專利名稱：一種提高延遲焦化液體產(chǎn)品收率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于延遲焦化過(guò)程，更具體地說(shuō)，是在延遲焦化操作過(guò)程中提高液體產(chǎn)品收率的一種方法。
2、背景技術(shù)延遲焦化作為重油加工手段之一，在煉油工業(yè)中已應(yīng)用多年了。該工藝是以重質(zhì)、劣質(zhì)渣油為原料，經(jīng)加熱爐加熱后進(jìn)入焦化塔，在焦化塔內(nèi)熱分解生成氣體產(chǎn)品、不同沸點(diǎn)的液體產(chǎn)品和焦炭產(chǎn)品。
目前煉廠延遲焦化裝置處理的原料愈來(lái)愈重，焦炭產(chǎn)率高達(dá)30w％-40w％，液體產(chǎn)品相當(dāng)少。延遲焦化裝置受焦炭產(chǎn)率的限制，增加操作溫度只能靠加熱爐來(lái)完成。增加加熱爐溫度勢(shì)必加速爐管結(jié)焦，導(dǎo)致?tīng)t管堵塞，造成停工。為了改善和緩解爐管結(jié)焦速度，延長(zhǎng)爐管使用周期，以前的技術(shù)是向新鮮原料油中加入5w％-40w％的重瓦斯油循環(huán)。盡管循環(huán)油能減少爐管結(jié)焦量，但是它的焦化結(jié)果是焦炭產(chǎn)率增加。為了解決這一問(wèn)題，美國(guó)專利US4,455,219公開(kāi)了一種延遲焦化方法。該方法是用部分沸點(diǎn)低于重循環(huán)油的烴類烯釋劑代替重循環(huán)油，使焦化液體收率增加，焦炭產(chǎn)率下降。
美國(guó)專利US4,518,487在US4,455,219的基礎(chǔ)上將重循環(huán)油全部用低沸點(diǎn)烴類稀釋劑取代取得了較好的效果。
美國(guó)專利US4,661,241中揭示了一種改進(jìn)的延遲焦化提高液收的方法，該方法為單程通過(guò)(無(wú)重循環(huán)油)，同時(shí)在原料中加入部分沸點(diǎn)低于450℃的烴類稀釋劑(或在加熱爐出口處加入)。這種方法即緩解了爐管結(jié)焦的問(wèn)題又增加了液體產(chǎn)品收率，降低焦炭產(chǎn)品產(chǎn)率，但是單程通過(guò)的問(wèn)題是重組分含量高，導(dǎo)至殘?zhí)亢椭亟饘俸枯^高，給下游裝置加工帶來(lái)一定的難度。
以上所述這些方法都不同程度地改善了加熱爐工況，延長(zhǎng)了加熱爐的使用周期，但是不能有效地提高焦化塔內(nèi)的液體反應(yīng)溫度，達(dá)到大幅度增加液體產(chǎn)品產(chǎn)率，降低焦炭產(chǎn)品產(chǎn)率的目的。美國(guó)專利US5,645,712對(duì)延遲焦化工藝作了進(jìn)一步的改進(jìn)，該專利用一種高溫不結(jié)焦的烴類(168-450℃餾分)作為稀釋劑。在原有延遲焦化工藝流程中又增設(shè)了另一加熱爐，單獨(dú)加熱該稀釋劑，使其溫度高于焦化塔內(nèi)液體溫度大約10-300°F，然后進(jìn)入焦化塔，使焦化塔內(nèi)液體原料溫度提高至少1-50°F。這種改進(jìn)的延遲焦化方法提高了液體產(chǎn)品收率約1w％，降低了焦炭產(chǎn)品產(chǎn)率3.48％。盡管該方法與上述專利方法相比，在提高液體收率和降低焦炭產(chǎn)率方面取得了較大的進(jìn)步，但該方法也存在著一定的不足。首先，該方法中提到的另設(shè)一加熱爐用來(lái)單獨(dú)加熱不結(jié)焦烴類稀釋劑，增加了設(shè)備投資，同時(shí)使流程復(fù)雜化；另外，該方法中使用的不結(jié)焦烴類稀釋劑是168-450℃餾分，該餾分包含了部分柴油餾分和部分蠟油餾分，用柴油餾分作稀釋劑是不經(jīng)濟(jì)的，用蠟油作稀釋劑對(duì)降低焦炭產(chǎn)率貢獻(xiàn)不大，另外該餾分較重，熱焓值相對(duì)較輕餾分的熱焓值低。
