專利名稱：一種重油原料加氫轉(zhuǎn)化的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種重油原料加氫轉(zhuǎn)化的工藝方法，特別是金屬、殘?zhí)亢驼闱噘|(zhì)含量 高的劣質(zhì)重、渣油原料經(jīng)沸騰床和固定床加氫處理生產(chǎn)輕質(zhì)燃料的組合工藝方法。
背景技術(shù)：
隨著重質(zhì)原油的大力開發(fā)和世界范圍內(nèi)石油產(chǎn)品需求結(jié)構(gòu)的變化，市場對輕質(zhì)燃 料油的需求持續(xù)快速增長，對重質(zhì)燃料油的需求迅速減少，重油的深加工技術(shù)已經(jīng)成為煉 油工業(yè)開發(fā)的重點(diǎn)。加氫技術(shù)是重油輕質(zhì)化的重要手段，它可以在實(shí)現(xiàn)較高輕質(zhì)油收率的 同時(shí)脫除大部分硫、氮和金屬等雜原子，滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求。根據(jù)使用的催化劑床層 不同，重油加氫技術(shù)可以分為固定床加氫、懸浮床加氫、移動床加氫和沸騰床加氫技術(shù)等。 其中，固定床重油加氫技術(shù)最成熟，發(fā)展得最快，但該技術(shù)受到原料性質(zhì)制約，并且操作周 期短；沸騰床加氫技術(shù)使用催化劑在線加排技術(shù)，具有原料適應(yīng)性廣，操作周期長，操作靈 活等特點(diǎn)，因此該技術(shù)發(fā)展迅速，但該工藝由于采用全返混的操作模式，反應(yīng)器中催化劑處 于沸騰狀態(tài)，原料與催化劑接觸不緊密，氣液固之間傳質(zhì)效果不理想，所以，與固定床加氫 技術(shù)相比，該技術(shù)加氫脫雜質(zhì)效果較差。將沸騰床與固定床加氫技術(shù)相結(jié)合，發(fā)揮各自的技 術(shù)優(yōu)勢可以使得組合工藝既具有原料適應(yīng)性廣，運(yùn)轉(zhuǎn)周期長，又能提高產(chǎn)品質(zhì)量?，F(xiàn)有的沸騰床與固定床重油加氫的組合工藝領(lǐng)域中，通常的組合工藝過程為重 油原料與新氫混合進(jìn)入沸騰床反應(yīng)器進(jìn)行加氫反應(yīng)，反應(yīng)后的全部物流經(jīng)過濾脫除雜質(zhì)或 經(jīng)蒸餾得到餾分油與新氫混合進(jìn)入下游的固定床加氫裝置進(jìn)行加氫反應(yīng)，該組合工藝只根 據(jù)裝置對液相進(jìn)料要求設(shè)計(jì)工藝組合方案，沒有將不同工藝特征、反應(yīng)狀態(tài)下的物流特性 和傳質(zhì)傳熱效果及最終的產(chǎn)品質(zhì)量有機(jī)結(jié)合在一起，所以未能充分發(fā)揮組合工藝的最大優(yōu) 勢。沸騰床反應(yīng)器的工藝特點(diǎn)為原料油和氫氣從反應(yīng)器底部進(jìn)入，反應(yīng)器內(nèi)的固體催化劑 靠具有一定流速向上流動的氣液混合物的提升來維持其處于隨機(jī)的沸騰狀態(tài)。在沸騰床反 應(yīng)器中，操作溫度較高，液相物流為連續(xù)相且催化劑處于沸騰狀態(tài)，所以要想提高加氫反應(yīng) 性能必須保證氣液固充分接觸，增強(qiáng)氣液固之間的傳質(zhì)和傳熱效果。重?zé)N原料尤其是減壓 渣油原料的稠環(huán)芳烴、膠質(zhì)和浙青質(zhì)含量較高，粘度大，這制約氣液固之間的傳質(zhì)和傳熱反 應(yīng)。解決上述問題可以通過降低進(jìn)料粘度和增加反應(yīng)器中的氣體流速來實(shí)現(xiàn)。如何根據(jù)原 料性質(zhì)進(jìn)行工藝流程合理設(shè)計(jì)及在節(jié)能、高效的條件下生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)液體燃料或?yàn)橄掠窝b置提 供進(jìn)料，并能充分發(fā)揮沸騰床與固定床裝置靈活操作的特性是本領(lǐng)域重要的發(fā)展方向。US6277270介紹了一種使用固定床加氫、沸騰床加氫和催化裂化組合工藝處理重 質(zhì)石油烴原料的工藝過程。