專利名稱：一種渣油加氫處理和催化裂化組合方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種渣油輕質(zhì)化方法，具體地說是將渣油加氫處理和催化裂化有機組 合，以渣油為原料主要生產(chǎn)汽油產(chǎn)品的工藝方法。
背景技術：
隨著原油日益變重、變劣，越來越多的渣油需要加工處理。重、渣油的加工處理不 但是要將其裂化為低沸點的產(chǎn)物，如石腦油、中間餾分油及減壓瓦斯油等，而且還要提高它 們的氫碳比，這就需要通過脫碳或加氫的方法來實現(xiàn)。其中脫碳工藝包括焦化、溶劑脫浙 青、重油催化裂化等；加氫包括加氫裂化、加氫精制等。加氫法即能加氫轉(zhuǎn)化渣油，提高液體 產(chǎn)品的產(chǎn)率，而且還能脫除其中的雜原子，產(chǎn)品質(zhì)量還好。但加氫法為催化加工工藝，存在 加氫催化劑失活問題，尤其加工劣質(zhì)、重質(zhì)烴類原料時，催化劑失活問題更加嚴重。目前，為 了降低重質(zhì)、劣質(zhì)渣油加工的成本，增加煉油企業(yè)利潤，加工重質(zhì)、劣質(zhì)渣油的工藝仍以脫 碳工藝為主，但其產(chǎn)品質(zhì)量差，需要進行后處理才能利用，其中脫浙青油和焦化蠟油餾分尤 其需要進行加氫處理，才能繼續(xù)使用催化裂化或加氫裂化等輕質(zhì)化裝置進行加工，因此，各 煉油企業(yè)均另建有脫浙青油和焦化蠟油的加氫處理裝置。渣油加氫處理技術的渣油裂化率較低，主要目的是為下游原料輕質(zhì)化裝置如催化 裂化或焦化等裝置提供原料。通過加氫處理，使劣質(zhì)渣油中的硫、氮、金屬等雜質(zhì)含量及殘 炭值明顯降低，從而獲得下游輕質(zhì)化裝置能夠接受的進料，尤其是催化裂化裝置，因此目前 重、渣油加氫改質(zhì)工藝技術中以渣油固定床加氫處理與催化裂化組合技術為主流技術?，F(xiàn)有的渣油加氫處理與催化裂化組合工藝，首先是將渣油進行加氫處理，加氫生 成油分離出石腦油和柴油餾分，加氫尾油作為重油催化裂化進料，進行催化裂化反應，產(chǎn)物 為干氣、液化氣、汽油、柴油和焦炭，回煉油進行催化回煉或與循環(huán)回渣油加氫裝置與渣油 加氫處理原料混合進行加氫處理，催化油漿外甩或部分催化回煉或循環(huán)回渣油加氫裝置。 上述渣油加氫處理與催化裂化組合工藝存在汽油收率低，熱能損耗大，設備投資高等不利 因素。US4, 713，221公開了在常規(guī)的渣油加氫和催化裂化聯(lián)合的基礎上，將催化裂化的 重循環(huán)油循環(huán)至渣油加氫裝置，與渣油混合后進行加氫，再進入催化裂化裝置。但是催化裂 化油漿沒有得到有效利用，該方法對降低焦炭產(chǎn)率、提高產(chǎn)品收率有限。CN1119397C公開了一種渣油加氫處理-催化裂化組合工藝方法，該方法中，渣油 和澄清油一起進入渣油加氫裝置，在氫氣和加氫催化劑存在下進行反應，重循環(huán)油在催化 裂化裝置內(nèi)部進行循環(huán)；反應所得的油漿經(jīng)分離器分離得到澄清油，返回至加氫裝置。但油 漿進入渣油加氫處理裝置，油漿中的易生焦物將會增加加氫催化劑的積炭，降低了加氫催 化劑的加氫活性和操作周期，且重循環(huán)油是在催化裂化裝置內(nèi)部。因此，此方法對降低焦炭 產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量是有限的。