CN212894597U - 一种重油原料的超临界萃取系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种重油原料的超临界萃取系统，其包括超临界萃取单元及悬浮床加氢单元，超临界萃取单元包括沥青分离塔、沥青汽提塔、脱沥青油分离塔、脱沥青油汽提塔、第一空冷器及分离罐，沥青分离塔连接有溶剂进料管路及重油进料管路，沥青分离塔的底部出料口连接至沥青汽提塔，沥青分离塔的顶部气体出口连接至脱沥青油分离塔，脱沥青油分离塔的底部出口连接至脱沥青油汽提塔，沥青汽提塔的出料口连接至悬浮床加氢单元，沥青汽提塔的顶部气体出口经第一空冷器连接至分离罐。本实用新型的重油原料的超临界萃取系统，采用超临界萃取单元与悬浮床加氢单元进行组合的生产系统，采用造粒溶脱单元替代减压塔系统，大幅提高装置操作的稳定性和操作弹性，降低操作成本和投资成本。

Description

一种重油原料的超临界萃取系统

技术领域

本实用新型属于重油处理技术领域，尤其是一种重油原料的超临界萃取系统。

背景技术

未来10-15年，我国国民经济预计仍将继续以6-7％左右的速度快速发展，石油产品消费仍处于增长期，原油消费量年均增长6.4％，而国内原油产量年增长率仅为1.9％。随着进口原油数量不断增加，国际市场上优质原油可供选择性也在降低，轻质原油在进口原油中所占比重日益下降，而各种高密度重油及劣质的高硫、高酸重油所占比重持续上升。这些稠油和超重油，相对密度一般均在0.96以上，加工难度较大，而如何转化这些稠油、超重油生成的大量渣油也已成为当今炼油工业的重要课题。

目前，我国渣油加工过程采用的延迟焦化，溶剂脱沥青等方法，但处理深度不够，加工方法工艺较落后，分离和提纯难度较大，同时会产生大量污水，废渣，污染环境，利用加氢工艺可有效脱除掉渣油中的硫，氮，金属等杂质，降低其密度，实现轻质化。但目前的加氢工艺，处理深度不够，无法高效转化胶质、沥青质以及525℃以上的重质组分。如果采用常规固定床加氢方法，反应系统容易结焦沉积，造成催化剂寿命大幅缩短。

同时FCC油浆与煤焦油，也属于类似的劣质重油，特点为密度大，杂环多，金属杂质含量高。如何有效的加工此类重质油，将直接决定和影响着炼厂的产品结构和经济效益。

溶剂分离过程是炼油、化工工业中一类重要的过程，在炼油工业中被广泛应用。例如从渣油中取得残渣润滑油原料和催化裂化原料的溶剂脱沥青、生产润滑油时采用的溶剂精制和溶剂脱蜡、从重整生成油或催化裂化循环油中抽取芳烃的芳烃抽提等都属于溶剂分离过程。

在炼油工业中，溶剂脱沥青过程主要是用于从减压渣油制取高粘度润滑油基础油和催化裂化原料油，在原料合适的情况下脱油沥青可用于生产道路沥青。其中，溶剂脱沥青过程的主要作用是除去渣油中的沥青以获得较低残炭值的脱沥青油并改善色泽。在催化裂化原料瓦斯油中参入减压渣油是提高轻质油收率的一个重要途径，但是许多减压渣油含有较多的金属及易生成焦炭的物质，不易直接参入催化裂化原料中去，通过溶剂脱沥青可以把大部分金属和易生焦物质除去，从而显著地改善重油催化裂化进料的质量。

传统的溶剂脱沥青过程是在溶剂的临界点以下的温度、压力条件下进行操作的。此过程使用大量的溶剂，采用的溶剂比一般为3-5(质量比)，必须回收并循环使用。溶剂回收部分的投资和操作费用对整个装置的经济效益有重要影响。需回收的溶剂量中，约90％来自提取液(脱沥青油相)，其余则来自提余液(脱油沥青相)。因此，溶剂回收的重点是回收提取液中的溶剂。近年来，对在溶剂的临界点以上的温度、压力条件下进行操作的超临界溶剂抽提和超临界溶剂回收的研究及技术开发有了较大的进展。相对于传统溶剂脱沥青技术，超临界萃取技术在能耗及操作可靠性等方面均发生了质的飞跃。

