專利名稱:處理原油提煉中真空蒸餾殘渣油的方法
本發(fā)明涉及處理原油提煉中經(jīng)真空蒸餾后留下的殘渣油的方法。
煉油過程中，原油經(jīng)最后真空分餾后，仍有留在蒸餾殘渣油中的那類物質，在高達大約550℃(常壓)也不蒸發(fā)。這種蒸餾殘渣油按其油源不同各有差別，但通常其含量相當于原油的25%。將其繼續(xù)加工實際上是通過溶劑處理解決的，例如用丙烷進行脫瀝青。因此，殘渣油可以分為兩部分，即第一餾分是在溶劑中溶解的潤滑油和蠟，第二餾分是在溶劑中不溶解的瀝青、瀝青質等。第二餾分的量較大。從第一餾分溶液中可以獲得有價值的非燃料物質，如潤滑油和蠟，或提供給裂化設備，以得到低沸點產(chǎn)品。第二餾分是不溶于溶劑的殘渣，既可以用于生產(chǎn)瀝青，也可以就地作為煉油的燃料，或與輕餾分混合后液化，可用作重油燃料，例如用作電廠的發(fā)電燃料。
通過溶劑提煉真空蒸餾殘渣油，本身就存在各種缺點和局限。溶劑處理后殘留下含有瀝青的不溶性低值部分往往超過真空蒸餾殘渣油的一半(按重油占原油40%或40%以上估算)。這樣大的量超過了煉油所需的燃料。關于不溶性部分的第二種用途是生產(chǎn)瀝青，但這也存在著問題，因為溶劑處理時會沉淀出以膠態(tài)形狀存在于原油中的瀝青質和瀝青。而生產(chǎn)瀝青則必須再將其進行充分的分散，但這往往不可能，以致產(chǎn)品中含有最低值的產(chǎn)物。
此外，由于溶劑處理，潤滑油和蠟并未充分溶于溶液，相反高分子成分卻溶解在其中，并且摻入到第一餾分，由此得到的最終產(chǎn)品存在不足之處，例如潤滑油的焦炭含量很高。
另外，采用低沸點溶劑要求特殊的安全措施，要求特別昂貴的設備?；厥杖軇┬枰哪茉?，而且由于溶劑與殘渣油之比很大，所以耗資也很大。
歐洲專利文件EP-PS0066790介紹了用短程蒸餾來處理原油提煉中得到的殘渣油的方法，采用這種方法，從進油到殘渣油的收取，其蒸發(fā)壓力和凝聚面的溫度都降低了。為了改善能量平衡，供給真空蒸餾殘渣油不包括任何短程蒸餾供給能源，使供給的蒸發(fā)熱(即真空蒸餾殘渣油的殘余溫度)被排出，從而必然導致冷卻，因此導致短程蒸餾時的溫度低于以前的真空蒸餾的溫度。
根據(jù)德國專利文件EP-OS3122650介紹了原油提煉采用短程蒸餾，從而提高了裂化部分的產(chǎn)率;同時可以放棄流行著的溶劑提取方法。由于工作壓力的降低，蒸餾溫度也大大降低，使這部分蒸餾能夠在較高的常壓沸點下進行。短程蒸餾的殘渣油采用以前的真空蒸餾加熱，除去了蒸發(fā)熱，使短程蒸餾的溫度低于以前的真空蒸餾。
本發(fā)明的任務在于提出一種用短程蒸餾來處理真空蒸餾原油時殘留下來的殘渣油的方法，這種方法比至今所介紹的各種方法具有更大的經(jīng)濟意義。分子蒸餾不包括在本發(fā)明之內。
令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，由于能量消耗的增加，真空蒸餾殘渣的液膜短程蒸餾的經(jīng)濟意義卻顯著提高，亦即能量平衡的惡化帶來了經(jīng)濟的改善。根據(jù)本發(fā)明，能量消耗的增加是由于與以前的真空蒸餾溫度相比，短程蒸餾的溫度增高了。從而加油速度和蒸餾效率都有顯著的提高，因此使蒸餾量同時提高到與價值不大的殘渣油的重量。
根據(jù)現(xiàn)有技術水平的提取方法，以極性即物質的化學結構為依據(jù)，采用非極性溶劑進行分離。按所含物質的沸點溫度，采用公知的短程蒸餾方法以分離真空蒸餾殘渣油。本發(fā)明采用高溫短程蒸餾，獲得按現(xiàn)有技術水平仍剩留在低值殘渣油中的有價值產(chǎn)物的餾出液。因此，本發(fā)明不僅具有數(shù)量上的優(yōu)點即得到了大量有價值的產(chǎn)品，而且也具有許多質量上的優(yōu)點即得到了其它的餾分組分。餾出液與殘渣油之比有了顯著改善，其起決定作用的是由于采用高溫，單位時間和單位蒸發(fā)面的加料速度提高了許多倍。因此，此方法的經(jīng)濟意義極其明顯。
餾出液和殘渣油之間所謂的碳氫比(C/H)，由于采用本發(fā)明方法，所以也明顯提高。
此外，本發(fā)明大大縮短了停留時間，散逸很少，保證了良好的均勻性。
同時高溫把許多高分子物質進入到殘渣油的問題也隨之解決了。