3、發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提出一種改進(jìn)的延遲焦化工藝方法，旨在進(jìn)一步提高液體產(chǎn)品產(chǎn)率，降低焦炭產(chǎn)品產(chǎn)率。
本發(fā)明所述改進(jìn)的延遲焦化工藝方法，包括焦化原料被加熱到450-530℃，最好是490-510℃，進(jìn)入到焦化塔中進(jìn)行反應(yīng)，其特點(diǎn)在于還向焦化塔中注入約0.1w％-20w％(占新鮮焦化原料)的輕烴供熱劑，最好是5w％-10w％。輕烴供熱劑一般應(yīng)被加熱至大約500-580℃，優(yōu)選510-545℃。與上述被加熱后的焦化原料混合(在轉(zhuǎn)油線處或焦化塔內(nèi))，使焦化塔內(nèi)反應(yīng)溫度至少提高1℃，一般應(yīng)是3-8℃，由于焦化塔內(nèi)充入了供熱劑，使得焦化塔內(nèi)的反應(yīng)溫度一般在465-525℃，通常是485-510℃，該溫度比常規(guī)延遲焦化反應(yīng)溫度高，操作壓力一般是0.01-1.5Mpa，最好是0.15-0.25Mpa，循環(huán)比一般為0-1，最好是0.15-0.45。
本發(fā)明所述循環(huán)比是指循環(huán)油重量與新鮮原料油重量之比，循環(huán)油是指所述分離系統(tǒng)分出的尾油，其初餾點(diǎn)一般大于450℃。
本發(fā)明所述焦化原料是初餾點(diǎn)＞350℃的重、渣油原料，一般可選自常減壓蒸餾裝置的渣油、脫瀝青裝置的重脫瀝青油、催化裂化油漿、稠油、拔頭原油，當(dāng)然也可選自其它類似的原料，如煤、頁(yè)巖及油砂加工后的重質(zhì)烴類原料等。
以上所述的輕烴供熱劑主要是指沸點(diǎn)＜180℃的單體烴或干點(diǎn)＜180℃的混合烴，一般可以是C3-C12范圍內(nèi)的單體烴或混合烴，其沸程大約在0-180℃，例如可以是焦化反應(yīng)后分離的C3、C4餾分和/或C5以上焦化汽油的部分或全部，當(dāng)然也可以使用其它裝置的餾分作為本發(fā)明所述的輕烴供熱劑，如催化裂化輕汽油等。
本發(fā)明所述輕烴供熱劑的一個(gè)主要特點(diǎn)是高溫下不易結(jié)焦，且具有高熱焓值。通過(guò)向焦化塔中注入以上輕烴供熱劑，可以在不提高原料加熱爐操作溫度的情況下，以增加焦化塔內(nèi)反應(yīng)溫度，通?？蓪⒎磻?yīng)溫度提高至少1℃，一般應(yīng)提高3-8℃(該溫度可在焦化塔頂部通過(guò)熱偶測(cè)量)，從而增加了焦化塔內(nèi)液體裂化反應(yīng)溫度，增加了焦化液體產(chǎn)品產(chǎn)率，降低了焦炭產(chǎn)品產(chǎn)率。所述輕烴類供熱劑的用量大約占新鮮焦化原料總重量的0.1％-20％之間，優(yōu)選5％-10％，供熱劑在進(jìn)入焦化塔之前，一般應(yīng)被加熱至大約500-580℃，優(yōu)選510-545℃。所述輕烴供熱劑被加熱后，可以通過(guò)轉(zhuǎn)油線與被加熱后的焦化原料混合一起進(jìn)入焦化塔，也可以分別進(jìn)入焦化塔。
本發(fā)明所述焦化原料的加熱一般可通過(guò)加熱爐進(jìn)行，輕烴供熱劑的加熱可采用任何適用的方式進(jìn)行，例如也可以單獨(dú)設(shè)一個(gè)加熱爐來(lái)進(jìn)行，本發(fā)明推薦將所述輕烴供熱劑送入焦化原料加熱爐的輻射區(qū)進(jìn)行加熱，這樣即減少了設(shè)備投資，又使能量得到了充分利用。
