CN111378491B - 一种劣质重油加氢处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种劣质重油加氢处理工艺，所述加氢处理工艺包括如下内容：劣质重油原料与氢气进行加氢反应，反应流出物进入热高压分离器分离后得到第1气相料流和第1液相料流，第1液相料流与助剂混合后进入热低压分离器进行处理，处理后得到的第2气相料流、第21料流和第22料流，第1气相料流进入冷高压分离器分离后得到第3气相料流和第3液相料流；第2气相料流和第3液相料流混合后进入冷低压分离器分离后得到第4气相料流和第4液相料流；第21料流与第4液相料流进入分馏系统进行分离，经分馏后得到轻质油、柴油和蜡油。所述劣质重油加氢处理工艺既可以实现劣质渣油原料的高转化率操作，又可以保证装置长周期稳定运转。

Description

一种劣质重油加氢处理工艺
技术领域
本发明属于炼油化工领域，涉及一种劣质重油加工处理工艺。
背景技术
随着经济持续快速发展及人们环保意识的不断加强，对清洁燃料油及化工原料的需求急速增长，而目前世界主要油田大部分已进入开发中后期，可开采的石油资源尤其是轻质原油比重逐渐减少，原油质量日趋劣质化。因此，在未来的炼油生产过程中重劣质原油加工比例将越来越大，如何将重劣质原油尽可能地转化成轻质燃料或化工用原料显得尤为重要，其中关键是在原油中占较大比重（40wt%-60wt%）的渣油的轻质化。
目前，渣油轻质化手段主要包括脱碳和加氢两种，其中，脱碳工艺主要包括焦化、减粘裂化及溶剂脱沥青等工艺，加氢工艺主要分固定床、沸腾床、悬浮床和移动床四种类型。其中沸腾床及悬浮床（流化床）工艺因原料适应性强、反应温度均匀等优点，处理劣质渣油原料时优势明显，在世界范围内应用越来越广。传统渣油加氢技术以减压渣油、常压渣油等劣质原料为原料，所加工原料性质较差，具体表现在残炭、重金属、S、N等杂质含量高，粘度大等特点，传统的渣油加氢技术主要是固定床渣油加氢技术由于催化剂及反应器形式的限制，在处理这些劣质原料时存在轻质油收率低、运转周期短等问题，尤其是运转周期短的问题，不仅严重影响企业的正常生产，而且频繁的停工换剂造成一定的停工损失。
专利CN103059970A介绍了一种重质烃类加氢处理方法，采用上流式反应器与至少一个下流式固定床反应器串联，重烃原料依次通过UFR 和下流式固定床反应器，反应流出物经分离和分馏，得到加氢尾油进行催化裂化；设置一台前置反应器，对催化裂化回炼油和/或油浆进行加氢，所得反应流出物的至少一部分与UFR 反应流出物混合后进入下流式固定床反应器，所述方法先在前置反应器内对催化回炼油或油浆进行预加氢，然后再与渣油进行混合加氢。但是在前置反应器内对催化油浆进行预加氢，使其芳烃含量大幅下降，在后续固定床反应器内提高胶体稳定性效果减弱。
发明内容：
针对现有劣质重油加氢工艺中存在的不足，本发明提供了一种劣质重油加氢处理工艺，所述劣质重油加氢处理工艺既可以实现劣质渣油原料的高转化率操作，又可以保证装置长周期稳定运转。
本发明提供一种劣质重油加氢处理工艺，所述加氢处理工艺包括如下内容：
（1）劣质重油原料与氢气进入加氢转化单元进行加氢反应，所述加氢转化单元在高转化率条件下操作；
（2）步骤（1）中加氢反应流出物进入热高压分离器，分离后得到第1气相料流和第1液相料流；
（3）步骤（2）得到的第1液相料流与助剂混合后进入热低压分离器进行处理，所述热低压分离器设置有底部出口和侧线抽出口，处理后得到的第2气相料流、第21料流和第22料流，其中第21料流从侧线抽出口采出，第22料流从底部出口排出；
（4）步骤（2）中第1气相料流进入冷高压分离器进行气液分离，分离后得到第3气相料流和第3液相料流；
（5）步骤（3）中的第2气相料流和步骤（4）中的第3液相料流混合后进入冷低压分离器进行气液分离，分离后得到第4气相料流和第4液相料流；
（6）步骤（3）分离得到的第21料流与步骤（5）得到的第4液相料流进入分馏系统进行分离，经分馏后得到轻质油、柴油和蜡油。
本发明劣质重油加氢处理工艺中，步骤（1）中所述的劣质重油可以是减压渣油、常压渣油、中低温煤焦油、高温煤焦油、乙烯焦油、催化回炼油、催化油浆等劣质重油原料中的一种或几种。