根據(jù)本發(fā)明得到的潤滑油無須加入添加劑即可使用，并不像按常規(guī)的真空蒸餾方法得到的潤滑油，需要用昂貴的添加劑調節(jié)到所需粘度。此外，餾出液實際上不含有金屬成分，因此使用對雜質敏感的催化劑生產(chǎn)低沸點物質也不成問題。采用本發(fā)明方法，在殘渣油中還留有芳烴化合物，有助于提高餾出液的質量和穩(wěn)定殘渣油中的膠態(tài)瀝青質。
含有瀝青的餾分(此處系指液膜短程蒸餾)與現(xiàn)有技術相比，不僅數(shù)量減少，可以完全用作煉油燃料，而且質量也有變化，在生產(chǎn)瀝青時無須進一步重新分散。這種性質可能與極性物質成分含量較高有關。此外，含蠟量很高的原油，特別是利用瀝青的情況下，其起決定作用的是殘渣油中實際上已不再含有蠟的成分。
液膜短程蒸餾及其設備在方法和技術上都是眾所周知的，為了避免熱分解，主要是用于獲得純的熱敏物質。本發(fā)明都與此相反，甚至希望有熱分解，因為熱分解可以得到更大量的所需的有價值的餾出液，只要能保持真空，熱分解偶爾也可能出現(xiàn)。
在原油提煉過程中，最后不能再蒸餾的蒸餾殘渣油，即在常壓下超過大約550℃時才沸騰的殘渣油，由于采用本發(fā)明的方法，蒸餾這類油也具有數(shù)量和質量兩方面的優(yōu)點。在這種情況下，含新組分的產(chǎn)物具有部分新的性質。
此外，根據(jù)本發(fā)明，還可從含有大約50%甚至含量更高的真空蒸餾殘渣油的重油中，獲得與普通原油相同量的餾出液，這種原油在工業(yè)上本來幾乎是不能利用，而現(xiàn)在采用本發(fā)明方法卻也可以予以利用。
本發(fā)明方法采用公眾已知的液膜短程蒸餾設備。這種設備與原油提煉的最后一道工序即真空蒸餾相銜接。液膜短程蒸餾的溫度高于以前的真空蒸餾，壓力大約小于其10～10倍。根據(jù)本發(fā)明的一個特殊實施例，工作是隨著溫度不斷升高進行的。在能產(chǎn)生大量蒸汽的額定真空條件下，蒸發(fā)面和凝聚面相互應盡可能靠近配置，一般是將蒸發(fā)區(qū)和凝聚區(qū)同軸配置，以滿足上述要求。蒸發(fā)面與凝聚面以圓柱形垂直配置則更有利。加料均勻地分布在加熱面的上部并且以渦流狀態(tài)送入，這種狀態(tài)一直保持到所加原料由于重力作用從加熱面下部排出。因此，在整個加熱面上加熱的原料立即被輸送到液體表面，蒸發(fā)出低沸點餾分。
有許多液膜短程裝置時，可以串聯(lián)配置，也可以平行配置。
實施例1由真空蒸餾階段剩留在高至530℃(常壓下的溫度數(shù)據(jù))不能再蒸餾的殘渣油可采用由Buss股份公司供給的SAMVAC液膜短程蒸餾設備進行蒸餾。其工作參數(shù)為加料速度 13.1公斤/小時壓力 4.5×10-2毫巴加熱溫度 351℃冷卻溫度 103℃餾出液速度 6.5公斤/小時餾出液含量 49.6%借助一個泵將殘渣油連續(xù)泵入蒸發(fā)器的進料口，并由一個旋轉的分配環(huán)將其均勻地分布在內表面。然后由沿著蒸發(fā)面轉動的轉子刮水板控制著原料，并且用渦流液膜進汽沖擊加熱面。在轉子刮水板前形成一個波面(弓形波)。
由于加熱溫度的升高，滲透量和餾出液的量都顯著提高，高分子物質首先化為蒸汽。
以下是其他實施例的數(shù)據(jù)，實施例1～5是關于餾出液含量的增加，實施例6～10是關于加料速度的提高。
實施例 2 3 4 5加料加料速度(公斤/小時) 21.5 26.7 15.5 13.8貯備容器的溫度(℃) 201 205 206 205加料管溫度(℃) 175 189 183 320蒸餾物排料速度(公斤/小時) 13.45 17.9 8.5 7.27餾出液排料速度(公斤/小時) 8.05 8.8 7.0 6.53真空度(毫巴) 4×10-24×10-23.5×10-25×10-2加熱劑進口(℃) 332 329 333 350加熱劑出口(℃) 312 313 319 333冷卻劑進口(℃) 93 95 95 103冷卻劑出口(℃) 94 96 97 105餾出液含量(%) 37.4 33.0 45.2 47.4