本發(fā)明所述焦化塔反應(yīng)后的產(chǎn)物進(jìn)入分餾塔中分離后，一般可將之分離成C4以下餾分、C5-180℃汽油餾分、180℃-350℃柴油餾分、350℃-450℃蠟油餾分和450℃以上尾油。當(dāng)然也可根據(jù)具體情況將C4以下餾分中的C1-C2餾分與C3-C4餾分分開(kāi)，將C3-C4餾分與C5-180℃餾分中的部分或全部作為輕烴供熱劑；在焦化塔中反應(yīng)生成的焦炭沉積在塔底，當(dāng)焦炭在焦化塔中充滿后，可停止進(jìn)料，切換到另一焦化塔進(jìn)行同樣的操作(每個(gè)焦化塔可連續(xù)操作36-48小時(shí))。另外，可根據(jù)具體情況，將分離系統(tǒng)中分離出的塔底尾油部分或全部地循環(huán)回裝置前部與新鮮焦化原料一起再進(jìn)行處理，當(dāng)然也可以采用塔底尾油不循環(huán)加工，一次通過(guò)的方案，一般可選擇部分循環(huán)的方式操作，其循環(huán)比最好是0.15-0.45。
本發(fā)明方法中所述技術(shù)方案同樣適用于其它延遲焦化方法中。如前面所提到的現(xiàn)有技術(shù)中的U.S.P No.4,455,219、U.S.P No.4,518,487和U.S.PNo.4,661,241特別適用于U.S.P No5,645,712。
本發(fā)明不僅適用于加工一般常規(guī)的焦化原料，如減壓渣油，也適用于加工各種以往在低溫焦化過(guò)程中難以加工的劣質(zhì)渣油，如重脫瀝青油、減粘裂化殘?jiān)⒋呋鸦蜐{、稠油等。使這些劣質(zhì)原料在該發(fā)明的方法中獲取較高產(chǎn)率的高附加值產(chǎn)品。
本發(fā)明與相關(guān)專利技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、與US5,645,712相比，本發(fā)明方法可提高氣體產(chǎn)率約1w％-2w％，提高液體產(chǎn)率約1w％-3w％，降低焦炭產(chǎn)率約3w％-7w％。
2、高溫下不結(jié)焦的具有高熱焓值的低分子烴類供熱劑單獨(dú)進(jìn)入焦化原料加熱爐高溫輻射區(qū)，加熱至希望的溫度，而不需要增加另一加熱爐來(lái)單獨(dú)加熱供熱劑，減少設(shè)備投資。
3、本發(fā)明所用的供熱劑是沸點(diǎn)或干點(diǎn)小于180℃的低分子烴類，其熱焓值較高沸點(diǎn)烴的高，因此在達(dá)到與相關(guān)專利方法中的溫度時(shí)所需加入的量相對(duì)減少；或者是與相關(guān)專利方法中用量相同時(shí)，該供熱劑不需要加熱到更高的溫度，從而達(dá)到了降低成本的目的。
4、本發(fā)明中所用的高溫下不結(jié)焦的具有高熱焓值的低分子烴類供熱劑是來(lái)自焦化本身的輕汽油餾分。該餾分烯烴及各種雜質(zhì)含量較高，辛烷值較低，不能作為商品出售，是價(jià)值較低的產(chǎn)品，但其熱焓值相對(duì)較高，用它作為供熱劑比用相關(guān)專利方法中的柴油餾分成本低、效果好。
5、本發(fā)明的方法提供了操作上的靈活性，以便根據(jù)市場(chǎng)狀況確定產(chǎn)品分布的變化，并盡量降低焦炭產(chǎn)率。
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圖1是本發(fā)明以下實(shí)施例中所使用的一種流程示意圖。
