CN116355649A - 一种生产轻芳烃和重芳烃的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生产轻芳烃和重芳烃的装置及方法，装置包括第一提升管装置、主分馏塔、第二提升管装置、副分馏塔、加氢装置、蒸馏切割装置、汽油芳烃抽提装置和油浆芳烃抽提装置；第一提升管装置、主分馏塔、第二提升管装置、副分馏塔、加氢装置、蒸馏切割装置、汽油芳烃抽提装置依次连通，主分馏塔的催化油浆出口、副分馏塔的裂化油浆出口与油浆芳烃抽提装置的入料口连通；该装置利用FCC装置所产汽油产品和柴油产品中大量的芳烃资源生产化工原料，在提高经济效益的同时可解决炼厂劣质柴油的出路问题，经济、社会效益显著。
Description
技术领域
本发明涉及石油炼制领域，具体涉及一种生产轻芳烃和重芳烃的装置及方法。
背景技术
近年来，受经济增速放缓、经济结构变化和新能源迅速发展等因素的影响，石油消费结构正发生变化，用于生产化工产品的石油占比呈上行趋势，化工产品的需求增速远大于油品需求增速，这促使炼油产业发生深刻变革。成品油需求必然达峰后进入下降阶段，而化工品的需求仍将保持长期增长。因此，未来新建炼化项目需关注如何提高化工品收率，以提升竞争力。对于现存炼化企业，需持续投资对存量产能进行产品结构改造，将成品油尽量转化为化工品。
催化裂化(FCC)装置在炼化企业中占有重要地位，催化裂化是炼化企业重油轻质化的主要方式之一。我国车用汽油总产量的70％、车用柴油总产量的1/3仍来自于FCC装置。因此，在当前“油转化、油转特”的背景下，对存量FCC装置进行技术改造，用于生产化工原料，提高产品附加值，是目前解决成品油产能过剩和提高炼化企业经济效益的有效途径。
FCC装置生产的汽油、柴油、油浆产品中含有大量芳烃资源。其中轻质芳烃(BTX)作为重要的有机化工原料，其生产原料及产品供应上存在长期紧缺；重芳烃作为生产针状焦的优质原料，可满足快速发展的新能源市场需求。因此，开发劣质重油生产轻芳烃和重芳烃工艺，利用FCC装置所产汽油、柴油和油浆产品中的富芳烃资源用于生产轻质芳烃和重芳烃，既能拓展芳烃原料来源，又能实现增产芳烃等高附加值产品。
中国专利文献2020106829057提供了一种低碳烯烃和芳烃的多产装置及方法，多产装置包括两个提升管反应器、两个沉降器、两个分馏塔、汽油加氢脱硫装置、汽油切割蒸馏装置及芳烃抽提装置。第一提升管反应器、第一沉降器、第一分馏塔的催化汽油出口、第二提升管反应器的入料口、第二沉降器、第二分馏塔、第二分馏塔的催化汽油出口、汽油加氢脱硫装置、汽油切割蒸馏装置、汽油切割蒸馏装置的汽油重馏分出口与芳烃抽提装置依次连接；该装置用于生产低碳烯烃和芳烃，但对油浆中的重芳烃成分利用率低。
目前，没有相对成熟的利用重油原料同时制轻芳烃和重芳烃的技术，在当前“油转化、油产化”的背景下，开发劣质重油生产轻芳烃和重芳烃工艺，将劣质原料低成本转化为高附加值的芳烃产品，是对重油制芳烃技术路线的有效开拓。
发明内容
为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种生产轻芳烃和重芳烃的装置及方法，利用FCC装置所产汽油产品和柴油产品中大量的芳烃资源生产化工原料，在提高经济效益的同时可解决炼厂劣质柴油的出路问题，经济、社会效益显著。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种生产轻芳烃和重芳烃的装置，包括第一提升管装置、主分馏塔、第二提升管装置、副分馏塔、加氢装置、蒸馏切割装置、汽油芳烃抽提装置和油浆芳烃抽提装置；
第一提升管装置的出料口与主分馏塔的入料口连通，主分馏塔的催化汽油出口、催化柴油出口与第二提升管装置的入料口连通，第二提升管装置的出料口与副分馏塔的入料口连通，副分馏塔的裂化汽油出口与加氢装置的入料口连通，加氢装置的出料口与蒸馏切割装置的入料口连通，蒸馏切割装置的重馏分出料口与汽油芳烃抽提装置的入料口连通；