另外，国内外研究机构对于重质油悬浮床加氢技术做过一些研究，但目前还没有完全成熟。中国专利CN1766058A公开了一种将煤焦油全馏分与均相催化剂水溶性磷钼酸镍混合，经悬浮床反应器加氢后，小于370℃馏分经固定床加氢精制处理生产汽油、柴油，同时大于370℃尾油部分循环至悬浮床反应器进一步转化轻质油，部分外甩的方法。该专利的缺点是没有将煤焦油原料充分利用，而且尾油循环加氢增加结焦倾向。

目前常规的加氢处理方法通常需要进一步添加催化剂，以保证转化率，然而由于原料中重质组分较多，容易导致催化剂结焦失活。为了减缓催化剂的结焦失活，通常还需要加入大量的芳烃溶剂油作为原料稀释剂，如此，不仅提高了生产成本，而且还降低了装置的处理能力。

悬浮床加氢系统为含固系统，一般采用减压塔系统来回收轻质馏分油，减压塔底料用来残渣造粒，便于运输，作为气化炉原料或者燃料使用。但由于减压塔系统，进料中固含量比例大，温度高，对于管道，阀门以及设备磨损严重。并且对前端悬浮床反应系统的转化率操作敏感，如果前端反应系统操作不稳定，无法保证持续稳定进料。例如，如果反应系统转化率过高，减压塔系统进料的固含量会大幅升高，容易堵塞，甚至断料。如果反应系统转化率过低，减压塔系统进料会大幅增加，超过减压塔负荷，侧线无法采出足够的轻质馏分油，造成塔底料偏轻，软化点低，无法造粒。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种重油原料的超临界萃取系统，用造粒溶脱单元替代减压塔系统，可大幅提高装置操作的稳定性和操作弹性，同时降低操作成本和投资成本。

本实用新型解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种重油原料的超临界萃取系统，其包括超临界萃取单元及悬浮床加氢单元，所述超临界萃取单元包括沥青分离塔、沥青汽提塔、脱沥青油分离塔、脱沥青油汽提塔、第一空冷器及分离罐，沥青分离塔连接有溶剂进料管路及重油进料管路，沥青分离塔的底部出料口连接至沥青汽提塔，沥青分离塔的顶部气体出口连接至脱沥青油分离塔，脱沥青油分离塔的底部出口连接至脱沥青油汽提塔，沥青汽提塔的出料口连接至悬浮床加氢单元，沥青汽提塔的顶部气体出口经第一空冷器连接至分离罐；

所述悬浮床加氢单元包括添加剂混合罐、进料缓冲罐、新氢机、加热炉、悬浮床加氢反应器、热高分、热中分、空冷器、冷高分、冷低分、循氢机、分流塔及PSA，所述沥青汽提塔的底部出料口通过第一管路连接至进料缓冲罐，通过第二管路连接至添加剂混合罐，添加剂混合罐连接至进料缓冲罐，进料缓冲罐及新氢机连接至加热炉入口，加热炉出口连接至悬浮床加氢反应器，悬浮床加氢反应器的顶部出口经热高分、热中分连接造粒溶脱单元；热高分顶部出口通过空冷器连接冷高分、冷低分，冷低分出口连接至分馏塔，冷高分顶部出口连接至PSA，冷高分的顶部氢出口通过循氢机连接至新氢机出口管路，分馏塔上部为石脑油出口，中部为柴油出口，底部为VGO出口。

而且，所述造粒溶脱单元包括造粒沥青分离塔及造粒沥青汽提塔；所述悬浮床加氢单元的热高分出口连接热中分，热中分出口连接至造粒沥青分离塔，造粒沥青分离塔的顶部出口连接至沥青分离塔顶部出口，造粒沥青分离塔的底部出口连接至造粒沥青汽提塔，造粒沥青汽提塔的顶部出口连接至沥青汽提塔的顶部出口，造粒沥青汽提塔底部为残渣出口，所述溶剂进料管路连接至造粒沥青分离塔。