以下結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)解釋本發(fā)明。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，原料油經(jīng)管線1進(jìn)入加熱爐3中進(jìn)行加熱，低分子烴類供熱劑沿管線2進(jìn)入加熱爐3的輻射區(qū)，經(jīng)過(guò)加熱到所需溫度后的原料油和低分子烴類分別經(jīng)過(guò)管線4和管線5一起通過(guò)管線6進(jìn)入焦化炭7中發(fā)生焦化反應(yīng)，焦化反應(yīng)產(chǎn)物從焦化塔7頂通過(guò)管線8和管線9進(jìn)入分餾塔11，在分餾塔11中分離出各種產(chǎn)品。C1、C2經(jīng)管線18導(dǎo)出裝置，C3、C4一部分經(jīng)管線17導(dǎo)出裝置，另一部分作為供熱劑經(jīng)管線20和21循環(huán)到原料加熱爐高溫輻射區(qū)循環(huán)使用；C5-180℃餾分一部分經(jīng)管線16導(dǎo)出裝置，一部分作為供熱劑經(jīng)管線19和管線21循環(huán)到原料加熱爐高溫輻射區(qū)循環(huán)使用；180-350℃柴油經(jīng)管線15導(dǎo)出裝置；蠟油經(jīng)管線14導(dǎo)出裝置，大于450℃尾油經(jīng)管線12和管線1循環(huán)到原料加熱爐3循環(huán)使用(大于450℃尾油可根據(jù)具體情況，采取全部循環(huán)處理，或部分循環(huán)或單程通過(guò)的方案)。焦炭產(chǎn)品則通過(guò)管線10和管線13出裝置。焦化塔7充滿后，停止進(jìn)料，切換另一焦化塔7a進(jìn)行同樣的操作，此時(shí)經(jīng)過(guò)加熱后的反應(yīng)原料和輕烴供熱劑再分別經(jīng)過(guò)管線4和管線5后一起通過(guò)管線6a進(jìn)入焦化塔7a，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)由管線8a進(jìn)入管線9中，焦炭是通過(guò)管線10a和管線13出裝置的。
以下實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明。實(shí)施例中所有實(shí)驗(yàn)用原料油、供熱劑均相同，原料加熱爐出口溫度、反應(yīng)壓力、循環(huán)比均相同，旨在比較供熱劑加熱爐出口溫度和加入量對(duì)焦化反應(yīng)的影響。
根據(jù)圖1所述的流程示意圖，在中型試驗(yàn)裝置上做了以下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)。以下實(shí)驗(yàn)所用原料油、供熱劑的性質(zhì)見(jiàn)表1。原料加熱爐出口溫度為500℃，操作壓力為0.17Mpa、循環(huán)比0.2(w/w)。進(jìn)料量為5kg/h，運(yùn)轉(zhuǎn)10小時(shí)，停止進(jìn)料，烘焦2小時(shí)，除去揮發(fā)分。供熱劑加熱爐出口溫度、加入量和實(shí)驗(yàn)條件及試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。
表1原料油和供熱劑的性質(zhì)項(xiàng)目 原料油 供熱劑密度，(20℃)，g/cm30.9816 0.7545殘?zhí)?，w％ 15.6-硫含量，w％1.180.045H/C原子比 1.58-初餾點(diǎn)，℃ 380 4850％，℃ 455 12895％，℃ 535 -干點(diǎn)，℃ - 180