流程簡述渣油原料經(jīng)減壓蒸餾得到減壓蠟油和減壓渣油，其中 減壓蠟油全部或部分進(jìn)入固定床加氫處理裝置進(jìn)行反應(yīng)，加氫蠟油經(jīng)常壓蒸餾得到餾分油 和加氫尾油(a)；其中減壓渣油直接或與部分減壓蠟油混合進(jìn)入沸騰床裝置進(jìn)行加氫裂化 反應(yīng)，生成油經(jīng)過常壓蒸餾得到常壓餾分油和常壓渣油(b)，其中常壓餾分油進(jìn)入固定床加 氫反應(yīng)器進(jìn)行加氫反應(yīng)，常壓渣油(b)或者循環(huán)進(jìn)入沸騰床加氫裝置，或者作為燃料油排 除裝置，或者與加氫尾油(a)混合進(jìn)入重油催化裂化裝置。重油催化裂化出來漿液組分可以排出裝置，或者循環(huán)回沸騰床加氫轉(zhuǎn)化裝置。該組合工藝只是根據(jù)不同裝置的液體進(jìn)料 要求進(jìn)行裝置的聯(lián)合使用，沒有具體結(jié)合各種工藝的特征，盡量發(fā)揮各工藝的最大優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種重油原料的加氫轉(zhuǎn)化方法。本方法采用沸 騰床與固定床組合工藝加氫轉(zhuǎn)化重油生產(chǎn)輕質(zhì)餾分油，可以充分發(fā)揮兩種工藝技術(shù)特點(diǎn)， 形成優(yōu)勢互補(bǔ)，即能提高組合工藝的操作彈性和加氫效果，又能保證產(chǎn)品質(zhì)量和裝置平穩(wěn) 運(yùn)轉(zhuǎn)。本發(fā)明重油原料加氫轉(zhuǎn)化的工藝方法，包括(1)重油原料與固定床加氫反應(yīng)流出物共同進(jìn)入沸騰床反應(yīng)器進(jìn)行加氫反應(yīng)，反 應(yīng)流出物經(jīng)分離后得到富氫氣體和液相產(chǎn)物；(2)步驟(1)得到的液相產(chǎn)物在分餾塔中分餾得到氣體、輕質(zhì)燃料和加氫尾油；(3)步驟( 得到的全部或部分加氫尾油與氫氣混合進(jìn)入固定床加氫反應(yīng)器，固 定床加氫反應(yīng)器反應(yīng)流出物進(jìn)入沸騰床加氫反應(yīng)器。本發(fā)明方法中，步驟(1)所述的重油原料包括常壓渣油、減壓渣油、脫浙青油、油 砂浙青、稠原油、煤焦油及煤液化重油等劣質(zhì)原料中的一種或幾種。其中沸騰床加氫反應(yīng) 器為本領(lǐng)域?qū)I(yè)人員所熟知的常規(guī)沸騰床反應(yīng)器，反應(yīng)后生成的氣相和液相可以分別或同 時(shí)從反應(yīng)器排出，氣相和液相分別排出反應(yīng)器時(shí)需設(shè)置不同的出口。沸騰床加氫催化劑為 本領(lǐng)域常規(guī)的加氫處理催化劑，其中催化劑的活性金屬可以為鎳、鈷、鉬或鎢中的一種或幾 種。如催化劑組成以重量百分比計(jì)可以包括鎳或鈷為0.5% 15% (按其氧化物來計(jì) 算)，鉬或鎢為1 % 30% (按其氧化物來計(jì)算)，載體可以為氧化鋁、氧化硅、氧化鋁-氧 化硅或氧化鈦中的一種或幾種。催化劑的形狀呈擠出物或球形，堆密度為0. 3 1. Og/cm3, 顆粒直徑(球形直徑或條形直徑)為0. 1 1. Omm,比表面積為80 300m2/g。沸騰床加 氫的反應(yīng)條件為反應(yīng)壓力6 30MPa，反應(yīng)溫度為350 500°C，空速為0. 1 證―1，氣油 體積比為400 3000。步驟(1)得到的富氫氣體經(jīng)過脫硫化氫等處理后循環(huán)用于固定床加 氫反應(yīng)器。補(bǔ)充新氫也可以進(jìn)入固定床加氫反應(yīng)器。步驟(2)所述的輕質(zhì)燃料和加氫尾油的切割點(diǎn)在^0 450°C范圍內(nèi)，優(yōu)選在 330 390°C范圍內(nèi)。加氫尾油可以全部進(jìn)入固定床反應(yīng)器，也可以部分進(jìn)入固定床加氫反 應(yīng)器，部分用于其它工藝過程的原料，如催化裂化裝置的進(jìn)料。步驟C3)所述的固定床加氫反應(yīng)器為本領(lǐng)域?qū)I(yè)人員所熟知的固定床渣油加氫 反應(yīng)器，使用的催化劑可以為單一類型的加氫脫硫或加氫脫氮催化劑，或?yàn)槎喾N類型催化 劑級配裝填，如使用撫順石油化工研究院開發(fā)的FZC-101、FZC-34、FZC-41或FZC-42等，其 裝填比為FZC-IOl FZC-34 FZC-41 (或 FZC-42) = 1 15 20 70 20 70。固 定床加氫的反應(yīng)條件為反應(yīng)壓力6 30MPa，反應(yīng)溫度為350 420°C，空速為0. l-^T1， 氫油體積比為400 2000。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明重油加氫轉(zhuǎn)化方法的優(yōu)點(diǎn)在于1、采用沸騰床與固定床加氫組合工藝加工劣質(zhì)重油原料，可以充分發(fā)揮各自的工 藝特點(diǎn)，優(yōu)勢互補(bǔ)，取得較好的加氫效果和產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)入固定床的尾油由于經(jīng)過了沸騰床 的處理過程，可以實(shí)現(xiàn)長周期平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。