實施例編號 加熱溫度℃ 加料中餾出液的% 加料速度(公斤/小時)6 364 59 21.37 371 56 39.68 374 61 24.39 386 63 39.710 394 61.5 51.3上述試驗說明，生產(chǎn)速度達到225公斤/小時米2沒有任何困難，在煉油標準內保證了經(jīng)濟效益。
圖1和圖2進一步說明本發(fā)明，上述試驗是在圖示裝置中進行的。

如下圖1將中等質量的原油1供給常壓下運轉的煉油設備2，蒸發(fā)后大約50%的原油分離成餾分3、4、5，殘渣油6在真空條件下進入在繼續(xù)工作的煉油設備7，約有25%原油蒸餾成餾分8、9、11，未被蒸餾的殘渣油12按本發(fā)明繼續(xù)進行處理，即進入液膜短程蒸餾，得到餾出液14和未被蒸餾的殘渣油15。餾出液可以進入裂化裝置，得到低分子產(chǎn)物，或繼續(xù)分離為潤滑油和蠟。殘渣油15可以作為煉油燃料，或繼續(xù)處理成煤焦油。
圖2實施本發(fā)明方法的設備是一個帶有攪拌器22的給料容器21。全圖標有M的是屬于各個裝置的電動機。給料容器21通一個裝有加料泵23的管道24與短程蒸發(fā)器25連接，其左右兩側分別與殘渣油接受器26和餾出液接受器27連接。短程蒸發(fā)器25與兩個前后緊接著的冷卻閥28、29連接，在兩個冷卻閥28、29之間有一個搖桿式真空活塞泵31，并在第二個冷卻閥29之后配置一個搖桿式真空活塞泵32和一個旋轉滑閥真空泵33。
用泵23通過管道24將真空煉油階段時輸入給料容器21的殘渣油泵入短程蒸發(fā)器25，殘渣油在該蒸發(fā)器內通過蒸發(fā)分離為餾出液和殘渣油，然后分別進入接受器26、27。(也可能存在少量易揮發(fā)組分，這是由于在短程蒸發(fā)器25內發(fā)生的熱分解產(chǎn)生的，它們被收集在冷卻閥28、29內。)本發(fā)明液膜短程蒸餾的加熱溫度已在上述實施例中給出范圍，優(yōu)先采用的溫度為400℃或高于400℃。
權利要求
1.處理原油提煉中經(jīng)真空蒸餾后剩留的殘渣油的方法，其特征在于，在真空條件下，采用液膜短程蒸餾方法蒸餾殘渣油，其蒸發(fā)面的溫度顯著高于真空蒸餾時剩留的殘渣油的溫度，而且餾出液和濃縮的殘渣油被分別排出。
2.根據(jù)權利要求
1的方法，其特征在于，蒸發(fā)面的溫度要比真空蒸餾時剩留的殘渣油的溫度高50℃，優(yōu)先采用高于80℃，最好高于100℃。
3.根據(jù)權利要求
1的方法，其特征在于，使蒸餾原料的薄層構成渦流薄膜的形狀。
4.根據(jù)權利要求
3的方法，其特征在于，采用機械方法使液膜呈渦流狀。
5.根據(jù)權利要求
4的方法，其特征在于，采用刮水板使液膜呈渦流狀。
6.根據(jù)上述權利要求
中一項或多項權利要求
的方法，其特征在于，被處理的真空蒸餾殘渣油，在常壓下其沸點高于550℃。
7.根據(jù)上述權利要求
中一項或多項權利要求
的方法，其特征在于，工作的真空范圍為絕對壓力10毫巴以下和10-3毫巴以上，優(yōu)先采用0.01～1毫巴。
8.根據(jù)上述權利要求
中一項或多項權利要求
的方法，其特征在于，得到的餾出液實際上已不含有瀝青。
9.根據(jù)上述權利要求
中一項或多項權利要求
的方法，其特征在于，工作時多個平行聯(lián)接的裝置各配置一個真空裝置。
10.根據(jù)上述權利要求
中一項或多項權利要求
的方法，其特征在于，工作時的加熱溫度在350℃以上，優(yōu)先采用400℃以上。
11.根據(jù)上述權利要求
中一項或多項權利要求
的方法，其特征在于，加料和加熱介質是逆向流動的。
12.根據(jù)上述權利要求
中一項或多項權利要求
的方法，其特征在于，工作時的溫度不斷升高。
13.根據(jù)上述權利要求
中一項或多項權利要求
的方法，其特征在于，基本上是在恒壓條件下工作的。
專利摘要
通過高真空條件下，采用高溫液膜蒸餾方法，處理原油提煉中經(jīng)真空蒸餾后剩留的殘渣油的方法。由于采用高溫，提高了加料速度，餾出液與殘渣油的比值也得到了改善。
文檔編號B01D3/12GK87105188SQ87105188
公開日1988年2月3日 申請日期1987年7月23日
發(fā)明者彼得·卡頻貝格 申請人:布斯公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan