CN1119397C - 一种渣油加氢处理——催化裂化组合工艺方法 - Google Patents

一种渣油加氢处理——催化裂化组合工艺方法 Download PDF

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一种渣油加氢处理-催化裂化组合工艺方法，是渣油和澄清油一起进入加氢处理装置，在氢气和加氢催化剂存在下进行加氢反应；反应所得的加氢渣油进入催化裂化装置，在裂化催化剂存在下进行裂化反应；反应所得的油浆经分离器分离得到澄清油，返回至加氢装置。该工艺方法能将催化裂化油浆转化为附加值更高的轻质油品，提高了汽油和柴油的收率。

Description

一种渣油加氢处理--催化裂化组合工艺方法
本发明属于用一个加氢处理工艺过程和一个其它的转化步骤处理烃油的组合工艺方法，更具体地说，是一种将渣油加氢处理和催化裂化两种工艺方法有机结合的组合工艺方法。
催化裂化是最重要的原油二次加工工艺方法之一，根据原料的不同，般分为蜡油催化裂化和重油催化裂化两种类型。回炼油催化裂化是七十年代发展起来的催化裂化新工艺方法，以回炼油或渣油为原料。工业上有全常压渣油裂化和馏份油掺常压渣油或减压渣油裂化等类型。由于渣油中一般含有镍、钒等重金属及沥青质，所以对裂化催化剂产生污染和大量增加焦炭的生成，因而该工艺方法对原料质量有一定的限制，特别是要求原料中的硫、氮、金属等杂质含量及残炭值较低。对于硫、氮、金属等杂质含量及残炭值较高的劣质渣油，必须经过预处理，降低其中的硫、氮、金属等杂质含量及残炭值，才能作为适宜的回炼油催化裂化原料，而渣油加氢处理即为一种切实可行的预处理手段。
渣油加氢处理最初开发的目的是从高硫的原油生产低硫燃料油，但随着对燃料油需求的降低以及对车用燃料需求的增长，渣油加氢逐渐转向主要为回炼油催化裂化或焦化等装置提供原料。通过加氢处理，使劣质渣油中的硫、氮、金属等杂质含量及残炭值明显降低，从而获得回炼油催化裂化装置能够接受的进料。进料质量的改善，回炼油催化裂化装置焦炭产量降低，催化剂消耗量减少，而转化率提高，进而使回炼油催化裂化装置总的操作费用降低。尽管建造渣油加氢装置需要较高的投资，但可通过较高的产品质量和较低的回炼油催化裂化装置操作费用来补偿。Reynolds和Silverman的研究(Hydrocarbon Processing，April 1993)表明，加工阿拉伯轻质常压渣油时，采用渣油加氢/回炼油催化裂化组合，每桶原料的净利润比单独的回炼油催化裂化提高1.45美元。因而，渣油加氢处理为回炼油催化裂化提供原料，已成为炼厂广泛接受的加工路线。
USP4,713,221公开了在常规的渣油加氢和催化裂化联合的基础上，将催化裂化(包括蜡油催化裂化和回炼油催化裂化)的重循环油循环至渣油加氢装置，与渣油混合后进行加氢，再进入催化裂化装置。而对于常规的渣油加氢和催化裂化联合加工方案，催化裂化的重循环油是在催化裂化装置内部进行循环的。这一小的变动，可使炼厂加工每桶原油的效益净增0.29美元。
油浆是催化裂化分馏塔底抽出的带有催化剂粉末的渣油。一般可送回反应器回炼，但会增加焦炭生成量。当再生器烧焦量达到极限，又不想降低装置原料处理量时，常将多余的油浆排出装置去作燃料油，俗称为“甩油浆操作”。油浆经沉降分离催化剂粉末后的油称为澄清油。澄清油含芳烃多，不适宜作催化裂化循环油，而作为焦化原料油用于生产针状石油焦。对于没有焦化装置的炼厂，澄清油大都只能用于调合燃料油，而燃料油是一种低价值的产品。
本发明的目的是在现有技术的基础上提供一种能加工催化裂化油浆、轻质油品收率更高的渣油加氢—回炼油催化裂化组合工艺方法。
本发明提供的工艺方法包括以下步骤：
A、渣油和澄清油一起进入加氢装置，在氢气和催化剂存在下进行加氢反应，分离反应产物得到气体、石脑油、加氢柴油和加氢渣油；
B、加氢渣油进入催化裂化装置，在催化剂存在下进行裂化反应，分离反应产物得到干气、液化气、汽油、柴油、回炼油和油浆，其中回炼油返回至催化裂化装置；
C、油浆经分离器分离出裂化催化剂粉末后，得到澄清油，返回至加氢装置。
步骤A中的渣油既可以是常压渣油，也可以是减压渣油。典型的加氢工艺方法条件为：氢分压5.0～22.0兆帕、反应温度330～450℃、体积空速0.1～3.0小时-1、氢气与原料油的体积比(以下简称氢油比)350～2000，这里的原料油是指渣油和澄清油的混合物。所述的催化剂可以是各种加氢催化剂，其活性金属组分为镍—钨、镍—钨—钴、镍—钼或钴—钼，载体为氧化铝、二氧化硅或无定形硅铝，其中氧化铝为最常用载体。
渣油加氢反应器类型可以是固定床、移动床或沸腾床，渣油加氢装置至少包括一个反应器和一个分馏塔。
加氢处理产物中的气体可以混入炼厂气中，石脑油可作为重整装置的进料，加氢柴油是理想的柴油产品调合组分，加氢渣油可全部作为重油催化裂化装置的进料。
催化裂化装置可以是一套或一套以上，每套装置至少应包括一个反应器、一个再生器和一个分馏塔。催化裂化所使用的催化剂为REY、REHY、ZSM-5等分子筛催化剂或其组合剂，工艺方法条件为：反应温度470～570℃、反应时间1～5秒、催化剂与原料油的重量比(以下简称剂油比)3～10，再生温度650～750℃，这里的原料油是指加氢渣油。
催化裂化产物中的汽油是理想的高辛烷值汽油产品调合组分；如果柴油的十六烷值足够高，可以直接掺入柴油产品中，否则需经加氢处理以提高其十六烷值；回炼油返回催化裂化反应器进一步转化；少量油浆“外甩”出装置，大部分油浆经分离器分离出裂化催化剂粉末后，得到澄清油，返回至加氢装置。
下面结合附图对本发明所提供的工艺方法予以进一步的说明。
图1为本发明所提供的渣油加氢—催化裂化组合工艺方法流程示意图。
图2为常规的渣油加氢—催化裂化联合装置流程示意图。
图1所示的渣油加氢—催化裂化组合工艺方法流程如下：
分别来自于管线1、13和2的渣油、澄清油和氢气进入渣油加氢装置14，在加氢催化剂存在下进行反应，分离渣油加氢的反应产物，得到气体、石脑油、加氢柴油和加氢渣油，其中气体、石脑油和柴油分别经管线3、4、5引出装置，加氢渣油则经管线6进入催化裂化装置15。