主分馏塔的催化油浆出口、副分馏塔的裂化油浆出口与油浆芳烃抽提装置的入料口连通，油浆芳烃抽提装置的抽余油浆出口、副分馏塔的裂化柴油出口与第一提升管装置的入料口连通；
蒸馏切割装置的轻馏分出口、汽油芳烃抽提装置的抽余汽油出口与第二提升管装置的入料口连通。
本发明还要求保护一种利用所述装置生产轻芳烃和重芳烃的方法，包括如下步骤：
a、将重油原料引入第一提升管装置进行反应，反应油气一于主分馏塔进行分馏，得到气体、催化汽油、催化柴油和催化油浆；
b、将催化汽油、催化柴油引入第二提升管装置进行反应，反应油气二于副分馏塔进行分馏，得到反应油气三、裂化汽油、裂化柴油和裂化油浆；
c、将裂化汽油引入加氢装置进行加氢反应，得到精制汽油，将精制汽油引入蒸馏切割装置进行切割分馏，得到轻馏分和重馏分；
d、重馏分进入汽油芳烃抽提装置进行芳烃抽提和芳烃分馏，得到抽余汽油和轻芳烃；将轻馏分、抽余汽油引入第二提升管装置进行循环；
e、将催化油浆与裂化油浆引入油浆芳烃抽提装置进行反应，得到抽余油浆和重芳烃；将裂化柴油、抽余油浆引入第一提升管装置进行循环。
优选的，步骤a中，第一提升管装置中反应温度为480～550℃，剂油比为5～10，反应压力为0.1～0.4Mpa，反应时间为3～6s，雾化水蒸气占进料量的3～8wt％；催化剂选用常规催化裂化催化剂。
优选的，步骤b中，第二提升管装置中反应温度为550～650℃，剂油比为8～14，反应压力为0.1～0.4Mpa，反应时间为2～5s，雾化水蒸气占进料量的1～4wt％；催化剂选用常规催化裂化催化剂。
优选的，步骤c中，加氢装置中反应温度为300～420℃，氢分压为2.5～3.5MPa，氢/油体积比为300～500:1，体积空速为1.5～4h-1；催化剂选用钴-钼催化剂。
优选的，步骤c中，蒸馏切割装置中精制汽油切割点为70～80℃，优选为75℃。
优选的，步骤d中，汽油芳烃抽提装置中抽提溶剂为环丁砜、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲酰吗啉、三甘醇、四甘醇、五甘醇、甲醇或乙腈中的一种或多种；溶剂与重馏分的质量比为3～8:1。
优选的，步骤d中，汽油芳烃抽提装置中塔顶温度为65～90℃，压力为0.45～0.65MPa。
优选的，步骤e中，油浆芳烃抽提装置中抽提溶剂为糠醛，溶剂与油浆的质量比为3～8:1，塔顶温度为50～100℃，塔底温度为40～80℃，塔顶压力0.01～0.1MPa。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)本发明提供的一种生产轻芳烃和重芳烃的装置及方法，充分利用双提升管装置灵活多效的优势，第一提升管装置加工催化汽油和催化柴油，第二提升管装置加工裂化汽油和裂化柴油，为不同的原料创造独立反应空间，匹配各自最适宜的反应条件，实现轻芳烃和重芳烃收率最大化。
2)本发明提供的一种生产轻芳烃和重芳烃的装置及方法，通过第一提升管装置、第二提升管装置接力裂化，使柴油馏分中的单环长支链芳烃尽可能转化为轻芳烃；通过两根提升管循环裂化，使柴油馏分中的双环芳烃尽可能转化为重芳烃。
3)本发明提供的一种生产轻芳烃和重芳烃的装置及方法，劣质重油经过催化裂化工艺加工后，汽油和柴油收率较高，汽、柴油馏分中芳烃含量较高，该部分产品附加值相对较低，通过深度裂化和循环裂化等技术手段，将该部分产品最大化转化为轻芳烃和重芳烃，可以实现劣质重油的高效利用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例示意图，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明提供的生产轻芳烃和重芳烃的装置示意图；
图2为本发明提供的生产轻芳烃和重芳烃的方法流程示意图。