CN1382776A公開了一種渣油加氫處理與重油催化裂化聯(lián)合的方法，該方法將渣 油在加氫處理裝置進行加氫反應，分離反應產(chǎn)物得到氣體，加氫石腦油、加氫柴油和加氫渣油。所得的加氫渣油與任選的減壓瓦斯油一起進入催化裂化裝置進行裂化反應，催化裂化 的重循環(huán)油返回加氫處理裝置，蒸餾油漿得到的蒸出物返回加氫處理裝置。該方法將兩個 裝置有機地聯(lián)合起來，能將渣油、重循環(huán)油和油漿轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油品。但該方法在加氫處理和 催化裂化過程中均設置分餾系統(tǒng)，增加了投資費用；由于過程換熱，熱能損失較多；同時， 加氫處理裝置和催化裂化裝置都有柴油產(chǎn)品，相對而言，汽油和氣體產(chǎn)品的總收率將減少。 另外，渣油加氫處理裝置的渣油裂化率較低，加氫生成油進行分餾得到的石腦油、柴油產(chǎn)率 有限，并且，渣油加氫處理過程得到的柴油餾分仍不能滿足高質(zhì)量柴油產(chǎn)品的要求。催化裂 化柴油硫等雜質(zhì)含量較高，性質(zhì)較差，還需要進一步加氫處理才可作為合格的柴油產(chǎn)品。渣油加氫處理和催化裂化組合工藝中，分餾裝置的能耗占較大的比例，如何減少 分餾裝置的能耗也是需要重點考慮的內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種渣油加氫處理和催化裂化組合方法，可以 最大量生產(chǎn)汽油產(chǎn)品，同時工藝過程簡單，整體能耗降低。本發(fā)明渣油加氫處理和催化裂化組合方法包括渣油原料在氫氣和加氫處理催化 劑存在下進行加氫反應，加氫反應流出物氣液分離，氣相循環(huán)用于加氫反應，液相不經(jīng)分餾 直接進入催化裂化裝置，催化裂化反應流出物分離出干氣、液化氣和催化裂化汽油后的催 化裂化重餾分與渣油原料混合進行加氫反應。本發(fā)明方法中，渣油原料包括常壓渣油或減壓渣油，也可以是其它來源的渣油原 料，渣油原料中也可以同時含有部分焦化蠟油、脫浙青油、重質(zhì)餾分油中的一種或者幾中。 加氫反應流出物首先進行氣液分離，該氣液分離在與反應壓力等級相同的條件下進行，分 離得到的氣相主要為氫氣，經(jīng)過可選擇的脫硫化氫處理后循環(huán)用于加氫反應，加氫反應過 程同時需要補充新氫以補充反應過程的消耗。加氫反應流出物氣液分離后得到的液相進入 低壓分離器，然后直接進入催化裂化裝置，低壓分離器可以閃蒸出少量輕質(zhì)烴類和溶解的 硫化氫及氫氣等。渣油加氫技術可以是任何適用于本發(fā)明的技術，如固定床渣油加氫處理技術、懸 浮床渣油加氫處理技術、沸騰床渣油加氫處理技術、移動床渣油加氫處理技術等。以目前 工業(yè)上較成熟的固定床渣油加氫處理技術為例，采用的渣油加氫處理催化劑是指具有渣油 加氫脫金屬、加氫脫硫、加氫脫氮和加氫裂化等功能的單一催化劑或組合催化劑。這些催 化劑一般都是以多孔耐熔無機氧化物如氧化鋁為載體，第VIB族和/或VIII族金屬如W、 Mo、Co、Ni等的氧化物為活性組分，選擇性地加入其它各種助劑如P、Si、F、B等元素的催 化劑，例如由中國石油化工股份有限公司催化劑分公司生產(chǎn)的CEN、FZC、ZTN、ZTS系列渣 油加氫催化劑，由齊魯石化公司第一化肥廠生產(chǎn)的ZTN、ZTS系列催化劑就屬于這類催化 劑。