專利名稱：一種劣質(zhì)重油流化轉(zhuǎn)化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種重油轉(zhuǎn)化工藝，尤其是涉及一種劣質(zhì)重油流化轉(zhuǎn)化工藝。
背景技術(shù)：
隨著石油資源的日益減少，原油價(jià)格不斷提高，重質(zhì)化、劣質(zhì)化的趨勢日漸明顯。如何經(jīng)濟(jì)有效地利用重油資源，已經(jīng)成為世界各國關(guān)注的重要問題。另一方面，環(huán)境保護(hù)的要求日益嚴(yán)格，苛刻的硫、氮回收要求，也給重油加工帶來了巨大的挑戰(zhàn)。重油的加工工藝有加氫和脫碳兩大類技術(shù)。重油的加氫反應(yīng)比汽柴油加氫更難實(shí)現(xiàn)，設(shè)備投資巨大，工業(yè)推廣受到限制。重油的脫碳工藝工業(yè)應(yīng)用成熟，主要包括催化裂化、延遲焦化、靈活焦化、溶劑脫浙青等。催化裂化對原料油適應(yīng)性差，不適用于處理殘?zhí)亢蚇1、V等重金屬含量較多的劣質(zhì)重油。延遲焦化液收較低，所生產(chǎn)的低品質(zhì)石油焦附加值低，經(jīng)濟(jì)上缺乏競爭力。溶劑脫浙青必須與其他工藝配合，對脫浙青油和脫油浙青進(jìn)行深度處理，工藝流程過長，對環(huán)境污染也較重。美國?？松?司于1954年建成世界上第一套流化焦化裝置。流化焦化由于使用了流化床反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)了重油輕質(zhì)化的連續(xù)生產(chǎn)，不需要加熱爐，依靠熱裂化反應(yīng)中產(chǎn)生的焦炭燃燒供熱，避免了延遲焦化工藝中加熱爐管的結(jié)焦問題，并且該工藝的重油裂解速率快，焦炭和殘?zhí)康谋戎档停菏毡妊舆t焦化高。但因流化焦化工藝產(chǎn)出的粉狀石油焦附加值低且難以應(yīng)用，限制了流化焦化工藝的發(fā)展。在流化焦化的基礎(chǔ)上，美國?？松こ坦居?970年開發(fā)了流化焦化和石油焦氣化的聯(lián)合工藝(即靈活焦化)，隨后在日本、美國和委內(nèi)瑞拉等國建成工業(yè)化生產(chǎn)裝置。該工藝?yán)昧骰够a(chǎn)生的石油焦制造燃料氣，使石油焦得到了較為合理的利用，但仍需排出少量焦粉，裝置的工藝流程較復(fù)雜，循環(huán)系統(tǒng)控制難度較大。近年來，國內(nèi)企業(yè)開始關(guān)注劣質(zhì)重油加工的研究，紛紛提出了劣質(zhì)重油熱裂化與石油焦氣化耦合的工藝。中國石化石油化工科學(xué)研究院的專利CN102031140A公開了一種劣質(zhì)重油加工焦炭氣化的組合方法，重油原料與催化劑接觸裂化，然后分離產(chǎn)物油氣和待生劑，油氣送入后續(xù)分離系統(tǒng)；待生劑經(jīng)汽提后進(jìn)行氣化，生成的合成氣進(jìn)行制氫或者用作碳一化學(xué)合成原料氣體，半再生劑送往再生器進(jìn)行完全再生，然后重新導(dǎo)入反應(yīng)器。此工藝需要用原料油熱裂解反應(yīng)器、待生劑氣化器和待生劑完全再生器三個(gè)反應(yīng)器，設(shè)備投資較大，操作復(fù)雜。完全再生劑溫度高，不經(jīng)處理直接返回原料油裂解反應(yīng)器，限制了催化劑量與原料油量的比值。并且高溫催化劑直接與原料油接觸，會造成接觸段反應(yīng)劇烈，生焦率高、液收低?；萆こ?中國)有限公司的專利CN 102031135A公開了一種重油綜合加工利用方法，主要包括重油進(jìn)入裂解反應(yīng)器與來自預(yù)燒炭器的高溫預(yù)燒炭載體混合并發(fā)生裂解反應(yīng)，得到裂解反應(yīng)產(chǎn)物。裂解反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入沉降器后分離出油氣和帶焦載體，油氣進(jìn)入分餾塔，分離成氣體、輕質(zhì)油、中質(zhì)油和重質(zhì)油；帶焦載體從沉降器下部至預(yù)燒炭器，部分帶焦載體預(yù)燒炭后載熱返回裂解反應(yīng)器供熱，其余帶焦載體預(yù)燒炭后進(jìn)入氣化器。