CN1195822C - 一种脱油沥青减粘裂化方法 - Google Patents

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Abstract

一种脱油沥青减粘裂化方法，是以溶剂脱沥青装置生产的脱油沥青为原料，掺入1～50%的催化裂化澄清油，进入上流式减粘裂化装置，采用低温长停留时间的操作方式，既降低了脱油沥青的粘度，又保证了减粘加热炉长周期的运转。

Description

一种脱油沥青减粘裂化方法
技术领域
本发明属于一种在不存在氢的情况下烃油的非催化热裂化的方法，更具体地说，本发明是一种重质渣油经溶剂脱沥青装置生产的脱油沥青进行减粘裂化的方法。
背景技术
减粘裂化工艺是重油轻质化手段之一，是重质渣油热裂化过程的一种特殊应用，其主要目的在于最大限度地降低渣油的粘度，减少商品燃料油中稀释轻油的用量。重质渣油减粘裂化是在一定温度下发生裂解和缩合两类不同方向热反应的重质渣油加工工艺。粘度的降低主要是由于非沥青质进行热裂解引起的。
溶剂脱沥青工艺是一种已有六十多年工业化历史的重质渣油深加工工艺，该工艺早期主要用于生产重质润滑油，随着渣油深度加工技术的普遍应用，利用该工艺生产催化裂化原料以提供渣油合理利用率，当提高脱沥青油收率时，联产的脱油沥青质量明显变差，这种劣质硬沥青已不能作为石油沥青，假如作为燃料油，由于粘度高，需调入大量稀释轻油，很不经济。
脱油沥青是一种特殊的胶体溶液，在该体系中，带有不同侧链的芳香环相互连接成片，片与片之间又相互连接成核，这些核吸附各种高分子烃，构成体系的分散相，各种小分子芳香化合物及烷烃构成体系的连续相。由于脱油沥青是从重质渣油中经溶剂抽提后得到的富集沥青质和重胶质的组分。在热反应条件下，脱油沥青与重质渣油相比，前者中的重组分更易析出，结焦倾向更大。
近年来，为了解决脱油沥青的出路问题，沥青的转化越来越受到重视。例如：
USP4,428,824公开了溶剂脱沥青工艺与减粘裂化工艺组合过程，是重质渣油经溶剂脱沥青处理后，得到的脱沥青油进行减粘裂化过程，然后再把溶剂脱沥青工艺生产的脱油沥青与经减粘裂化过程后的脱沥青油再调和成低粘度和倾点的燃料油，此工艺为了延长周期，回避了重质组分即脱油沥青的热转化，而把高质量可用于下游裂化(如催化裂化和加氢裂化等)装置加工的轻组分即脱沥青油进行减粘裂化，使加工成本增加。
EP0133774公开了一种减粘裂化的方法，该方法在减粘裂化过程中加入供氢剂催化裂化油浆和轻循环油，以提高减粘裂化的苛刻度，达到降低重质渣油的目的。但是由于催化裂化油浆和轻循环油中含有催化剂粉末，因此，将大大缩短开工周期，并对系统造成堵塞、磨损，并影响产品质量。
USP4,298,455公开了一种降低粘度的方法，该方法是在重质渣油中加入自由基引发剂和链转移剂，在缓和条件下进行减粘裂化，来降低反应苛刻度达到降低粘度的目的。在缓和条件下虽然可以延长开工周期，但加入的自由基引发剂和链转移剂均为有机化合物，增加了成本和费用。
发明内容
本发明的目的是提供一种脱油沥青的减粘裂化方法，以降低脱油沥青的粘度。
本发明的目的是通过下述方案实现的：重质原料进入溶剂脱沥青装置，经低分子烷烃溶剂抽提得到脱沥青油和脱油沥青；催化裂化油浆进入沉降塔，经沉降脱除其中的催化剂粉末后得到催化裂化澄清油；脱油沥青与催化裂化澄清油混合后，进入上流式减粘裂化装置的加热炉加热，然后进入减粘裂化装置的反应器，在反应器内进行减粘裂化反应，反应物流进入减粘裂化装置的分馏塔，分馏出减粘气体、减粘汽油和减粘渣油，减粘渣油可作为重质燃料油。
本发明的详细操作过程包括：
(1)、重质原料进入溶剂脱沥青装置，溶剂为丙烷、丁烷、戊烷或上述两种或三种以任意比例混合的溶剂，抽提温度为60～280℃，压力为1.0～6.0MPa，溶剂比为1.0～15.0v/v，所得脱油沥青收率为10～90m％；
(2)、催化裂化油浆从催化裂化分馏塔底进入沉降塔，沉降塔温度为70℃～250℃，沉降时间为1～120小时，脱除其中的催化剂粉末后得到催化裂化澄清油；