目前在固定床渣油加氫技術中，經(jīng)常是多種催化劑配套使用，其中有保護劑、加氫脫金 屬催化劑、加氫脫硫催化劑、加氫脫氮催化劑，裝填順序一般是使原料油依次與保護劑、加 氫脫金屬、加氫脫硫、加氫脫氮催化劑接觸。當然也有將這幾種催化劑混合裝填的技術。 加氫處理一般設置多個反應器，以提高加工量。通常是在絕對壓力為5MPa-35MPa，優(yōu)選是 10MPa-20MPa、溫度為300°C _500°C，優(yōu)選是350°C _450°C下操作。液時體積空速和氫分壓 是根據(jù)待處理物料的特性和要求的轉(zhuǎn)化率及精制深度進行選擇的。新鮮渣油原料液時體積空速一般在0. n Oh—1，最好是0.他-”.Oh—1的范圍內(nèi)，總氫油體積比為100-5000，優(yōu) 選為300-3000。本發(fā)明適用于常壓和減壓渣油加氫處理，尤其適用于重質(zhì)烴類油的加氫轉(zhuǎn) 化。渣油加氫處理過程的具體條件可以根據(jù)原料的性質(zhì)以及催化裂化裝置進料的要求具體確定。本發(fā)明方法中，催化裂化可以采用本領域常規(guī)技術。催化裂化裝置可以是一套或 一套以上，每套裝置至少應包括一個反應器、一個再生器。催化裂化裝置設置分餾塔，可以 每套催化裂化裝置分別設定，也可以共用。催化裂化分餾塔將催化裂化反應流出物分餾為 干氣、液化氣、催化裂化汽油和催化裂化重餾分。催化裂化分餾塔與常規(guī)催化裂化分餾塔相 比可以簡化設計，僅分餾出干氣、液化氣和催化裂化汽油，催化裂化重餾分包括催化裂化柴 油、催化裂化重循環(huán)油和油漿。催化裂化重餾分循環(huán)回加氫處理裝置之前先過濾出含有的 微量催化裂化催化劑粉末。催化裂化裝置按本領域一般條件操作反應溫度為450 60(TC，最好是480 550°C ；再生溫度為600-800°C，最好為650_750°C，劑油重量比2 30，最好是4 10 ；與 催化劑接觸時間0. 1 15秒，最好0. 5 5秒；壓力0. 1 0. 5MPa。所采用的催化裂化催 化劑包括通常用于催化裂化的催化劑，如硅鋁催化劑、硅鎂催化劑、酸處理的白土及X型、 Y型、ZSM-5、M型、層柱等分子篩裂化催化劑，最好是分子篩裂化催化劑，這是因為分子篩裂 化催化劑的活性高，生焦少，汽油產(chǎn)率高，轉(zhuǎn)化率高。所述的催化裂化裝置的反應器可以是 各種型式的催化裂化反應器，最好是提升管反應器或提升管加床層反應器。工藝流程一般 為原料油從提升管反應器底部注入，與來自再生器的高溫再生催化劑接觸，裂化反應生成 的油氣和沉積焦炭的催化劑混合物沿提升管反應器向上移動，完成整個原料油的催化裂化 反應。渣油加氫處理和催化裂化的具體操作條件可以由技術人員根據(jù)原料性質(zhì)和產(chǎn)品 質(zhì)量指標通過簡單實驗獲得。本發(fā)明的優(yōu)點在于1、在整個組合工藝中，主要產(chǎn)品是高辛烷值催化裂化汽油、液化石油氣和少量干 氣，從而可以保證最大量地生產(chǎn)汽油。現(xiàn)有方案得到的催化裂化柴油芳烴含量高，十六烷值 低，硫等雜質(zhì)含量高，性質(zhì)差，還需要進一步加氫處理才可作為合格的柴油產(chǎn)品。本發(fā)明中 催化裂化反應流出物的分餾系統(tǒng)不進行催化裂化柴油餾分的分離，省去重復加工步驟。同 時，催化裂化分餾系統(tǒng)可以大大簡化，降低設備投資和操作能耗。2、催化裂化反應流出物不分離出催化裂化油漿，解決了油漿因粘度大不易分離出 催化劑固體粉末的問題。