图中，1、重油原料，2、第一提升管装置，3、反应油气一，4、主分馏塔，5、气体，6、催化汽油，7、催化柴油，8、催化油浆，9、第二提升管装置，10、反应油气二，11、副分馏塔，12、反应油气三，13、裂化汽油，14、裂化柴油，15、裂化油浆，16、加氢装置，17、精制汽油，18、蒸馏切割装置，19、轻馏分，20、重馏分，21、汽油芳烃抽提装置，22、抽余汽油，23、轻芳烃，24、油浆芳烃抽提装置，25、抽余油浆，26、重芳烃。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合实施例，对本发明作进一步的详细说明。当然，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如无特殊说明外，本发明中的化学试剂和材料均通过市场途径购买或通过市场途径购买的原料合成。
如图1所示，为本发明提供的一种生产轻芳烃和重芳烃的装置，包括第一提升管装置2、主分馏塔4、第二提升管装置9、副分馏塔11、加氢装置16、蒸馏切割装置18、汽油芳烃抽提装置21和油浆芳烃抽提装置24；
第一提升管装置2的出料口与主分馏塔4的入料口连通，主分馏塔4的催化汽油出口、催化柴油出口与第二提升管装置9的入料口连通，第二提升管装置9的出料口与副分馏塔11的入料口连通，副分馏塔11的裂化汽油出口与加氢装置16的入料口连通，加氢装置16的出料口与蒸馏切割装置18的入料口连通，蒸馏切割装置18的重馏分出料口与汽油芳烃抽提装置21的入料口连通；
主分馏塔4的催化油浆出口、副分馏塔11的裂化油浆出口与油浆芳烃抽提装置24的入料口连通，油浆芳烃抽提装置24的抽余油浆出口、副分馏塔11的裂化柴油出口与第一提升管装置2的入料口连通；
蒸馏切割装置18的轻馏分出口、汽油芳烃抽提装置21的抽余汽油出口与第二提升管装置9的入料口连通。
如图2所示，为本发明提供的利用所述装置生产轻芳烃和重芳烃的方法，包括如下步骤：
a、将重油原料1引入第一提升管装置2进行反应，反应油气一3于主分馏塔4进行分馏，得到气体5、催化汽油6、催化柴油7和催化油浆8；
具体的，步骤a中，第一提升管装置2中反应温度为480～550℃；剂油比为5～10；反应压力为0.1～0.4Mpa；反应时间为3～6s；雾化水蒸气占进料量的3～8wt％；催化剂选用常规催化裂化催化剂。
b、将催化汽油6、催化柴油7引入第二提升管装置9进行反应，反应油气二10于副分馏塔11进行分馏，得到反应油气三12、裂化汽油13、裂化柴油14和裂化油浆15；
具体的，步骤b中，第二提升管装置9中反应温度为550～650℃；剂油比为8～14；反应压力为0.1～0.4Mpa；反应时间为2～5s；雾化水蒸气占进料量的1～4wt％；催化剂选用常规催化裂化催化剂。
c、将裂化汽油13引入加氢装置16进行加氢反应，使烯烃饱和并脱除部分硫、氮化合物，得到精制汽油17，将精制汽油17引入蒸馏切割装置18进行切割分馏，得到轻馏分19和重馏分20；
具体的，步骤c中，加氢装置16中反应温度为300～420℃；氢分压为2.5～3.5MPa；氢/油体积比为300～500:1；体积空速为1.5～4h-1；加氢反应的催化剂选用钴-钼催化剂；
进一步的，蒸馏切割装置18中精制汽油17切割点为70～80℃，优选为75℃。
d、重馏分20进入汽油芳烃抽提装置21进行芳烃抽提和芳烃分馏，得到抽余汽油22和轻芳烃23；将轻馏分19、抽余汽油22引入第二提升管装置9进行循环；
具体的，步骤d中，汽油芳烃抽提装置21中抽提溶剂为环丁砜、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲酰吗啉、三甘醇、四甘醇、五甘醇、甲醇或乙腈中的一种或多种；溶剂与重馏分20的质量比为3～8:1；
进一步的，汽油芳烃抽提装置21中塔顶温度为65～90℃；压力为0.45～0.65MPa。
e、将催化油浆8与裂化油浆15引入油浆芳烃抽提装置24进行反应，得到抽余油浆25和重芳烃26；将裂化柴油14、抽余油浆25引入第一提升管装置2进行循环。
具体的，步骤e中，油浆芳烃抽提装置24中抽提溶剂为糠醛，溶剂与油浆的质量比为3～8:1；塔顶温度为50～100℃；塔底温度为40～80℃；塔顶压力0.01～0.1MPa。
