[发明专利]一种重油焦化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种重油焦化方法。

背景技术

当前原油重质化、劣质化、高价位的趋势越来越明显，全球对轻质清洁燃料油的需求快速增长，再加上环保要求日趋严格，使得重油深度加工技术已成为当今世界炼油工业发展的重点。特别是劣质重油密度大、粘度高、重金属含量高、硫含量高、氮含量高、胶质和沥青质含量高等特点，给原油的加工(尤其是重油的二次加工)带来了较大的困难。目前提高重油转化深度、增加轻质油品产量的增值技术仍主要依靠焦化、渣油催化裂化和渣油加氢处理等工艺。其中，焦化是以脱炭工艺为主的劣质重油(特别是渣油)转化的首要手段。而延迟焦化工艺具有脱炭彻底、流程简单、技术成熟、装置投资较低等特点，已成为重油加工的重要工艺之一。

延迟焦化是一种深度热裂化的热加工工艺，能够将重油转化为焦化干气、液化气、焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油、焦炭等产品。通常把焦化汽油、焦化柴油与焦化蜡油的收率之和作为延迟焦化的液体收率，液体收率是焦化工艺最重要的技术经济指标。常规的延迟焦化工艺主要流程是：重油在加热炉辐射炉管内被快速加热升温到焦化温度(通常为490-515℃左右)后，从焦炭塔的底部进入焦炭塔，在焦炭塔中进行焦化反应，生成的焦炭留在焦炭塔中，生成的油气从焦炭塔顶逸出进入分馏塔中进行分馏，得到焦化气体(包括焦化汽油)、焦化柴油、焦化蜡油和塔底循环油。其中，焦炭塔一般为两个，两个焦炭塔轮流使用，其中一个充满焦炭后进行除焦，热物流切换至另一个焦炭塔进行焦化反应，充满焦炭的塔采用水力切割除焦。

目前加工重油趋于劣质化，残炭值、沥青质及金属含量等的增加，给延迟焦化装置的操作带来了挑战，不仅产品分布变差、液体收率降低，而且原料在加热炉炉管内的结焦进一步加剧，直接影响到装置的长周期运转。此外，延迟焦化焦炭塔的除焦过程属于间歇操作，其程序多，耗时长，还会产生大量污水，不但增加了装置的能耗和操作成本，也对环境造成了巨大压力。

为了提高延迟焦化的液体收率并延长延迟焦化的开工周期，石油炼制研究者研究和开发了相关的工艺技术。

例如，CN1599784A公开了一种生产各向异性自由流动细粒焦炭的延迟焦化方法，该方法包括将减压渣油原料与氧化剂在约150-325℃的温度下接触，然后进入加热炉加热到焦化所需的温度，接着在焦炭塔内生成各向异性自由流动的细粒焦炭。虽然该方法可以得到细粒焦炭，并且省去了清焦步骤，但是由于减压渣油原料在进入加热炉之前需要先与氧化剂接触发生氧化反应以及缩合反应，因此会进一步加剧加热炉炉管的结焦，从而影响了连续生产，该工艺难以工业化。

CN101619237A和CN101619238A公开了将延迟焦化与减压蒸馏过程相结合的工艺，提高了延迟焦化装置的液体收率，改善了重焦化蜡油的性质。但是，该方法仍然需要将延迟焦化原料在加热炉炉管中直接加热至焦化温度，因此，加剧了炉管的结焦，从而会缩短装置的开工周期。

此外，为了减缓延迟焦化装置加热炉炉管的结焦，石油炼制研究者研究和开发了相关的工艺技术。研究表明，往延迟焦化原料中加入稀释剂、自由基抑制剂、芳香烃类结焦抑制剂、阻焦剂等能够在一定程度上抑制加热炉炉管的结焦，延长开工周期，但是加热方式通常都属于间接加热方式(通过加热炉炉管管壁换热加热)，热效率低，因此炉管生焦问题不能得以有效解决，并且液体收率没有本质提升，焦炭塔除焦环保问题依然突出。

综上所述，目前亟需开发一种既能够改善加热炉炉管的结焦性能、又能够提高液体收率的重油焦化方法。

在流化催化裂化(FCC)过程中，原料油与催化剂在提升管中快速接触进行催化裂化反应，反应生成的焦炭沉积到催化剂上造成其失活，生焦失活的催化剂经汽提后进入再生器进行烧焦再生。再生产生的烟气温度可高达700℃左右，在催化裂化装置中其带走的能量可以占到全装置能耗的四分之一左右。再生烟气能量回收的效率也直接影响到整套装置的能耗。

此外，目前催化裂化再生烟气的能量回收方法仍然是采用烟气轮机和余热回收锅炉组合回收的方法。烟气轮机的节能作用主要是通过高温烟气膨胀做工，用于发电或驱动催化剂裂化装置；预热回收锅炉则是采用换热原理利用烟气所放出的热量将水变为水蒸汽。这种方法将动能和热能进行转化和转移，能量损耗较大。此外，催化裂化催化剂再生烟气中含有大量的CO、SO_X和NO_X等污染物和催化剂粉尘，这些污染物必须进行脱硫、脱硝、脱尘处理方可排放，然而，这些处理过程复杂，并且投资运行的成本高。

发明内容