方法,其特征在于:所述油浆脱固过程的固液分离采用叠片式离心机,分离因数8000-11000。
本发明涉及的基于催化裂化油浆脱固-加氢制备船用燃料油的工艺方法,其特征在于:所述闪蒸过程,冷凝器的制冷剂为冰盐水、液氮或乙二醇。
本发明涉及的基于催化裂化油浆脱固-加氢制备船用燃料油的工艺方法,在保持油品燃烧性能的同时杂质少、残炭低,开发了一种用于燃油的催化裂化油浆应用新方案,设备投资少,工艺成本低,显著降低船用燃料油的成本,特别适合于高性能燃油制造与加工。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明,在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明,但不作为对本发明的限定。
实施例一
将催化裂化油浆与石油醚按照2:1(质量比)的比例混合,采用叠片式离心机进行离心处理,分离因数10500,排渣周期150min,排渣时间0.7s,离心温度40℃,得到脱固混合油浆并排出固体残渣,处理量2t/h。
将脱固混合油浆在塔顶温度100℃,塔底温度170℃条件下进行闪蒸分离处理,得到灰分为62ppm的脱固油浆和可重复使用的稀释剂石油醚。
将脱固油浆通过以氧化镍、氧化钼为活性组分、氧化铝为载体的催化剂,在空速0.25h-1,反应温度350℃,反应压力6Mpa,氢油体积比600:1条件下催化加氢,得到加氢油浆;
将加氢油浆15%与船燃燃料组分低硫渣油15%,加氢蜡油70%混合,制得船用燃料油的性能参数列于表1,全部指标均满足国标要求,且闭口闪点提升20℃,净热值提升2MJ/kg,残炭降低80%以上;灰分、金属含量远远低于指标要求,船燃得到了进一步净化,油品品质进一步提升。与加氢油浆调和船用燃料油相比成本降低6.5%。
实施例二
将催化裂化油浆与甲苯按照3:1(质量比)的比例混合,采用叠片式离心机离心处理,分离因数8000,排渣周期30min,排渣时间0.5s,离心温度45℃,得到脱固混合油浆并排出固体残渣。
将脱固混合油浆在塔顶温度110℃,塔底温度235℃条件下进行闪蒸处理,得到灰分为50ppm的脱固油浆和可重复使用的稀释剂催化柴油。
脱固油浆通过以氧化镍、氧化钼为活性组分、氧化铝为载体的催化剂,在空速0.5h-1,反应温度370℃,反应压力8.5Mpa,氢油体积比630:1条件下催化加氢,得到加氢油浆;
将加氢油浆20%与船燃燃料组分低硫渣油15%,加氢蜡油65%混合,制得船用燃料油的性能参数列于表1。
实施例三
将催化裂化油浆与催化柴油按照4:3(质量比)的比例混合,采用叠片式离心机离心处理,分离因数9800,排渣周期60min,排渣时间0.4s,离心温度60℃,得到脱固混合油浆并排出固体残渣。
将脱固混合油浆在塔顶温度235℃,塔底温度400℃条件下进行闪蒸处理,将闪蒸过程的气相经冷凝器冷凝捕集后,回流,得到灰分为71 ppm的脱固油浆和可重复使用的催化柴油稀释剂。
将脱固油浆通过以氧化镍、氧化钼为活性组分、氧化铝为载体的催化剂,在空速0.35h-1,反应温度360℃,反应压力7Mpa,氢油体积比638:1化条件催化加氢,得到加氢油浆;
将加氢油浆20%与船燃燃料组分低硫渣油10%,加氢蜡油70%混合,制得船用燃料油的性能参数列于表1。
实施例四
将催化裂化油浆与催化柴油按照1:1(质量比)的比例进行混合,再将混合好的样品使用叠片式离心机进行离心处理,分离因数选择9000,排渣周期75min,排渣时间0.8s,处理量2t/h,离心温度60℃,得到脱固后的混合油浆并排出固体残渣。
将脱固混合油浆进行常压蒸馏处理,蒸馏塔塔板数控制20-25块,塔顶温度235℃,塔底温度400℃,得到灰分为80ppm的脱固油浆和可重复使用的催化柴油稀释剂。
将脱固油浆通过以氧化镍、氧化钼为活性组分、氧化铝为载体的催化剂,在空速0.4h-1,反应温度365℃,反应压力10Mpa,氢油体积比650:1条件下催化加氢,得到加氢油浆;
将加氢油浆29%与低硫渣油15%,加氢蜡油55%,C9芳烃油1%,混合,制得船用燃料油的性能参数列于表1。
表1 燃料的船用燃料油性能*
*实施例1-4的船用燃料油的其他指标均满足GB17411-2015船用燃料油的技术要求。
Claims (5)
1.一种基于催化裂化油浆脱固-加氢制备船用燃料油的工艺方法,包括油浆脱固、加氢和油料配制过程;所述
油浆脱固:在40-60℃条件下,催化裂化油浆与稀释剂以1~3:1的比例混合、固液分离脱渣后蒸馏得到灰分含量不大于80ppm的脱固油浆;所述稀释剂为沸点不低于80℃的烃类;
油浆加氢:在以氧化镍、氧化钼为活性组分、氧化铝为载体的催化剂作用下对脱固油浆催化加氢得到加氢油浆,催化加氢条件为空速0.25-0.5h-1,温度350-370℃,压力6-10MPa,氢油体积比600-650:1;
油料配制:将加氢油浆与船燃燃料组分混合得到船用燃料油。
2.根据权利要求1所述的基于催化裂化油浆脱固-加氢制备船用燃料油的工艺方法,其特征在于:所述船燃燃料组分为低硫渣油、加氢蜡油、C9芳烃油中的至少两种。
3.根据权利要求1所述的基于催化裂化油浆脱固-加氢制备船用燃料油的工艺方法,其特征在于:所述稀释剂为甲苯或石油醚。
4.根据权利要求1所述的基于催化裂化油浆脱固-加氢制备船用燃料油的工艺方法,其特征在于:油浆脱固过程中固液分离脱渣后的蒸馏为闪蒸工艺。
5.根据权利要1求所述的基于催化裂化油浆脱固-加氢制备船用燃料油的工艺方法,其特征在于:所述油浆脱固过程的固液分离采用叠片式离心机,分离因数8000-11000。
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