下面通过具体实施例，来对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种生产轻芳烃和重芳烃的装置，包括第一提升管装置2、主分馏塔4、第二提升管装置9、副分馏塔11、加氢装置16、蒸馏切割装置18、汽油芳烃抽提装置21和油浆芳烃抽提装置24；
第一提升管装置2的出料口与主分馏塔4的入料口连通，主分馏塔4的催化汽油出口、催化柴油出口与第二提升管装置9的入料口连通，第二提升管装置9的出料口与副分馏塔11的入料口连通，副分馏塔11的裂化汽油出口与加氢装置16的入料口连通，加氢装置16的出料口与蒸馏切割装置18的入料口连通，蒸馏切割装置18的重馏分出料口与汽油芳烃抽提装置21的入料口连通；
主分馏塔4的催化油浆出口、副分馏塔11的裂化油浆出口与油浆芳烃抽提装置24的入料口连通，油浆芳烃抽提装置24的抽余油浆出口、副分馏塔11的裂化柴油出口与第一提升管装置2的入料口连通；
蒸馏切割装置18的轻馏分出口、汽油芳烃抽提装置21的抽余汽油出口与第二提升管装置9的入料口连通。
实施例2
一种生产轻芳烃和重芳烃的方法，包括如下步骤：
a、将重油原料1引入第一提升管装置2进行反应，反应油气一3于主分馏塔4进行分馏，得到气体5、催化汽油6、催化柴油7和催化油浆8；
b、将催化汽油6、催化柴油7引入第二提升管装置9进行反应，反应油气二10于副分馏塔11进行分馏，得到反应油气三12、裂化汽油13、裂化柴油14和裂化油浆15；
c、将裂化汽油13引入加氢装置16进行加氢反应，使烯烃饱和并脱除部分硫、氮化合物，得到精制汽油17，将精制汽油17引入蒸馏切割装置18进行切割分馏，得到轻馏分19和重馏分20；
d、重馏分20进入汽油芳烃抽提装置21进行芳烃抽提和芳烃分馏，得到抽余汽油22和轻芳烃23；将轻馏分19、抽余汽油22引入第二提升管装置9进行循环；
e、将催化油浆8与裂化油浆15引入油浆芳烃抽提装置24进行反应，得到抽余油浆25和重芳烃26；将裂化柴油14、抽余油浆25引入第一提升管装置2进行循环。
实施例3
一种生产轻芳烃和重芳烃的方法，步骤同实施例2，所不同的是重油原料的性质发生变化，重油原料性质见表1，全工艺主要操作条件见表2，全工艺产品分布见表3。
实施例4
一种生产轻芳烃和重芳烃的方法，步骤同实施例2，所不同的是重油原料的性质发生变化，重油原料性质见表1，全工艺主要操作条件见表2，全工艺产品分布见表3。
表1实施例2～4重油原料性质
表2实施例2～4主要操作条件
表3实施例2～4全产品分布
| 项目 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 气体/wt％ | 43.0 | 42.0 | 40.9 |
| 焦炭/wt％ | 33.5 | 33.5 | 33.4 |
| 轻芳烃/wt％ | 9.5 | 9.9 | 10.4 |
| 重芳烃/wt％ | 14.0 | 14.6 | 15.3 |
| 合计/wt％ | 100 | 100 | 100 |
从表3数据对比情况可知，实施例的芳烃产品产率合计可以达到43wt％以上。该实例充分利用炼厂现有装置，将劣质重油最大化制成高附加值的轻芳烃和重芳烃产品，可有效解决成品油产能过剩，提高炼化企业经济效益。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种生产轻芳烃和重芳烃的装置，其特征在于，包括第一提升管装置(2)、主分馏塔(4)、第二提升管装置(9)、副分馏塔(11)、加氢装置(16)、蒸馏切割装置(18)、汽油芳烃抽提装置(21)和油浆芳烃抽提装置(24)；
第一提升管装置(2)的出料口与主分馏塔(4)的入料口连通，主分馏塔(4)的催化汽油出口、催化柴油出口与第二提升管装置(9)的入料口连通，第二提升管装置(9)的出料口与副分馏塔(11)的入料口连通，副分馏塔(11)的裂化汽油出口与加氢装置(16)的入料口连通，加氢装置(16)的出料口与蒸馏切割装置(18)的入料口连通，蒸馏切割装置(18)的重馏分出料口与汽油芳烃抽提装置(21)的入料口连通；