進(jìn)入氣化器的預(yù)燒炭載體上的焦炭與蒸汽和/或含氧氣體進(jìn)行氣化反應(yīng)生成合成氣，氣化后的載體返回預(yù)燒炭器中循環(huán)。此工藝沒有對原料油進(jìn)行預(yù)處理，重質(zhì)原料油中的輕組分進(jìn)入裂解反應(yīng)器，增加了裂解反應(yīng)器的負(fù)荷。預(yù)燒炭器在燒焦過程中生成硫氧化物和氮氧化物，難于回收。該工藝采用了裂解反應(yīng)器、預(yù)燒炭器和氣化器三個(gè)反應(yīng)器，氣化器使用內(nèi)旋分，設(shè)備投資大，操作復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提出的一種裝置流程簡單、投資低、原料適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)品分布好、環(huán)境友好的劣質(zhì)重油流化轉(zhuǎn)化工藝。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種劣質(zhì)重油流化轉(zhuǎn)化工藝，包括以下步驟:(I)原料油進(jìn)入分餾塔下部，與高溫反應(yīng)油氣接觸，洗滌掉反應(yīng)油氣中夾帶的焦炭載體和重質(zhì)組分，分離出輕質(zhì)組分，同時(shí)被加熱至250°C 400°C，然后去提升管反應(yīng)器，洗滌后反應(yīng)油氣后進(jìn)入分餾塔上部，被分割成具有不同餾程范圍的產(chǎn)品；(2)原料油與洗滌下來的重質(zhì)組分和焦炭載體進(jìn)入提升管反應(yīng)器，與從焦炭載體混合器來的高溫焦炭載體接觸，在500°C 700°C下進(jìn)行裂化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為0.5 10秒，反應(yīng)壓力為0.05 1.5MPaG，焦炭載體與原料油的質(zhì)量比為2:1 15:1 ；(3)反應(yīng)得到的高溫反應(yīng)油氣和帶焦焦炭載體一起進(jìn)入第一氣固分離設(shè)備進(jìn)行氣固快速分離；(4)分離后高溫反應(yīng)油氣輸送至分餾塔進(jìn)行產(chǎn)品分割，帶焦焦炭載體經(jīng)過汽提蒸汽汽提后，分成兩路，一路帶焦焦炭載體去焦炭載體混合器，與氣化器來的高溫焦炭載體混合，然后重新返回提升管反應(yīng)器，另一路帶焦焦炭載體進(jìn)入氣化器；(5)帶焦焦炭載體在氣化器內(nèi)與含氧氣體和水蒸汽接觸，進(jìn)行氣化反應(yīng)，反應(yīng)壓力為0.05 1.5MPaG，反應(yīng)溫度為700 1200°C，焦炭載體停留時(shí)間為I IOmin ；(6)氣化反應(yīng)生成的合成氣，經(jīng)第二氣固分離設(shè)備進(jìn)行氣固分離，脫除固體的合成氣去后續(xù)工段回收熱能和進(jìn)行轉(zhuǎn)化，分離出的固體返回氣化器；(7)氣化器底部出來的高溫焦炭載體進(jìn)入焦炭載體混合器，與從第一氣固分離設(shè)備來的帶焦焦炭載體混合，調(diào)節(jié)混合器中焦炭載體的溫度。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，第一氣固分離設(shè)備由沉降器、輔助分離組件及汽提段構(gòu)成，汽提段位于沉降器的下部。作為更加優(yōu)選的實(shí)施方式，輔助分離組件可以是旋風(fēng)分離器、過濾器或者它們的組合。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，提升管反應(yīng)器可以位于沉降器外部，與沉降器并列設(shè)置。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，提升管反應(yīng)器也可以從下方穿過汽提段，進(jìn)入沉降器中部，與沉降器同軸布置。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，氣化器為湍動流化床。作為更加優(yōu)選的實(shí)施方式，氣化器還可以含有預(yù)熱器，在預(yù)熱器內(nèi)，通過氣化器出來的高溫合成氣對 反應(yīng)器來帶焦焦炭載體進(jìn)行預(yù)熱。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，含氧氣體為純氧或空氣。