而且，所述分离罐的溶剂出口连接至溶剂进料管路，并分别连接沥青分离塔溶剂进口及造粒沥青分离塔的溶剂进口。

本实用新型的优点和有益效果为：

1、本实用新型的重油原料的超临界萃取系统，采用超临界萃取单元与悬浮床加氢单元进行组合的生产系统，在超临界萃取单元采用造粒溶脱单元替代减压塔系统，超临界萃取单元用于对重油原料进行萃取分离，以分离出沥青质产物，作为悬浮床加氢单元的进料，悬浮床加氢单元用于转化沥青为轻质馏分油，从而大幅提高装置操作的稳定性和操作弹性，同时降低操作成本和投资成本。

2、本实用新型的重油原料的超临界萃取系统，采用溶脱萃取方法处理热高分底料，在超临界萃取单元增加造粒沥青分离塔及造粒沥青汽提塔，取消原有的减压塔系统，操作稳定性增强，由于溶脱保持较大的溶剂/进料比(质量比4：1)，所以造粒溶脱的进料操作弹性大，即使进料波动大幅波动，对残渣造粒的几乎没有影响；如采用减压塔系统，悬浮床加氢单元的高压系统需要两级减压，包括热高分罐至热低分罐由21MPag减压至1.2MPag，以及热低分罐至减压塔，1.2MPag减压至-0.1MPag，由于减压塔的减压阀及管路压差大、温度高、固含量大，所以阀门管线极易磨损，需要特殊选材，且两级减压阀组价格昂贵；改为本发明的热中分和造粒溶脱单元，可采用一级减压，热高分至热中分由21MPag减压至4.0MPag，省掉二级减压阀组，并且一级减压压差减少约20％，大幅降低磨损，同时节省减压塔系统加热炉，节省投资和占地。

3、本实用新型的重油原料的超临界萃取系统，分离罐的溶剂出口连接至溶剂进料管路，并分别连接沥青分离塔溶剂进口及造粒沥青分离塔的溶剂进口，超临界萃取单元与造粒溶脱单元共用溶剂系统，可大幅节省溶剂系统投资，操作成本低。

4、本实用新型的重油原料的超临界萃取系统，热高分底部物料处理量约为悬浮床加氢单元进料量的14wt％，以总装置减压渣油进料为例，经过超临界萃取单元，萃取出46wt％DAO后，剩余54wt％沥青进入悬浮床加氢反应单元，热高分底部物料为总进料量的7.56wt，可以看出，此物料中，包括三部分：少量轻组分，H2O、NH3、H₂S、C1-C4；轻馏分油，石脑油组分，柴油组分，VGO组分；及固体颗粒，为悬浮床加氢单元的添加剂，以及附着在添加剂上的焦质物；通过热中分，操作压力4.0MPag，闪蒸出轻组分，罐底液相进入造粒溶脱单元，热中分罐底部物料进入造粒沥青分离塔，操作压力与超临界萃取单元相同，造粒DAO与沥青分离塔的DAO合并后进入下游脱沥青油分离塔；造粒沥青进入造粒汽提塔，回收残留溶剂后，进行残渣造粒，造粒沥青固液相比例(wt％)为(41:59)，可达到环球软化点120C，达到造粒要求。

5、本实用新型的重油原料的超临界萃取系统，采用超临界萃取单元与悬浮床加氢单元进行组合的生产系统，采用造粒溶脱单元替代减压塔系统，可大幅提高装置操作的稳定性和操作弹性，同时降低操作成本和投资成本。

