[发明专利]一种加工劣质重油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种加工劣质重油的方法，属于石油化工技术领域。

背景技术

在炼油工业中，劣质重油一般是指高沸点、高残炭、高金属含量、高沥青质的重油馏分，其类型通常包括减压渣油、溶剂分离过程的重油残渣、脱油沥青以及油砂沥青等。劣质重油具有较低的商业价值，一方面由于自身性质受到环保法规的限制不能直接用作燃料油，另外一方面由于沥青质含量、重金属含量及残炭值高，极易造成催化接触剂永久性失活和装置结焦停工，所以不能作为常规催化裂化、加氢处理及延迟焦化工艺的进料。例如，固定床加氢处理工艺一般不能处理重金属Ni和V的总含量高于150μg·g^-1和残炭值高于15wt%的重油原料，而大量的劣质重油的重金属含量和残炭值远高于此值（可以认为是远高于劣质重油指标、性质更加劣化的超重劣质油）；在延迟焦化工艺中，使用劣质重油则会使加热炉辐射炉管的结焦倾向趋于严重，可能导致装置不能正常操作。

因此，在炼油工业中需要一种加工劣质重油的方法，尤其是针对性质更加劣化的超重劣质油的加工，有效促进劣质重油发生脱残炭、脱重金属以及脱沥青质反应，同时保持较高的液体产物收率、较低的气体产率和焦炭产率，从而为下游工艺提供更有价值、氢含量高及相对清洁的原料。

针对劣质重油的加工，一些改进型技术方案被公开。例如专利US3144400A公开了一种能够连续化生产的流化焦化工艺。在该工艺中，将劣质重油预热后经喷嘴进入反应器，反应器内是灼热的焦炭粉末颗粒形成的流化床，劣质重油被喷入反应器后在焦炭颗粒表面形成薄层被加热而发生焦化反应。反应器内的温度控制在480-560℃，压力稍高于常压，焦炭粉末颗粒借助油气和反应器底部进入的水蒸汽进行流化。使反应产生的油气经过旋风分离器分离出焦炭颗粒后从反应器顶部出去进入淋洗器和分馏塔，在淋洗器中，用劣质重油淋洗油气中携带的焦炭粉末，所得泥浆状液体作为循环油返回流化态反应器，部分焦炭颗粒用水蒸汽汽提出其中携带的油气后进入烧焦器再生。烧焦器实质上是流化床燃烧反应器，由底部进入空气使焦炭颗粒进行部分燃烧，从而使床层温度维持在590-650℃。再生后的高温焦炭颗粒再循环回反应器起到热载体的作用，供给原料油预热和反应所需热量。

上述流化焦化工艺中，由于重油的焦化反应会形成焦炭，反应器内原有的焦炭颗粒直径随反应进程而不断增大，因此需要及时除去不适用于流化所需的大尺寸焦炭颗粒来维持反应环境，自然增加了工艺的难度；另外，焦炭颗粒作为反应器流化介质，强度低、易粉碎，会影响流化焦化反应效果，此时还作为催化接触剂，对残炭、沥青质及金属杂质的脱除效果也较差，因此导致得到的油品质量差。例如，劣质重油经过流化焦化处理后得到的中间馏分油碱氮含量高，不利于进一步的催化加工利用；而得到的焦化汽油存在辛烷值低、硫氮含量高的严重问题，也为后续改质精制带来了很大障碍。

借鉴流化焦化工艺技术，利用廉价的惰性固体催化微球颗粒代替焦炭颗粒进行重油的脱碳、脱重金属及脱沥青质改质的技术被提出。例如，USP4243514公开了一种重质油改质工艺，称为ART工艺，使重质油原料经预热后与流化的高温惰性接触剂在提升管内短时间接触，使原料中的轻组分气化，沥青质等含金属、硫、氮杂原子的大分子化合物沉积在接触及颗粒上，经裂化、缩合反应生成可气化的小分子和焦炭。油气在出口被迅速冷却，沉积焦炭的固体催化接触剂则转移到再生器再生。该工艺的过程和装置都与FCC工艺相似，只是处理原料和催化接触剂有差异。实际应用的结果显示，该工艺用于残炭和重金属含量相对较低的重质油原料的改质，也取得了一定的效果，但是，对于所说的劣质重油的处理并不能达到预期的效果。

中国专利200310110205.7公开了一种重油加工组合工艺，通过ROP、RHT和RFCC工艺的组合，将加氢与脱碳技术结合，实现对劣质渣油的处理工艺。其中，流化脱炭处理渣油（ROP）工艺是利用一种惰性多孔微球型热载体作为催化接触剂在提升管反应器中与渣油接触反应，渣油中含氢较多的组分在与热载体接触后迅速汽化，含有残炭的高沸点组分不易气化，即发生裂化反应，缩合生成的焦炭沉积在催化接触剂上，同时渣油中的金属杂质和部分硫氮元素也沉积在催化接触剂上，将催化接触剂与反应后的油气进行分离并汽提，汽提后的催化接触剂输送到再生器烧焦再生，供循环使用。该工艺使用的惰性多孔微球型热载体虽然能够脱除残炭、沥青质及金属杂质，并可以对残炭高、密度大的劣质重油（如伊朗减压渣油）进行加工，但是得到的产品分布不佳，汽、柴油和整体液体产率低。所以，需要借助后续的渣油加氢（RHT）和流化催化裂化（RFCC）工艺，满足劣质渣油的加工要求。