本发明劣质重油加氢处理工艺中，步骤（1）中所述的加氢转化单元设置1个以上的加氢反应器，所述加氢反应器可以为固定床加氢反应器、移动床加氢反应器、沸腾床加氢反应器中的一种或几种。
本发明劣质重油加氢处理工艺中，步骤（1）中所述转化率大于75%，优选大于85%，进一步优选大于90%。所述高转化率条件下操作就是最大限度提高劣质重油的转化率，指在工艺条件允许的条件下尽量提高转化深度，最大限度提高轻质油收率。
本发明劣质重油加氢处理工艺中，步骤（1）中所述加氢转化单元的操作条件为：反应温度为370℃～470℃，反应压力为10MPa～21MPa，体积空速为0.2～1.5h-1，氢油体积比为200～1800；优选操作条件为：反应温度为400℃～450℃，反应压力为15MPa～20MPa，体积空速为0.3～1.0h-1，氢油体积比为500～1200。
本发明劣质重油加氢处理工艺中，步骤（3）中所述第21料流与22料流比重不同，可以通过设置1~2套密度计的方法检测两股料流在热低压分离器内的高度以便及时抽出，第21料流与第22料流的质量比7:3～9:1。
本发明劣质重油加氢处理工艺中，步骤（3）中得到的第22料流循环回加氢转化单元与劣质重油原料混合作为加氢转化单元的进料，进一步优选经过滤处理后在进入加氢转化单元，将原料携带的机械杂质及第22料流中可能携带的固体杂质过滤除掉，所述过滤器可以采用现有过滤器中的任一种。
本发明劣质重油加氢处理工艺中，步骤（3）中所述助剂为富含饱和烃的轻质馏分油，其中，饱和烃含量大于75wt%，优选饱和烃含量大于85wt%，所述轻质馏分油的馏程为80～350℃，优选馏程为100～280℃，进一步优选馏程为120～240℃。所述助剂具体可以是石脑油、煤油、轻柴油中的一种或几种，所述石脑油可以是直馏石脑油，也可以是经加氢处理的石脑油。
本发明劣质重油加氢处理工艺中，步骤（3）中所述的助剂的用量为劣质重油原料用量的0.01wt%～1wt%，优选为0.3wt%～0.8wt%；本发明劣质重油加氢处理工艺中，步骤（3）中所述的助剂经预热至100～180℃后进入热低压分离器。
本发明劣质重油加氢处理工艺中，步骤（5）中新鲜原料与尾油混合后进入过滤器，将原料携带的机械杂质及尾油中可能携带的焦状物过滤掉，过滤器的规格为目前装置通用的25μm。
本发明劣质重油加氢处理工艺中，步骤（6）中得到的轻质油循环回热低压分离器作为助剂使用，柴油组分和蜡油组分可以进一步进行加氢精制处理。
本发明劣质重油加氢处理工艺中，步骤（6）中所述的分馏系统分馏得到轻质油、柴油和蜡油，其中轻质油的馏程为65℃～180℃，优选为80℃～160℃；柴油馏程为180℃～430℃，优选为200℃～350℃，蜡油馏程为430℃～580℃，优选为450℃～520℃。
本发明劣质重油加氢处理工艺中，步骤（6）中所述的分馏系统包括常压分馏塔，根据需要设置或不设置减压分馏塔。所述分馏系统的设置对于本领域技术人员来说可以根据实际需要灵活调整，而且调整的手段也是本领域技术人员公知的。
与现有技术相比，本发明所述劣质重油加氢处理方法具有如下优点：
1、本发明所述劣质重油加氢处理方法中，通过在热低压分离器中加入助剂的方式，将影响重油结构稳定性的物质首先在热低压分离器中脱除掉，防止这些不稳定物质进入加氢装置后续的分馏系统、换热设备和泵等设备中引起设备堵塞，进而影响装置的运转周期。解决了目前劣质重油加氢在高转化率操作条件下，伴随反应的进行加氢体系会因胶体体系破坏而产生一些次生沥青质等不稳定物质，这些物质随着加氢转化深度的增大而逐渐富集，堵塞加氢装置的一些关键设备（分馏系统，换热系统等）和管线，进而影响装置的长周期运转的技术问题。
2、本发明劣质重油加氢处理方法中，采用劣质重油原料加氢自产的富含饱和烃的轻质油作为助剂，与劣质重油深度转化得到的加氢生成油混合强化不稳定物质析出，保证在反应物流进入分馏系统之前，将反应物流中不稳定的重组分提前分离出来，避免不稳定物质进入后续分馏系统造成管线及泵等设备的堵塞，避免造成更大不良影响，而且无需对设备进行大的改动，仅需对热低压分离进行微调的基础上就可以实现，设备改造投资较少，可以大幅提高整个装置的经济效益。