来自管线6的加氢渣油进入催化裂化装置15，在裂化催化剂存在下进行反应，分离重油催化裂化的反应产物，得到干气、液化气、汽油、柴油、回炼油和油浆，其中干气、液化气、汽油和柴油分别经管线7、8、9、10引出装置，回炼油经管线11返回至催化裂化装置继续反应，少量油浆经管线18引出装置，大部分油浆经管线12进入分离器16，脱除催化剂粉末后的油浆即澄清油经管线13进入渣油加氢装置14，脱除的催化剂粉末经管线17引出装置。
图2所示的常规的渣油加氢—催化裂化联合装置，与本发明所提供的组合工艺方法相比，油浆经管线14去生产燃料油，或者经管线12进入分离器16脱除催化剂粉末后，澄清油作为生产针状石油焦或碳黑的原料，而不是作为渣油加氢装置的原料。
以上用图1和图2所示的工艺方法流程对本发明作了具体描述，但本发明并不局限于此。
本发明的优点在于：采用本发明所提供的工艺方法流程，将催化裂化装置回炼或外甩的油浆经分离后循环至渣油加氢装置的原料中，使催化裂化油浆转化为附加值更高的轻质油品，提高了汽油和柴油的收率，降低了重油的收率。
下面的实施例将对本发明提供的工艺方法予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明。实施例和对比例中所使用的原料油为常压渣油，其性质列于表1。实施例和对比例中所使用的加氢催化剂相同，均为荷兰阿克苏化学品公司生产，商品牌号为RF-220(加氢脱金属催化剂)、RF-1000(加氢脱硫催化剂)，RF-220、RF-1000两种催化剂分别装填在反应器上段和下段，装填比例为40∶60(体积比)；实施例和对比例中所使用的裂化催化剂相同，均为齐鲁石化公司催化剂厂生产，商品牌号为MLC-500。工艺方法条件和试验结果列于表2，计算基准为常压渣油，其中重油指油浆和部分回炼油，产品总计中汽油的收率为加氢石脑油与催化裂化汽油收率之和，柴油的收率为加氢柴油与催化裂化柴油收率之和。
                          对比例
试验是在图2所示的常规渣油加氢和一套重油催化裂化的联合装置上进行的。
常压渣油进入加氢装置，在氢气和加氢催化剂存在下进行加氢反应，分离反应产物得到气体、石脑油、加氢柴油和加氢渣油；加氢渣油进入重油催化裂化装置，在催化剂存在下进行裂化反应，分离反应产物得到干气、液化气、汽油、柴油、回炼油和油浆，其中回炼油返回至催化裂化装置；催化裂化油浆从装置引出，作为生产燃料油、针状石油焦或炭黑的原料。
                          实施例
试验是在图1所示的渣油加氢—催化裂化组合工艺方法装置上进行的。
常压渣油和澄清油一起进入加氢装置，在氢气和加氢催化剂存在下进行加氢反应，分离反应产物得到气体、石脑油、加氢柴油和加氢渣油；加氢渣油进入重油催化裂化装置，在催化剂存在下进行裂化反应，分离反应产物得到干气、液化气、汽油、柴油、回炼油和油浆，其中回炼油返回至催化裂化装置；少量油浆“外甩”出装置，大部分油浆经分离器分离出裂化催化剂粉末后，得到澄清油，返回至加氢装置。
结果表明，本发明的工艺方法方案与常规的工艺方法方案比较，干气和液化气产率有所下降，而高价值的汽油和柴油产率分别增加了1.20和4.73个百分点，低价值的重油降低了5.22个百分点。
                                 表1
    原料油名称     常压渣油     澄清油     混合油*
密度(20℃)，克/厘米3     0.9580     1.018     0.9622
粘度(100℃)，毫米2/秒     47.6     20.1     46.2
残炭，重％     9.6     8.6     9.6
碳，重％     85.37     90.16     85.98
氢，重％     11.27     8.93     11.03
硫，重％     2.90     0.56     2.60
氮，重％     0.50     0.35     0.39
镍，ppm     34.0     1.8     33.6
钒，ppm     110.0     0.2     99.8
铁，ppm     6.7     0.8     6.4
饱和烃，重％     30.7     20.2     30.3
芳烃，重％     42.5     57.0     43.4
胶质，重％     23.7     16.0     23.0
沥青质(C7不溶物)，重％     3.1     6.8     3.4
*：混合油是常压渣油与澄清油按重量比10∶1混合得到。
                     表2
    实施例     对比例
渣油加氢处理
原料组成，重％
常压渣油     100     100
澄清油     10     0
工艺方法条件
氢分压，兆帕     13.0     13.0
反应温度，℃     384.5     384.5
体积空速，小时-1     0.259     0.235
氢油比     800     800
产品分布，重％
气体     4.32     3.99
石脑油     2.51     1.54
加氢柴油     16.10     13.20
加氢渣油     88.22     82.30
重油催化裂化
工艺方法条件
反应温度，℃     515     515
剂油比     5     5
再生温度，℃     680     680
产品分布，重％
干气     2.17     2.31
液化气     11.91     12.56
汽油     33.28     33.04
柴油     13.07     11.24
重油     18.98     14.20
焦炭     8.82     8.95
产品总计，重％
干气     2.17     2.31
液化气     11.91     12.56
汽油     35.78     34.58
柴油     29.17     24.44
重油     8.98     14.20