(3)、催化裂化澄清油和脱油沥青按照重量比例0.01～1.0∶1混合，混合物料进入上流式减粘裂化装置加热炉，加热炉出口温度为370℃～480℃，注水量为1.0～10.0％(占混合进料)，加热过的混合物料从上流式减粘裂化装置的反应器底部进入反应器，反应器底部温度为350℃～470℃，顶部温度为340℃～460℃，停留时间为10～120分钟，操作压力为0.1～1.5MPa，反应物流从上流式减粘裂化装置的反应器顶部逸出，进入上流式减粘裂化装置的分馏塔，分离得到减粘气体、减粘汽油和减粘渣油。
溶剂脱沥青所用的重质原料为任何原油的常压渣油、减压渣油、减粘渣油、催化裂化油浆、加氢裂化尾油、乙烯渣油和润滑油抽出油及其两种或两种以上的混合油。
附图说明
下面结合附图对本发明所提供的方法予以进一步的说明，但本发明并不局限于此。
附图为本发明所提供脱油沥青减粘裂化方法的流程示意图。
重质渣油和低分子烷烃溶剂分别经管线1和2进入溶剂脱沥青装置3，经溶剂抽提后的脱沥青油经管线4可送入下游装置加工，同时产生脱油沥青。
催化裂化油浆从催化裂化分馏塔底(图中未标出)出来经管线6进入沉降塔7，经过加热沉降脱除催化剂粉末，然后从沉降塔出来经管线8与来自管线5的脱油沥青混合，混合后的物流经管线9进入上流式减粘裂化装置的加热炉10加热，加热过的物流经管线11从上流式减粘裂化装置的反应器12底部进入反应器，经减粘裂化反应过的物流从反应器顶部逸出，经管线13进入上流式减粘裂化装置的分馏塔14，分离得到的减粘气体、减粘汽油和减粘渣油分别经管线15、16和17出装置。
本发明的优点：
(1)、由于脱除了催化裂化油浆的催化剂粉末，避免了装置的结焦、堵塞和磨损，反应产品质量可以满足燃料油的要求。
(2)、尽管脱油沥青粘度很高，但通过本发明的方法，经减粘裂化反应后，可作为燃料油，为其出路提供了有效的加工途径。
(3)、由于催化裂化澄清油的掺入，使脱油沥青胶质体系更趋于稳定，在受热过程中，大大降低了结焦倾向，延长减粘装置的开工周期。
下面结合实施例进一步描述本发明的特点。
具体实施方式
                          实施例1
本实施例采用的溶剂脱沥青原料是减压渣油A，减压渣油A经丙烷脱沥青后得到脱油沥青，脱油沥青收率为50m％。减压渣油A和脱油沥青的性质分别见表1和表2。从表2可以看出，脱油沥青在100℃下的运动粘度是减压渣油A的5倍，作为可裂化的组分饱和烃仅有15.4m％，胶质高达近50m％。
催化裂化油浆在沉降罐中在150℃下沉降48小时后，灰份降低了75％，金属铝含量降低了80％以上。催化裂化澄清油与上述脱油沥青按照重量比0.042∶1混合后进行减粘裂化，减粘裂化试验是在处理量为5千克/小时的中型减粘裂化装置上进行的。表3是催化裂化澄清油与脱油沥青的混合物性质，表4为混合物料的减粘裂化工艺条件和物料平衡。表5为减粘渣油的性质。从表5可以看出，脱油沥青的粘度(100℃)已经降到123mm2/s，减粘效果明显。
                          实施例2
将实施例1中的催化裂化澄清油与脱油沥青按照重量比0.087∶1混合后进行减粘裂化试验。催化裂化澄清油与脱油沥青的混合物性质如表3所示，表4为混合物料的减粘裂化工艺条件和物料平衡。表5为减粘渣油的性质。从表5可以看出，脱油沥青的粘度(100℃)已经降到118.3mm2/s，减粘效果明显。
                          实施例3
将实施例1中的催化裂化澄清油与脱油沥青按照重量比0.111∶1混合后进行减粘裂化试验。催化裂化澄清油与脱油沥青的混合物性质如表3所示，表4为混合物料的减粘裂化工艺条件和物料平衡。表5为减粘渣油的性质。从表5可以看出，脱油沥青的粘度(100℃)已经降到105.8mm2/s，减粘效果明显。
                          实施例4