3、本发明劣质重油加氢处理方法可以显著提高轻质油收率，劣质重油原料可以在高转化率条件下进行处理，按此操作模式基本可以实现劣质原料的全部转化，相比传统工艺，轻质油收率大幅提高。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明做进一步描述，但不限制本发明的保护范围。
本发明公开了一种劣质重油加氢处理工艺，具体包括如下内容：劣质重油原料与氢气混合进入加氢反应器，在催化剂存在条件下，在高温高压苛刻工况下进行重油深度加氢转化反应，反应生成的液相流出物先进入热高压分离器，分离后得到第1气相料流和第1液相料流；分离得到的第1液相料流进入热低压分离器，与助剂混合处理后，从热低压分离器的上部出口采出第2气相料流，从热低压分离器的侧线抽出口采出第21料流，从热低压分离器的底部出口采出第22料流，第22料流的主要组成为体系析出的不稳定性物质及部分重油组分，其比重明显大于第21料流，在热低分底部设置1~2套密度计，通过密度计区分轻重组分的界限，然后对两股物流分别抽出处理，第21料流与第22料流的质量比在7:3~9:1范围内，其中第22料流循环回新鲜原料处与劣质重油原料混合后进入加氢反应器处理。第1气相料流进入冷高压分离器进行气液分离，分离后得到第3气相料流和第3液相料流；第2气相料流和第3液相料流混合后进入冷低压分离器进行气液分离，分离后得到第4气相料流和第4液相料流；从侧线抽出口采出的第21料流和第4液相料流进入分馏系统进行分离，经分馏后得到轻质油、柴油和蜡油；其中轻质油作为助剂循环至热低压分离器重复使用。
本发明实施例和比较例中加氢转换单元使用的加氢反应器是沸腾床反应器，所使用的催化剂是抚顺石油化工研究院开发的微球催化剂，其中微球催化剂是以氧化铝为载体，活性金属组分为钼和镍，以催化剂重量为基准，MoO3含量为13.8wt%，NiO含量为6.2wt%。催化剂的堆密度为0.78g/cm3，表面积为205m2/g，催化剂颗粒平均直径为0.31mm。所述催化剂采用专利CN200710010377.5中公开的方法进行制备。
本发明实施例和比较例中所用的劣质重油具体性质见表1，所述助剂采用轻质石脑油，其中饱和烃含量为88wt%，馏程为140-180℃，密度（20℃）为0.727g/cm3。
实施例1
以表1中的劣质重油为原料，加氢反应器的反应条件为：反应温度为415℃，反应压力为16.5Mpa，体积空速为0.35h-1，氢油体积比为800；助剂用量为劣质重油用量的0.35wt%，轻质油作为助剂循环至热低压分离器，反应结果见表2。
实施例2
与实施例1基本相同，不同之处在于加氢处理反应器反应条件为：反应温度440℃，反应压力17.5Mpa，体积空速0.40h-1，氢油体积比800；助剂用量为劣质重油用量的0.65wt%，轻质油作为助剂循环至热低压分离器，反应结果见表2。
比较例1
与实施例1基本相同，不同之处在于热低压分离器中没有加入助剂，热低压分离器没有设置侧线抽出口，热低压分离器的全部液相产物均进入后续分馏系统进行处理，反应结果见表2。
表1 劣质重油原料性质
Figure 606915DEST_PATH_IMAGE001
表2 产品性质
Figure 686866DEST_PATH_IMAGE002
表3 不同实施例下重油加氢装置轻质油收率及清焦周期对比
Figure 774908DEST_PATH_IMAGE003
通过上述描述及实施例、比较例的对比分析发现，对于劣质重油深度转化的加氢反应过程，无论从轻质油收率、还是后续分馏系统的清焦周期以及尾油的转化程度来看，相对传统加氢方法，本发明方具有明显的技术优势为提升重油等劣质原料整体价值提供良好的技术手段。

Claims (20)

1.一种劣质重油加氢处理工艺，所述加氢处理工艺包括如下内容：
（1）劣质重油原料与氢气进入加氢转化单元进行加氢反应，所述加氢转化单元在高转化率条件下操作，所述转化率大于75%；
（2）步骤（1）中加氢反应流出物进入热高压分离器，分离后得到第1气相料流和第1液相料流；