表2供熱劑加熱爐出口溫度、加入量和產(chǎn)品分布試驗(yàn)編號(hào) 12 3 4 5供熱劑加熱爐出口溫度，℃ -510 510 515 515供熱劑加入量，w％ -5 10 5 10焦化塔頂溫度，℃ 440 442 445 445 448產(chǎn)品分布，w％H2S 0.12 0.110.100.120.11C1，C22.85 3.013.133.133.26C3，C44.62 4.764.884.905.12C5-180℃13.68 13.93 14.15 14.16 14.52180-350℃20.10 20.14 20.16 20.16 20.19350-450℃23.81 24.07 24.36 24.37 24.51＞450℃ 6.80 6.566.426.436.31焦炭 28.02 27.42 26.80 26.73 25.98合計(jì) 100.00100.00 100.00 100.00 100.00*試驗(yàn)1為空白試驗(yàn)。
權(quán)利要求
1.一種提高延遲焦化液體產(chǎn)品收率的方法，包括焦化原料被加熱到450-530℃，進(jìn)入到焦化塔中進(jìn)行反應(yīng)，其特征在在于還向焦化塔中注入占新鮮焦化原料重量0.1％-20％的輕烴供熱劑，所述輕烴供熱劑應(yīng)被加熱至500-580℃后與上述被加熱后的焦化原料混合，使焦化塔內(nèi)反應(yīng)溫度與不加輕烴供熱劑相比，至少提高1℃，焦化塔內(nèi)的反應(yīng)溫度為465-525℃，操作壓力是0.01-1.5Mpa，循環(huán)比為0-1。
2.按照權(quán)利要求1所述的提高延遲焦化液體產(chǎn)品收率的方法，其特征在于所述輕烴供熱劑的用量為新鮮焦化原料重量的5％-10％。
3.按照權(quán)利要求1所述的提高延遲焦化液體產(chǎn)品收率的方法，其特征在于所述焦化塔內(nèi)反應(yīng)溫度是485-510℃，操作壓力是0.15-0.25Mpa，循環(huán)比是0.15-0.45。
4.按照權(quán)利要求1所述的提高延遲焦化液體產(chǎn)品收率的方法，其特征在于所述焦化原料是初餾點(diǎn)＞350℃的重、渣油原料。
5.按照權(quán)利要求1所述的提高延遲焦化液體產(chǎn)品收率的方法，其特征在于所述輕烴供熱劑是指沸點(diǎn)＜180℃的單體烴或干點(diǎn)＜180℃的混合烴。
6.按照權(quán)利要求1所述的提高延遲焦化液體產(chǎn)品收率的方法，其特征在于所述輕烴供熱劑在進(jìn)入焦化塔之前，應(yīng)被加熱至510-545℃。
7.按照權(quán)利要求1所述的提高延遲焦化液體產(chǎn)品收率的方法，其特征在于所述輕烴供熱劑是通過(guò)進(jìn)入所述焦化原料加熱爐的輻射區(qū)進(jìn)行加熱達(dá)到所需溫度的。
8.按照權(quán)利要求1所述的提高延遲焦化液體產(chǎn)品收率的方法，其特征在于所述焦化原料是被加熱到490-510℃后進(jìn)入到焦化塔中進(jìn)行反應(yīng)的。
9.按照權(quán)利要求1所述的提高延遲焦化液體產(chǎn)品收率的方法，其特征在于所述輕烴供熱劑注入焦化塔后，焦化塔內(nèi)反應(yīng)溫度與不加輕烴供熱劑相比，提高3-8℃。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多產(chǎn)液體產(chǎn)品的延遲焦化工藝，其特點(diǎn)是在常規(guī)延遲焦化過(guò)程中，將高溫下不結(jié)焦的具有高熱焓值的低分子烴類供熱劑加到焦化塔中，提高焦化塔內(nèi)液體反應(yīng)溫度，使焦化液體產(chǎn)品產(chǎn)率增加，焦炭產(chǎn)品產(chǎn)率下降。
文檔編號(hào)C10G9/00GK1448466SQ02109408
公開(kāi)日2003年10月15日 申請(qǐng)日期2002年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月4日
發(fā)明者張學(xué)萍, 李寶忠, 許鳳軍, 勾連忠, 王鳳秀 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院