附图说明

图1为本实用新型的系统流程图。

1-沥青分离塔、2-沥青汽提塔、3-脱沥青油分离塔、4-脱沥青油汽提塔、5-粒沥青分离塔、6-造粒沥青汽提塔、7-分离罐、8-第一空冷器、9-第二空冷器、10-新氢机、11-进料缓冲罐、12-添加剂混合罐、13-循氢机、14-加热炉、15-悬浮床加氢反应器、16-热高分、17-冷高分、18-冷低分、19-空冷器、20-PSA、21-分流塔、22-热中分。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

一种重油原料的超临界萃取系统，其包括超临界萃取单元及悬浮床加氢单元，所述超临界萃取单元包括沥青分离塔1、沥青汽提塔2、脱沥青油分离塔3、脱沥青油汽提塔4、第一空冷器8及分离罐7，沥青分离塔连接有溶剂进料管路及重油进料管路，沥青分离塔的底部出料口连接至沥青汽提塔，沥青分离塔的顶部气体出口连接至脱沥青油分离塔，脱沥青油分离塔的底部出口连接至脱沥青油汽提塔，脱沥青油汽提塔底部出料口连接至VGO出口；沥青汽提塔的出料口连接至悬浮床加氢单元，将溶脱沥青输送至悬浮床加氢单元，沥青汽提塔的顶部气体出口经第一空冷器连接至分离罐。

悬浮床加氢单元包括添加剂混合罐12、进料缓冲罐11、新氢机10、加热炉14、悬浮床加氢反应器15、热高分16、热中分22、空冷器19、冷高分17、冷低分18、循氢机13、分流塔21及PSA20，沥青汽提塔的底部出料口通过第一管路连接至进料缓冲罐，通过第二管路连接至添加剂混合罐，添加剂混合罐连接至进料缓冲罐，进料缓冲罐及新氢机连接至加热炉入口，加热炉出口连接至悬浮床加氢反应器，悬浮床加氢反应器的顶部出口经热高分、热中分连接造粒溶脱单元；热高分顶部出口通过空冷器连接冷高分、冷低分，冷低分出口连接至分馏塔，冷高分顶部出口连接至PSA，冷高分的顶部氢出口通过循氢机连接至新氢机出口管路，分馏塔上部为石脑油出口，中部为柴油出口，底部为VGO出口。

造粒溶脱单元包括造粒沥青分离塔5及造粒沥青汽提塔6；悬浮床加氢单元的热高分出口连接热中分，热中分出口连接至造粒沥青分离塔，造粒沥青分离塔的顶部出口连接至沥青分离塔顶部出口，造粒沥青分离塔的底部出口连接至造粒沥青汽提塔，造粒沥青汽提塔的顶部出口连接至沥青汽提塔的顶部出口，造粒沥青汽提塔底部为残渣出口，所述溶剂进料管路连接至造粒沥青分离塔。

分离罐的溶剂出口连接至溶剂进料管路，并分别连接沥青分离塔溶剂进口及造粒沥青分离塔的溶剂进口。

脱沥青油分离塔顶部出口通过第二空冷器连接至溶剂进料管路。

本重油原料的超临界萃取系统的工作原理为：

超临界萃取单元用于对重油原料在超临界状态下进行萃取分离，以分离出沥青质产物，作为悬浮床加氢单元的进料，悬浮床加氢单元用于转化沥青为轻质馏分油，造粒沥青单元，与超临界萃取单元公用溶剂系统。

渣油与萃取溶剂进入沥青分离塔、沥青汽提塔，得到沥青产品和脱沥青油产品，脱沥青油作为下游润滑油装置进料，生产高粘度润滑油，沥青用于悬浮床加氢单元进料，所用溶剂为正丁烷。沥青进入悬浮床加氢单元进行加氢处理，得到石脑油、柴油及VGO.

