[发明专利]裂解、焦化以及焦炭气化的耦合方法

说明书

本发明涉及烃类原料的加工方法，具体涉及裂解、焦化以及焦炭气化的耦合方法，包括：以焦粒作为成焦颗粒在依次连通的裂解反应器、流化焦化反应器和焦炭气化反应器中循环；裂解反应和焦化反应产生的焦炭负载在焦粒上，然后焦粒进入焦炭气化反应器中将所负载的焦炭转化为气化气，气化反应后的焦粒继续作为热载体和炭载体进入裂解反应器中。该方法可以化解现有烃类裂解制烯烃工艺存在的催化剂或载体生成烯烃的选择性和携带焦炭能力相互制约的矛盾；该方法将裂解、焦化以及焦炭气化的工艺过程耦合在同一装置内，高度集成，可大幅降低生产成本；并拓宽制低碳烯烃的原料来源，进一步提高经济效益。

技术领域

本发明涉及烃类原料加工技术领域，具体而言，涉及裂解、焦化以及焦炭气化的耦合方法。

背景技术

目前，化工行业所采用的制取低碳烯烃工艺技术存在以下缺点：

(1)普遍采用烃类裂解的技术原理和路线，对原料油的性质要求较高。

(2)其中，烃类裂解制烯烃工艺所采用的催化剂或载体主要由硅铝酸盐材料制成，其比表面积和酸性成正相关；当催化剂或载体具有较大的比表面积时，其携带焦炭的能力较强，但酸性也较强，较强的酸性使其在烃类裂解过程中更多地促进了低碳烯烃的二次反应，降低了低碳烯烃的选择性，因而存在低碳烯烃的选择性和携带焦炭能力相互制约的矛盾。此外，由硅铝酸盐材料制成的催化剂或载体，在烃类裂解工艺较为苛刻的操作条件下水热老化较快，需采用较大的剂耗来确保装置长周期平稳运行，成本较高。

而与此同时，炼油行业的焦化工艺由于产品价值低，经济性较差，越来越缺乏竞争力。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种裂解、焦化以及焦炭气化的耦合方法，旨在改善背景技术提到的至少一种问题。

本发明的实施例可以这样实现：

本发明提供一种裂解、焦化以及焦炭气化的耦合方法，包括：

以焦粒作为成焦颗粒在依次连通的裂解反应器、流化焦化反应器和焦炭气化反应器中循环；在所述成焦颗粒循环过程中，裂解反应和焦化反应产生的焦炭负载在所述焦粒上，然后焦粒进入所述焦炭气化反应器中将所负载的焦炭转化为气化气，气化反应后的焦粒继续作为热载体和炭载体进入所述裂解反应器中。

在可选的实施方式中，裂解原料包括原油、石脑油、直馏柴油、蜡油、常压渣油、减压渣油和煤直接及间接液化的液体产品中至少一种。

在可选的实施方式中，焦化原料包括原油、常压渣油、减压渣油、催化裂化油浆和沥青中至少一种。

在可选的实施方式中，参与进行焦炭气化反应的为空气、空气和水蒸气的混合气、氧气、氧气和水蒸气的混合气或者空气、氧气以及水蒸气的混合气。

在可选的实施方式中，裂解反应器的主要操作条件为：反应温度580～780℃，反应压力0.15～0.35MPa，反应时间0.5～3.0s，所述焦粒进入所述裂解反应器后其与裂解原料的质量比12～50:1，雾化水蒸汽与裂解原料的质量比为0.3～1.0:1，气体平均线速8.0～15.0m/s。

在可选的实施方式中，流化焦化反应器的主要操作条件为：反应温度480～560℃，反应压力0.10～0.30MPa，所述焦粒进入流化焦化反应器后其与焦化原料的质量比4～12:1，气体平均线速0.5～1.5m/s。

在可选的实施方式中，焦炭气化反应器的主要操作条件为：反应温度700～900℃，反应压力0.20～0.40MPa，反应时间5～20min，气体平均线速0.5～1.5m/s，氧碳比0.04～0.10m³/kg，蒸汽炭比0～0.05kg/kg。

在可选的实施方式中，开工初期，加入装置内的起始成焦颗粒为催化裂化催化剂颗粒，其粒径为10～200微米，稳定运行后对应的焦粒粒径为20～2000微米；