作為優(yōu)選的實(shí)施方式,第二氣固分離設(shè)備可位于氣化器內(nèi)部，也可以位于氣化器外部，可以是旋風(fēng)分離器或過濾器或它們的組合設(shè)備。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，焦炭載體為焦炭和熱量的載體，部分載體具有催化裂化功能，該焦炭載體的粒徑不大于1000 μ m,比表面為10 200m2/g，孔容為0.1 2.0ml/g。作為更加優(yōu)選的實(shí)施方式，焦炭載體由鋁、硅、鈉、鈣、鎂、鉀中的一種或幾種元素的氧化物與復(fù)合鹽類混合或經(jīng)粘結(jié)劑粘結(jié)而成，其中鋁和硅的含量以氧化物計(jì)占焦炭載體總重量的60% 100%，鈣或鎂以氧化物計(jì)含量占焦炭載體總重量的2% 30%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):(I)本發(fā)明與其他重油加工處理工藝比較見表I。表I
權(quán)利要求
1.一種劣質(zhì)重油流化轉(zhuǎn)化工藝，其特征在于，該工藝包括以下步驟: (1)原料油進(jìn)入分餾塔下部，與高溫反應(yīng)油氣接觸，洗滌掉反應(yīng)油氣中夾帶的焦炭載體和重質(zhì)組分，分離出輕質(zhì)組分，同時(shí)被加熱至250°C 400°C，然后去提升管反應(yīng)器，洗滌后反應(yīng)油氣后進(jìn)入分餾塔上部，被分割成具有不同餾程范圍的產(chǎn)品； (2)原料油與洗滌下來的重質(zhì)組分和焦炭載體進(jìn)入提升管反應(yīng)器，與從焦炭載體混合器來的高溫焦炭載體接觸，在500°C 700°C下進(jìn)行裂化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為0.5 10秒，反應(yīng)壓力為0.05 1.5MPaG，焦炭載體與原料油的質(zhì)量比為2: I 15:1 ； (3)反應(yīng)得到的高溫反應(yīng)油氣和帶焦焦炭載體一起進(jìn)入第一氣固分離設(shè)備進(jìn)行氣固快速分離； (4)分離后高溫反應(yīng)油氣輸送至分餾塔進(jìn)行產(chǎn)品分割，帶焦焦炭載體經(jīng)過汽提蒸汽汽提后，分成兩路，一路帶焦焦炭載體去焦炭載體混合器，與氣化器來的高溫焦炭載體混合，然后重新返回提升管反應(yīng)器，另一路帶焦焦炭載體進(jìn)入氣化器； (5)帶焦焦炭載體在氣化器內(nèi)與含氧氣體和水蒸汽接觸，進(jìn)行氣化反應(yīng)，反應(yīng)壓力為0.05 1.5MPaG，反應(yīng)溫度為700 1200°C，焦炭載體停留時(shí)間為I IOmin ； (6)氣化反應(yīng)生成的合成氣，經(jīng)第二氣固分離設(shè)備進(jìn)行氣固分離，脫除固體的合成氣去后續(xù)工段回收熱能和進(jìn)行轉(zhuǎn)化，分離出的固體返回氣化器； (7)氣化器底部出來的高溫焦炭載體進(jìn)入焦炭載體混合器，與從第一氣固分離設(shè)備來的帶焦焦炭載體混合，調(diào)節(jié)混合器中焦炭載體的溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種劣質(zhì)重油流化轉(zhuǎn)化工藝，其特征在于，所述的第一氣固分離設(shè)備由沉降器、輔助 