CN87102345A - 柴油机燃料的生产 - Google Patents

Abstract

生产超过汽油范围燃料油的柴油燃料油，是从低含碳量的原烃油，用加热裂化方法在适当热裂化条件下，以低压进行的。其中当裂化馏分形成时，基本上即被除去。

Description

本发明涉及在柴油范围内的中间馏分烃的生产。

历来石油加工主要在于混合石油催化裂化、加氢裂化，热裂化和原油蒸馏的产品，以生产动力汽油。在不同程度上，中间馏分的是这些加工过程的副产品，但是，由于家用燃料油、柴油、润滑油等的需要量相对有限，因此常常用作轻油范围产品的原料。然而，近几年来，用于发动机燃料的商品混合物发生变化，汽油需用已达到平衡，而柴油的需求在继续增长。发动机燃料产品存在的这个趋势，在石油加工中是难以适应的，因为增加柴油的生产通常需要大量地增加非所需的汽油混合原料的生产。

因此，本发明目的是提供连续生产柴油范围内气态烃的方法，而不大量增加汽油副产品。

按照本发明，原烃油不需预先裂化，在385～440℃，在临界压力1.38～3.84公斤/厘米²（绝对）范围内。在液相中热裂化。热油作为新鲜原料的重油液体部分在裂化区平均停留时间为1～4小时在这些条件下，液相受到轻度热裂化，放出富含柴油范围内烃的汽相。当该汽相在液相重油中形成时，基本上就从裂化区提取，直接通向回收柴油范围燃油产品的分馏区。氢不引入裂化区。

图1曲线表示裂化区压力与柴油馏分重油在裂化区停留时间比率之间的关系。

图2曲线表示上述停留时间比率与柴油对汽油的产品比率之间的关系。

图3是实现本发明方法的一个典型工艺流程图。

本发明方法和原料是紧密相关的，因为我们发现含有低于2%（重量）康拉逊残炭，并且基本在345℃以上沸腾的直馏油含有中等重分子的良好分布，这些重分子在没有形成过量轻馏分和焦炭的温和条件下可热裂化。用于测量烃中炭渣的康拉逊试验是大家所熟知的。直馏油可直接取自常压蒸馏塔或真空蒸馏塔中的常压残油或真空瓦斯油。较好的原料是沸点345～565℃的真空瓦斯油。

油料一般在常规的精炼炉中加热到接近或在上述的开始裂化的温度范围以内。原料在炉内停留时间应该减少至确保在热管壁上不发生大量结焦。炉出口温度一般在415～510℃。

然后，所形成的热油输送到逆向混合裂化区，在其顶部有蒸汽区，较低部位有液体区。裂化区在上述限定的温度，停留时间和压力范围内工作，但临界压力指的是蒸汽区压力。裂化区可以是垂直的圆筒形低压容器，最好是装有循环泵以增加内部逆向混合的这种构型装置。另一方面若需要在裂化区保持所要求的温度，裂化器的一部分重油可以通过精炼炉再循环。

与常规的用于汽油生产的热裂化技术不同的是裂化区保持在简单平衡闪蒸状态，其中，当柴油组分形成时，基本上从裂化区除去。尽管有这种区别，在热裂化时，通常的停留时间和温度参数不能单独导致柴油与汽油产品比率达到所需要求的增量。如图2所示，我们知道过降低裂化区中柴油范围组分的停留时间对重油在裂化区中停留时间之比率，对转化到超过汽油范围产品的柴油范产品是有利的。柴油与重油的停留时间比率接近于闪蒸计算。此外，我们得出柴油与重油的停留时间比率是图1所示的压力相关函数。简而言之，柴油与汽油产品的总比率也是压力相关函数，简而言之，柴油与汽油产品的总比率也是压力相关函数，由较低压力促使取得的柴油产量较高。

以下述关系式说明这些结果：

D/G＝-2.3Rt+3    （1）

Rt＝Td/To    （2）

Td＝（Wdv.Tv+Wdl.Tl）/（Wdv+Wdl）    （3）

To＝（Wov.Tv+Wol.Tl）/（Wov+Wol）    （4）

在裂化区，式中：

D/G＝柴油与汽油的产品重量比率，

Rt＝柴油与重油（345℃）的停留时间比率，

Td＝柴油停留时间，

To＝重油（345℃+）停留时间，

Wdv＝在器顶蒸汽中的柴油的重量比率。

Wdl＝留在液体部分的柴油的重量比率。

Wov＝在器顶蒸汽中重油的重量比率。

Wdl＝留在液体部分的重油的重量比率。

Tv＝器顶蒸汽的停留时间，

Tl＝液体的停留时间。

再参考图1和图2，预期由裂化区的真空或很低压操作中会得到很高的柴油与汽油的产品比率是不可能的，因为柴油馏分闪蒸温度随压力下降。由于裂化率直接随温度下降（虽然并非线性下降），裂化区的下端工作压力实际上减小至1.38公斤/厘米²（绝对）。在图1曲线的另一端，随着压力增加而趋向平直，看起来似乎不希望有的高压操作是容许的，但这也是不可能的，因为较高压力操作需要较高的柴油闪蒸温度，因此需要较高的裂化区温度，在裂化反应器中又导致较高的焦炭生成率。为了保持焦炭生成率低于容许值，为此裂化区的上端工作压力限于3.84公斤/厘米²（绝对）。

从下述实验室的一系列试验中得出了图1和图2所示的数据。

实施例

北坡（North    Slope）真空瓦斯油的初沸点332℃，终沸点为575℃，体积平均沸点446℃，在下述表列试验中被用作原料。进料含硫量1.3%（重量），但康拉逊残炭含量太低而无法测量。没有使用催化剂。

在试验中使用一个300cc搅拌反应器装有排放液体和气体产物的倾斜管。该反应器蒸汽域用氮气清洗。从反应器排出的烃被急冷至环境温度，并通进气液分离器。反应器加热后，用全部气体进行试验6～7小时，并连续分析，同时每小时秤重液体产物。每隔2小时分析液体试样。用热力学平衡闪蒸计算方法计算试验条件下产品的汽液平衡。试验和计算的结果列于下表。

表1

试验号    21    17    14    14＊

图1和2的参考点    A    B    -    C

温度℃    413    413    423    413

压力公斤/厘米²（绝对） 1.38 4.55 6.30 6.30

液体时空速（立升/小时）    0.52    0.48    0.52    0.52

产量%（重量）：

轻馏分    2.3    2.7    4.5    3.0

C5-193℃（汽油）    8.2    9.3    15.5    9.7

193℃-343℃（柴油）    23.5    22.5    31.2    21.8

343℃+    65.9    65.5    48.8    65.5

总计    99.9    100.0    100.0    100.0

柴油与汽油比率    2.86    2.41    2.01    2.25

Rt（柴油/重油）停留时间比率    0.059    0.27    0.33    0.32

＊计算在比较温度413℃时的操作，调整试验14的产量和比率，

裂化器器顶引出的蒸汽包含由本方法制造的大部分柴油馏分。为了防止这种馏分的大量裂化，器顶引出的蒸汽部分在裂化区的停留霎时间应少于1分钟，一般在0.2～0.8分钟。用适当的蒸汽空间设计可以实现蒸汽的短时间停留，最好对裂化反应器使用汽提水蒸汽。器顶蒸汽全部直接引向回收柴油范围燃料油产品分馏区之中间部位，分馏区可以是常规设计的蒸馏塔。本装置的机械设计特征为裂化区与分馏区之间的停留时间短。

从裂化区回收重油液体，这部分液体是下流裂化工序如生产高辛烷汽油的加氢裂化或催化裂化的合适原料。然而，随裂化区的原料而定，回收的这部分液体仍含足够的柴油馏分，以保证在分馏区的回收。为此，在本发明的一个实施例中，离开裂化区的液体部分引入催化裂化装置以生产汽油。在本发明的另实施例中，裂化区的液体部分直接引向其在中间位置以下的分馏区，在那部位引入器顶蒸汽，如此产生的大部分液体通过分馏器底部，以使从裂化区回收的较大部分重油引入下流工序的催化裂化装置。