Claims (5)

1、一种渣油加氢处理—催化裂化组合工艺方法，包括：
A、渣油和澄清油一起进入加氢处理装置，在氢气和加氢催化剂存在下进行加氢反应，加氢反应条件为：氢分压5.0～22.0兆帕、反应温度330～450℃、体积空速0.1～3.0小时-1、氢气与原料油的体积比350～2000；
B、所得加氢渣油进入催化裂化装置，在裂化催化剂存在下进行裂化反应，裂化反应条件为：反应温度470～570℃、反应时间1～5秒、催化剂与原料油的重量比3～10，再生温度650～750℃；
C、由所得油浆分离得到的澄清油返回加氢装置。
2、按照权利要求1的工艺方法，其特征在于步骤A中所述的渣油是常压渣油和/或减压渣油。
3、按照权利要求1的工艺方法，其特征在于步骤A中所述的催化剂是加氢催化剂，其活性金属组分选自镍—钨、镍—钨—钴、镍—钼或钴—钼，载体选自氧化铝、二氧化硅或无定形硅铝。
4、按照权利要求1的工艺方法，其特征在于所述的原料油是渣油和澄清油的混合物，澄清油占渣油的3～20重％。
5、按照权利要求1的工艺方法，其特征在于步骤B中所述的催化裂化装置可以是一套或一套以上。
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