主分馏塔(4)的催化油浆出口、副分馏塔(11)的裂化油浆出口与油浆芳烃抽提装置(24)的入料口连通。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，油浆芳烃抽提装置(24)的抽余油浆出口、副分馏塔(11)的裂化柴油出口与第一提升管装置(2)的入料口连通；
蒸馏切割装置(18)的轻馏分出口、汽油芳烃抽提装置(21)的抽余汽油出口与第二提升管装置(9)的入料口连通。
3.一种利用权利要求1或2所述装置生产轻芳烃和重芳烃的方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、将重油原料(1)引入第一提升管装置(2)进行反应，反应油气一(3)于主分馏塔(4)进行分馏，得到气体(5)、催化汽油(6)、催化柴油(7)和催化油浆(8)；
b、将催化汽油(6)、催化柴油(7)引入第二提升管装置(9)进行反应，反应油气二(10)于副分馏塔(11)进行分馏，得到反应油气三(12)、裂化汽油(13)、裂化柴油(14)和裂化油浆(15)；
c、将裂化汽油(13)引入加氢装置(16)进行加氢反应，得到精制汽油(17)，将精制汽油(17)引入蒸馏切割装置(18)进行切割分馏，得到轻馏分(19)和重馏分(20)；
d、重馏分(20)进入汽油芳烃抽提装置(21)进行芳烃抽提和芳烃分馏，得到抽余汽油(22)和轻芳烃(23)；将轻馏分(19)、抽余汽油(22)引入第二提升管装置(9)进行循环；
e、将催化油浆(8)与裂化油浆(15)引入油浆芳烃抽提装置(24)进行反应，得到抽余油浆(25)和重芳烃(26)；将裂化柴油(14)、抽余油浆(25)引入第一提升管装置(2)进行循环。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤a中，第一提升管装置(2)中反应温度为480～550℃，剂油比为5～10，反应压力为0.1～0.4Mpa，反应时间为3～6s，雾化水蒸气占进料量的3～8wt％。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤b中，第二提升管装置(9)中反应温度为550～650℃，剂油比为8～14，反应压力为0.1～0.4Mpa，反应时间为2～5s，雾化水蒸气占进料量的1～4wt％。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤c中，加氢装置(16)中反应温度为300～420℃，氢分压为2.5～3.5MPa，氢/油体积比为300～500：1，体积空速为1.5～4h-1，催化剂选用钴-钼催化剂。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤c中，蒸馏切割装置(18)中精制汽油(17)切割点为70～80℃。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤d中，汽油芳烃抽提装置(21)中抽提溶剂为环丁砜、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲酰吗啉、三甘醇、四甘醇、五甘醇、甲醇或乙腈中的一种或多种；溶剂与重馏分(20)的质量比为3～8：1。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤d中，汽油芳烃抽提装置(21)中塔顶温度为65～90℃，压力为0.45～0.65MPa。
10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤e中，油浆芳烃抽提装置(24)中抽提溶剂为糠醛，溶剂与油浆的质量比为3～8：1，塔顶温度为50～100℃，塔底温度为40～80℃，塔顶压力0.01～0.1MPa。
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