如上所述，本发明方法的许多方面至少部分地与原料有关。一种情况主要是温度和时间造成的不希望有的焦炭生成现象，但与原料也有关。在焦化趋势的情况中，结焦问题可通过重烃再循环到裂化区而。大大地减至最低程度。因此，在本发明的另一个实施例中，沸点在345℃以上，最好为400～510℃的再环流可以从分馏区回收，并引向裂化区。一般，这部分再循环到裂化区的循环流为新鲜原料的20～50%（重量）。

现在参照图3。初沸点345℃，终沸点565℃的113，400公斤/小时真空瓦斯油通过管线1引向盘管加热炉2，加热至495℃后排放到含液相4及汽相5的裂化反应器3，通过循环泵回路6再循环，在413℃下操作，蒸汽区压力2.09公斤/厘米²（绝对）。从新鲜原料为基准，重油保留在裂化反应器的停留时间为2小时，热裂化至主要包含带有少量轻馏分和气体的柴油范围中气态烃的蒸汽部分。用引向裂化反应器的汽提用水蒸汽7促进蒸汽放出，以便快速地从裂化反应器排放汽化的柴油馏分，以及减低其中的烃分压。

裂化反应器中含有大量所要求的柴油馏分的蒸汽，通过管线8直接引向分馏器9的中间部位。从循环泵回路6引出重油，以68，000公斤/小时向前流动，经由管线10引向分馏器，提取少量剩留在从裂化反应器排出的液体部分中的柴油范围材料。大部分液流通过分馏器的较低部分并由底部管线11排出。对于某些原料，在液体中的柴油量可忽略不计，液体由分馏器旁路管线12通到管线13。接着，管线13中的烃液体作为原料输送到液体催化裂化装置（未示出），用于汽油生产。在管线1为新鲜原料40%（重量），沸点为400～510℃的滑流从分馏器9排出并通过管线14再循环到裂化反应器3，以减少系统中焦炭的形成。

轻油范围内和轻油范围以上的烃由分馏器顶部经管线15排出，在分离器16中冷却和分离，气体从分离器排放，而在汽油范围中的气态烃通过管线17以10，500公斤/小时排放。

柴油范围内的烃经管线18从分馏器排出到汽提塔19。从管线20引入蒸汽，大量地气提除去轻料。具有美国石油协会的35.2°号柴油通过管线21以29，000公斤/小时排出，用于混和或后续脱硫工序。基于柴油与汽油的分馏点193℃的柴油对汽油范围产品的比率为2.8。

Claims (6)

1、一种连续生产柴油范围燃料油的方法，包括：

(a)加热含有低于2%(重量)的康拉逊残炭的原烃油，在345℃以上基本地汽化至开始裂化状态，将加热过的油引入汽相和液相逆向混合的裂化反应区，温度385～440℃，蒸汽区压力1.38～3.84公斤/厘米²(绝对)；

(b)在不加氢于富柴油、器顶蒸汽部分和重油液体部分时，在液体区裂化加热的油，同时保持重油液体部分相对于新鲜原料油在裂化区平均停留时间为1～4小时，保持器顶蒸汽在裂化区的停留时间不到1分钟；

(c)将全部富柴油、器顶蒸汽直接引到分馏区的中间部位；

(d)从分馏区回收柴油范围燃料油产品；

(e)从裂化区回收重油液体部分。

2、根据权利要求1的方法，其中从裂化区回收的重油液体部分直接引到分馏区中间部位以下的分馏区。

3、根据权利要求1或2的方法，其中从裂化区回收的重油液体的主要部分被引到用于生产汽油的催化裂化装置。

4、根据权利要求1或2的方法，其中从分馏区回收沸点345℃以上的循环流，并引到裂化区。

5、根据权利要求1或2的方法，其中通过向裂化区引入汽提水蒸汽，以减低裂化区的烃分压。

6、根据权利要求1或2的方法，其中原烃油主要是沸点345～565℃的真空瓦斯油。

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