（3）步骤（2）得到的第1液相料流与助剂混合后进入热低压分离器进行处理，所述热低压分离器设置有底部出口和侧线抽出口，处理后得到的第2气相料流、第21料流和第22料流，其中第21料流从侧线抽出口采出，第22料流从底部出口排出，所述助剂为富含饱和烃的轻质馏分油，其中，饱和烃含量大于75wt%；
（4）步骤（2）中第1气相料流进入冷高压分离器进行气液分离，分离后得到第3气相料流和第3液相料流；
（5）步骤（3）中的第2气相料流和步骤（4）中的第3液相料流混合后进入冷低压分离器进行气液分离，分离后得到第4气相料流和第4液相料流；
（6）步骤（3）分离得到的第21料流与步骤（5）得到的第4液相料流进入分馏系统进行分离，经分馏后得到轻质油、柴油和蜡油。
2.按照权利要求1所述的劣质重油加氢处理工艺，其特征在于：步骤（1）中所述转化率大于85%。
3.按照权利要求1所述的劣质重油加氢处理工艺，其特征在于：步骤（1）中所述转化率大于90%。
4.按照权利要求1所述的劣质重油加氢处理工艺，其特征在于：步骤（1）中所述加氢转化单元的操作条件为：反应温度为370℃～470℃，反应压力为10MPa～21MPa，体积空速为0.2～1.5h-1，氢油体积比为200～1800。
5.按照权利要求1或4所述的劣质重油加氢处理工艺，其特征在于：步骤（1）中所述加氢转化单元的操作条件为：反应温度为400℃～450℃，反应压力为15MPa～20MPa，体积空速为0.3～1.0h-1，氢油体积比为500～1200。
6.按照权利要求1所述的劣质重油加氢处理工艺，其特征在于：步骤（3）中得到的第22料流循环回加氢转化单元与劣质重油原料混合作为加氢转化单元的进料。
7.按照权利要求1所述的劣质重油加氢处理工艺，其特征在于：步骤（3）中所述助剂为富含饱和烃的轻质馏分油，其中，饱和烃含量大于85wt%。
8.按照权利要求1或 7所述的劣质重油加氢处理工艺，其特征在于：所述轻质馏分油的馏程为80～350℃。
9.按照权利要求1或 7所述的劣质重油加氢处理工艺，其特征在于：所述轻质馏分油的馏程为100～280℃。
10.按照权利要求1或 7所述的劣质重油加氢处理工艺，其特征在于：所述轻质馏分油的馏程为120～240℃。
11.按照权利要求1或7所述的劣质重油加氢处理工艺，其特征在于：步骤（3）中所述助剂为是石脑油、煤油、轻柴油中的一种或几种。
12.按照权利要求1所述的劣质重油加氢处理工艺，其特征在于：步骤（3）中所述的助剂的用量为劣质重油原料用量的0.01wt%～1wt%。
13.按照权利要求1或12所述的劣质重油加氢处理工艺，其特征在于：步骤（3）中所述的助剂的用量为劣质重油原料用量的0.3wt%～0.8wt%。
14.按照权利要求1所述的劣质重油加氢处理工艺，其特征在于：步骤（3）中所述的助剂经预热至100～180℃后进入热低压分离器。
15.按照权利要求1所述的劣质重油加氢处理工艺，其特征在于：步骤（3）中所述第21料流与第22料流的质量比7:3～9:1。
16.按照权利要求1所述的劣质重油加氢处理工艺，其特征在于：步骤（6）中得到的轻质油循环回热低压分离器作为助剂使用。
17.按照权利要求1所述的劣质重油加氢处理工艺，其特征在于：步骤（6）中所述的分馏系统分馏得到轻质油、柴油和蜡油，其中轻质油的馏程为65℃～180℃。
18.按照权利要求1所述的劣质重油加氢处理工艺，其特征在于：步骤（6）中所述的分馏系统分馏得到轻质油、柴油和蜡油，其中轻质油的馏程为80℃～160℃。
19.按照权利要求1所述的劣质重油加氢处理工艺，其特征在于：步骤（1）中所述的劣质重油是减压渣油、常压渣油、中低温煤焦油、高温煤焦油、乙烯焦油、催化回炼油、催化油浆中的一种或几种。
20.按照权利要求1所述的劣质重油加氢处理工艺，其特征在于：步骤（1）中所述的加氢转化单元设置1个以上的加氢反应器，所述加氢反应器为固定床加氢反应器、移动床加氢反应器、沸腾床加氢反应器中的一种或几种。
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