2、將固定床加氫后全部反應(yīng)流出物與重油原料混合進(jìn)入沸騰床反應(yīng)器，可以有效 降低沸騰床液相進(jìn)料的粘度，顯著改善沸騰床反應(yīng)器中氣液固三相的接觸情況，提高加氫 反應(yīng)性能。3、固定床加氫反應(yīng)后流出物全部進(jìn)入沸騰床加氫反應(yīng)器，有利于加氫產(chǎn)物進(jìn)一步 補(bǔ)充精制，提高產(chǎn)品質(zhì)量。4、沸騰床和固定床加氫產(chǎn)物在一個分餾區(qū)中分餾并一同出系統(tǒng)，可以減少設(shè)備投 資，并簡化工藝流程。5、沸騰床與固定床采用不同的操作條件，可以實(shí)現(xiàn)靈活的操作方式，實(shí)現(xiàn)不同的 加工目的。


圖1是本發(fā)明的一種工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式為進(jìn)一步闡述本發(fā)明的具體特征，將結(jié)合附圖加以說明。結(jié)合附圖1，本發(fā)明的一種具體工藝過程為重油原料1、固定床加氫后流出物和循環(huán)氫混合進(jìn)入沸騰床反應(yīng)器2進(jìn)行加氫反 應(yīng)，得到的加氫生成物經(jīng)高壓分離器3得到富氫氣體4和液體產(chǎn)物12。富氫氣體4經(jīng)過脫 硫或者直接經(jīng)壓縮機(jī)增壓作為循環(huán)氫使用；液體產(chǎn)物12在分餾塔7中分餾得到氣體8、汽 油9、柴油10和加氫尾油11，全部或部分加氫尾油11與新氫5和循環(huán)氫混合進(jìn)入固定床加 氫反應(yīng)器6中，得到的固定床加氫流出物直接與重油原料1混合進(jìn)入沸騰床加氫反應(yīng)器。為進(jìn)一步說明本發(fā)明的方案和效果，列舉以下實(shí)施例。其中涉及的百分比均為重 量百分比。試驗(yàn)使用的渣油原料性質(zhì)列于表1。由表1可知該渣油原料殘?zhí)恐禐?4. 3%，金 屬含量為218. 9 μ g. g—1，浙青質(zhì)為7. 6%，S含量為2. 5%，N含量為0. 8 %，是用常規(guī)方法難 以加工的劣質(zhì)原料。實(shí)施例1 2和比較例實(shí)施例1 2為本發(fā)明沸騰床加氫與固定床加氫組合工藝的一種實(shí)施方案，操作 流程示意圖參照圖1。比較例為重油原料首先進(jìn)入沸騰床反應(yīng)器，反應(yīng)后流出物經(jīng)分離和分餾裝置后得 到汽油、柴油和加氫尾油，其中加氫尾油進(jìn)入固定床加氫反應(yīng)器，反應(yīng)后物流經(jīng)分離和蒸餾 裝置得到汽油、柴油和固定床加氫尾油，固定床加氫尾油循環(huán)回沸騰床反應(yīng)器，固定床和沸 騰床得到的相應(yīng)輕質(zhì)餾分油混合作為產(chǎn)品從系統(tǒng)排出。試驗(yàn)過程使用的沸騰床加氫催化劑為微球形的以氧化鋁為載體的鎢-鎳催化劑， 其中催化劑中含恥3為8wt%，含NiO為3wt%。催化劑的堆密度為0.60g/cm3，表面積為 150m2/g，催化劑顆粒平均直徑為0. 63mm。試驗(yàn)過程使用的固定床加氫催化劑為撫順石油化工研究院開發(fā)的FZC系列催化 劑，其中體積比 FZC-101 FZC-34 FZC-41 = 5 45 50。反應(yīng)條件和結(jié)果列于見表2和表3。