采用溶脱萃取方法处理热高分底料，在溶脱单元增加造粒沥青分离塔，造粒沥青汽提塔，利用前端溶脱溶剂系统进行萃取。取消原有的减压塔系统，减压阀和管路磨损大幅降低，如采用减压塔系统，悬浮床高压系统需要两级减压：热高分罐至热低分罐，21MPag减压至1.2MPag，热低分罐至减压塔，1.2MPag减压至-0.1MPag，由于压差大，温度高，固含量大，所以阀门管线及易磨损，需要特殊选材，两级减压阀组价格昂贵。

如果改为热中分罐和造粒溶脱系统，可采用一级减压，热高分罐至热中罐，21MPag减压至4.0MPag，省掉二级减压阀组，并且一级减压压差减少约20％，大幅降低磨损。节省减压塔系统加热炉，节省投资和占地。

热高分底部物料处理量约为悬浮床反应单元进料量的14wt％，以总装置减压渣油进料为例，经过溶脱单元，萃取出46wt％DAO后，剩余54wt％沥青进入悬浮床反应单元，热高分底部物料为总进料量的7.56wt％，此物料中，包括三部分：1)少量轻组分，H2O,NH3,H2S,C1-C4；2)轻馏分油，石脑油组分，柴油组分，VGO组分；3)固体颗粒，为悬浮床单元的添加剂，以及附着在添加剂上的焦质物。通过热中分罐，操作压力4.0MPag，闪蒸出轻组分，罐底液相进入造粒溶脱。热中分罐底部物料进入造粒沥青分离塔，操作压力与超临界萃取单元相同，4-5Mpag，50-80℃。其中进入造粒沥青分离塔的总萃取溶剂与渣油的体积比为6:1；造粒DAO与沥青分离塔的DAO合并后进入下游脱沥青油分离塔。造粒沥青进入造粒汽提塔，回收残留溶剂后，进行残渣造粒。

尽管为说明目的公开的本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解，在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (3)

1.一种重油原料的超临界萃取系统，其特征在于：包括超临界萃取单元及悬浮床加氢单元，所述超临界萃取单元包括沥青分离塔、沥青汽提塔、脱沥青油分离塔、脱沥青油汽提塔、第一空冷器及分离罐，沥青分离塔连接有溶剂进料管路及重油进料管路，沥青分离塔的底部出料口连接至沥青汽提塔，沥青分离塔的顶部气体出口连接至脱沥青油分离塔，脱沥青油分离塔的底部出口连接至脱沥青油汽提塔，沥青汽提塔的出料口连接至悬浮床加氢单元，沥青汽提塔的顶部气体出口经第一空冷器连接至分离罐；

所述悬浮床加氢单元包括添加剂混合罐、进料缓冲罐、新氢机、加热炉、悬浮床加氢反应器、热高分、热中分、空冷器、冷高分、冷低分、循氢机、分流塔及PSA，所述沥青汽提塔的底部出料口通过第一管路连接至进料缓冲罐，通过第二管路连接至添加剂混合罐，添加剂混合罐连接至进料缓冲罐，进料缓冲罐及新氢机连接至加热炉入口，加热炉出口连接至悬浮床加氢反应器，悬浮床加氢反应器的顶部出口经热高分、热中分连接造粒溶脱单元；热高分顶部出口通过空冷器连接冷高分、冷低分，冷低分出口连接至分馏塔，冷高分顶部出口连接至PSA，冷高分的顶部氢出口通过循氢机连接至新氢机出口管路，分馏塔上部为石脑油出口，中部为柴油出口，底部为VGO出口。

2.根据权利要求1所述重油原料的超临界萃取系统，其特征在于：所述造粒溶脱单元包括造粒沥青分离塔及造粒沥青汽提塔；所述悬浮床加氢单元的热高分出口连接热中分，热中分出口连接至造粒沥青分离塔，造粒沥青分离塔的顶部出口连接至沥青分离塔顶部出口，造粒沥青分离塔的底部出口连接至造粒沥青汽提塔，造粒沥青汽提塔的顶部出口连接至沥青汽提塔的顶部出口，造粒沥青汽提塔底部为残渣出口，所述溶剂进料管路连接至造粒沥青分离塔。

3.根据权利要求1所述重油原料的超临界萃取系统，其特征在于：所述分离罐的溶剂出口连接至溶剂进料管路，并分别连接沥青分离塔溶剂进口及造粒沥青分离塔的溶剂进口。

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