本实施例采用的溶剂脱沥青原料是减压渣油B，减压渣油B经丁烷脱沥青后得到脱油沥青，脱油沥青收率为63m％。减压渣油A和脱油沥青的性质分别见表1和表2。从表2可以看出，脱油沥青在100℃下的运动粘度约是减压渣油B的10倍，作为可裂化的组分饱和烃仅有5.2m％，胶质高达52m％。
将实施例1中的催化裂化澄清油与上述脱油沥青按照重量比0.053∶1混合后进行减粘裂化试验。催化裂化澄清油与脱油沥青的混合物性质如表6所示，表7为混合物料的减粘裂化工艺条件和物料平衡。表8为减粘渣油的性质。从表8可以看出，脱油沥青的粘度(100℃)已经降到962.6mm2/s，减粘效果明显。
                          实施例5
将实施例1中的催化裂化澄清油与实施例4中的上述脱油沥青按照重量比0.111∶1混合后进行减粘裂化试验。催化裂化澄清油与脱油沥青的混合物性质如表6所示，表7为混合物料的减粘裂化工艺条件和物料平衡。表8为减粘渣油的性质。从表8可以看出，脱油沥青的粘度(100℃)已经降到954.56mm2/s，减粘效果明显。
                               表1
   减压渣油A    减压渣油B     澄清油
密度(20℃)，g/cm3    0.9207    0.9709     1.027
运动粘度(100℃)，mm2/s    122    765.4     11.43
凝点，℃    38    35     27
烃族组成，m％
饱和烃    31.7    27.00     29.8
芳烃    35.1    35.20     59.0
胶质    33.0    35.50     10.6
沥青质    0.20    2.30     0.6
                         表2
溶剂脱油沥青原料     减压渣油A    减压渣油B
溶剂     丙烷    丁烷
工艺条件
抽提温度，℃     65    82
压力，MPa     3.8    3.5
溶剂比，v/v     6/1    6/1
脱油沥青收率，m％     50    37
脱油沥青性质
密度(20℃)，g/cm3     0.9528    1.037
运动粘度(100℃)，mm2/s     620.4    7334
凝点，℃     740    740
烃族组成，m％
饱和烃     15.4    5.2
芳烃     35.2    39.04
胶质     49.2    52.3
沥青质     0.2    3.46
                             表3
    实施例1     实施例2     实施例3
澄清油掺入比例，m％     4.2     8.7     11.1
密度(20℃)，g/cm3     0.9683     0.9874     0.9989
运动粘度(100℃)，mm2/s     589.6     568.8     548.9
凝点，℃     38     35     34
烃族组成，m％
饱和烃     16.5     17.1     17.9
芳烃     35.8     37.3     36.7
胶质     47.3     45.2     44.9
沥青质     0.4     0.4     0.5
                          表4
   实施例1    实施例2     实施例3
澄清油掺入比例，m％    4.2    8.7     11.1
工艺条件
反应温度，℃    420    420     420
反应压力，MPa    0.40    0.40     0.40
停留时间，分钟    40    40     40
物料平衡，m％
减粘气体    1.52    1.61     1.83
减粘汽油    2.40    2.48     2.51