表1試驗(yàn)用渣油原料性質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種重油原料加氫轉(zhuǎn)化的工藝方法，其特征在于包括(1)重油原料與固定床加氫反應(yīng)流出物共同進(jìn)入沸騰床反應(yīng)器進(jìn)行加氫反應(yīng)，反應(yīng)流 出物經(jīng)分離后得到富氫氣體和液相產(chǎn)物；(2)步驟(1)得到的液相產(chǎn)物在分餾塔中分餾得到氣體、輕質(zhì)燃料和加氫尾油；(3)步驟( 得到的全部或部分加氫尾油與氫氣混合進(jìn)入固定床加氫反應(yīng)器，固定床 加氫反應(yīng)器反應(yīng)流出物進(jìn)入沸騰床加氫反應(yīng)器。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(1)所述的重油原料包括常壓渣油、 減壓渣油、脫浙青油、油砂浙青、稠原油、煤焦油及煤液化重油中的一種或幾種。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(1)中的沸騰床加氫反應(yīng)后生成的 氣相和液相分別或同時(shí)從反應(yīng)器排出。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于沸騰床加氫催化劑的活性金屬為鎳、鈷、 鉬或鎢中的一種或幾種，催化劑組成以重量百分比計(jì)包括按鎳或鈷氧化物計(jì)的鎳或鈷為 0.5% 15%，按鉬或鎢氧化物計(jì)的鉬或鎢為 30%。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于沸騰床加氫的反應(yīng)條件為反應(yīng)壓力6 30MPa，反應(yīng)溫度為350 500°C，空速為0. 1 ^Γ1，氣油體積比為400 3000。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(1)得到的富氫氣體經(jīng)過脫硫化氫 處理后循環(huán)用于固定床加氫反應(yīng)器。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(2)所述的輕質(zhì)燃料和加氫尾油的 切割點(diǎn)在260 450°C范圍內(nèi)。
8.按照權(quán)利要求1或7所述的方法，其特征在于步驟(2)所述的輕質(zhì)燃料和加氫尾 油的切割點(diǎn)在330 390°C范圍內(nèi)。
9.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(3)所述的固定床加氫反應(yīng)器使用 的催化劑為單一類型的加氫脫硫或加氫脫氮催化劑，或者為多種類型催化劑級配裝填。
10.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(3)固定床加氫反應(yīng)條件為反應(yīng) 壓力6 30MPa，反應(yīng)溫度為350 420°C，空速為0. 1 釙、氫油體積比為400 2000。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種重油原料加氫轉(zhuǎn)化的工藝方法，尤其是采用沸騰床與固定床組合工藝進(jìn)行重油加氫轉(zhuǎn)化的方法。該方法包括重油原料與固定床加氫反應(yīng)后物流混合進(jìn)入沸騰床加氫反應(yīng)器，沸騰床加氫反應(yīng)后物流經(jīng)分離得到富氫氣體和液體，富氫氣體循環(huán)使用，液體進(jìn)入分餾塔分餾得到輕質(zhì)產(chǎn)品和尾油，尾油與氫氣混合進(jìn)入固定床加氫反應(yīng)器，固定床加氫反應(yīng)后的全部物流進(jìn)入沸騰床加氫反應(yīng)器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法將沸騰床和固定床加氫技術(shù)特點(diǎn)有效結(jié)合，使固定床加氫反應(yīng)后物流直接進(jìn)入沸騰床反應(yīng)器，可以改善沸騰床進(jìn)料流動狀態(tài)，增強(qiáng)氣液固之間的傳質(zhì)傳熱效果，同時(shí)沸騰床加氫尾油經(jīng)固定床加氫后可以顯著改善產(chǎn)品性質(zhì)，采用該操作模式進(jìn)行重油加氫轉(zhuǎn)化，可以明顯提高產(chǎn)品質(zhì)量和輕油收率。
文檔編號C10G65/12GK102041082SQ20091018793
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月16日
發(fā)明者李鶴鳴, 胡長祿, 賈麗, 賈永忠 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院