分離組件及汽提段構(gòu)成，所述的汽提段位于沉降器的下部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的第一氣固分離設(shè)備，其特征在于，所述的輔助分離組件為旋風(fēng)分離器、過濾器或它們的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種劣質(zhì)重油流化轉(zhuǎn)化工藝，其特征在于，所述的提升管反應(yīng)器位于沉降器外部，與沉降器并列設(shè)置；或是從下方穿過汽提段，進(jìn)入沉降器中部，與沉降器同軸布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種劣質(zhì)重油流化轉(zhuǎn)化工藝，其特征在于，所述的氣化器為瑞動流化床。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種劣質(zhì)重油流化轉(zhuǎn)化工藝，其特征在于，所述的氣化器還連接有預(yù)熱器，在預(yù)熱器中通過氣化器出來的高溫合成氣對帶焦焦炭載體進(jìn)行預(yù)熱。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種劣質(zhì)重油流化轉(zhuǎn)化工藝，其特征在于，所述的含氧氣體為純氧或空氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種劣質(zhì)重油流化轉(zhuǎn)化工藝，其特征在于，所述的第二氣固分離設(shè)備位于氣化器內(nèi)部或位于氣化器外部，第二氣固分離設(shè)備為旋風(fēng)分離器、過濾器或它們的組合設(shè)備。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種劣質(zhì)重油流化轉(zhuǎn)化工藝，其特征在于，所述的焦炭載體為部分具有催化裂化功能的焦炭和熱量的載體，該焦炭載體的粒徑不大于1000 μ m，比表面積為10 200m2/g,孔容為0.1 2.0ml/g。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的一種劣質(zhì)重油流化轉(zhuǎn)化工藝，其特征在于，所述的焦炭載體由鋁、硅、鈉、鈣、鎂、鉀中的一種或幾種元素的氧化物與復(fù)合鹽類混合或經(jīng)粘結(jié)劑粘結(jié)而成，其中鋁和硅的含量以氧化物計(jì)占焦炭載體總重量的60% 100%，鈣或鎂以氧化物計(jì)含量占焦炭載體總重量 2 % 30 %。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種劣質(zhì)重油流化轉(zhuǎn)化工藝，原料油經(jīng)分餾塔處理后，進(jìn)入提升管反應(yīng)器，與從混合器來的焦炭載體接觸反應(yīng)，然后進(jìn)入第一氣固分離設(shè)備進(jìn)行分離，分離后反應(yīng)油氣輸送至分餾塔進(jìn)行產(chǎn)品分割，帶焦焦炭載體經(jīng)汽提后分成兩路，一路去焦炭載體混合器，與從氣化器來的高溫焦炭載體混合，然后返回提升管反應(yīng)器；一路去氣化器與含氧氣體和水蒸汽接觸，進(jìn)行氣化反應(yīng)，生成的合成氣經(jīng)第二氣固分離設(shè)備分離后去后續(xù)工段回收熱能和進(jìn)行轉(zhuǎn)化，氣化后的焦炭載體去混合器與帶焦焦炭載體混合。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有裝置流程簡單、投資低、原料適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)品分布好、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C10J3/84GK103224808SQ201310009930
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月10日
發(fā)明者張韓, 張澗, 張勇 申請人:上海河圖工程股份有限公司