减粘渣油    96.08    95.91     95.66
                              表5
    实施例1     实施例2     实施例3
澄清油掺入比例，m％     4.2     8.7     11.1
密度(20℃)，g/cm3     0.9605     0.9677     0.9752
运动粘度(100℃)，mm2/s     123.0     118.3     105.8
凝点，℃     26     27     29
安定性，级     1.5     1.5     1.5
配伍性，级     1.5     1.5     1.5
                       表6
    实施例4     实施例5
澄清油掺入比例，m％     5.3     11.1
密度(20℃)，g/cm3     1.0284     1.0298
运动粘度(100℃)，mm2/s     6987     6681
凝点，℃     39     38
烃族组成，m％
饱和烃     5.9     6.2
芳烃     39.4     40.1
胶质     51.4     50.6
沥青质     3.3     3.1
                     表7
    实施例4     实施例5
澄清油掺入比例，m％     5.3     11.1
工艺条件
反应温度，℃     415     415
反应压力，MPa     0.40     0.40
停留时间，分钟     50     50
物料平衡，m％
减粘气体     1.06     1.53
减粘汽油     2.43     2.89
减粘渣油     96.51     95.58
                          表8
    实施例4     实施例5
澄清油掺入比例，m％     5     10
密度(20℃)，g/cm3     0.9984     0.9899
运动粘度(100℃)，mm2/s     962.6     954.5
凝点，℃     35     34
安定性，级     1.0     1.0
配伍性，级     1.5     1.0

Claims (5)

1、一种脱油沥青减粘裂化方法，包括：
(1)、重质原料进入溶剂脱沥青装置，经低分子烷烃溶剂抽提得到脱沥青油和脱油沥青；
(2)、催化裂化油浆进入沉降塔，经沉降脱除其中的催化剂粉末后得到催化裂化澄清油；
(3)、所述催化裂化澄清油和所述脱油沥青按照重量比例0.01～1.0∶1混合后，进入上流式减粘裂化装置的加热炉加热，所述加热炉出口温度为370℃～480℃，注水量占混合进料总重量的1.0～10.0％，然后进入所述减粘裂化装置的反应器，在反应器内进行减粘裂化反应，所述反应器底部温度为350℃～470℃，顶部温度为340℃～460℃，停留时间为10～120分钟，操作压力为0.1～1.5MPa，反应物流进入减粘裂化装置的分馏塔，分馏出减粘气体、减粘汽油和减粘渣油。
2、按照权利要求1的方法，其特征在于步骤(1)所述的重质原料为任何原油的常压渣油、减压渣油、减粘渣油、催化裂化油浆、加氢裂化尾油、乙烯渣油、润滑油抽出油或其两种或两种以上的混合油。
3、按照权利要求1的方法，其特征在于步骤(1)所述的溶剂为丙烷、丁烷、戊烷或上述两种或三种以任意比例混合的混合物。
4、按照权利要求1的方法，其特征在于步骤(1)中溶剂脱沥青的操作条件如下：抽提温度为60～280℃，压力为1.0～6.0MPa，溶剂比为1.0～15.0v/v。
5、按照权利要求1的方法，其特征在于步骤(2)中沉降温度为70℃～250℃，沉降时间为1～120小时。
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