催化裂化重餾分油中含有柴油餾分，由于柴油餾分的稀釋作用，催 化裂化油漿粘度大幅降低，使得其中的催化劑固體粉末過濾更加容易。在常規(guī)催化裂化油 漿分離時，雖然可以通過澄清而部分利用，但利用率較低，本發(fā)明方法由于不分離出催化裂 化油漿，不產(chǎn)生外排部分，提高了原料的利用率和目的產(chǎn)品的收率。3、從整個組合工藝來看，加氫處理裝置中不需設分餾系統(tǒng)，加氫處理生成油直接 進入催化裂化反應器，不需設進料泵，同時減少了大量換熱設備。催化裂化反應流出物的分 餾系統(tǒng)僅分餾出汽油餾分等輕質(zhì)產(chǎn)品，分餾塔所需的理論分離塔板數(shù)大大降低。以上幾個 方面都使設備投資有了很大的降低。4、催化裂化重餾分對新鮮渣油原料起到稀釋作用，油品性質(zhì)得到改善，降低了渣油加氫處理混合進料的加氫反應難度和加工苛刻度；另外，催化裂化重餾分可降低原料的 粘度，改善原料在反應系統(tǒng)中的物流分布以及傳質(zhì)，減小擴散在渣油加氫處理過程中的影 響，改善鎳、釩等有害金屬在催化反應系統(tǒng)中的沉積分布，延長催化劑的使用壽命；同時，粘 度的降低使混合原料油的輸送和過濾更加容易。5、催化裂化柴油餾分及以上重餾分可在渣油加氫工藝過程中脫除雜質(zhì)，芳烴飽 和，成為更好的催化裂化原料組成，進一步提高了催化裂化高附加值產(chǎn)品收率。6、由于加氫處理裝置不設分餾系統(tǒng)，加氫生成油直接進入催化裂化反應器，催化 裂化生成油在分離出氣體產(chǎn)品和催化汽油后，剩余混合油經(jīng)過濾后循環(huán)回加氫裝置，上述 兩個過程大大降低了熱量的損失，同時大大減少了分餾過程所需的能量，從而降低了整個 工藝過程的能耗。


圖1是本發(fā)明渣油加氫處理和催化裂化組合方法工藝流程示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明所提供的方法進行進一步的說明，但不因此而限制本發(fā)明。工藝流程詳細描述如下渣油原料1和過濾后的催化裂化重餾分17混合，升壓后與循環(huán)氫2混合進入加氫 處理反應器3，通過與加氫處理催化劑床層接觸，脫除原料油中的金屬、硫、氮等雜質(zhì)，同時 降低原料的殘?zhí)縼頋M足下游催化裂化裝置的進料要求。加氫處理反應器3出口反應流出物 4進入高壓分離器5進行氣液分離，分理出的氣相物流進行脫硫化氫等處理后進循環(huán)壓縮 機8升壓后循環(huán)到加氫處理反應器入口，補充的新氫也可以在循環(huán)壓縮機8之后引入，分離 出的液相物流再到低壓分離器6進一步分離，分離出的液相物流不經(jīng)換熱和分餾，調(diào)整低 壓分離器的壓力，使液相物流在不使用原料泵的情況下通過管線7進入催化裂化裝置的反 應系統(tǒng)9。來自管線7的加氫生成油進入催化裂化裝置的反應系統(tǒng)9，與高溫再生催化裂化 催化劑接觸并進行反應，反應后的油氣物流10進入催化裝置的分餾塔13，分離出氣體11和 催化裂化汽油12，氣體11和催化裂化汽油12排出裝置，分餾塔剩余的催化裂化重餾分14 進入分離器15，過濾出的催化劑粉末、機械雜質(zhì)及固體顆粒16，過濾后的催化裂化重餾分 17循環(huán)到加氫處理裝置。下面的實施例將對本發(fā)明提供的方法進一步說明，但并不因此而限制本發(fā)明。反 應是在小型提升管式催化裂化裝置和中試渣油加氫處理裝置上進行。實施例和對比例中所 用的原料油為沙中常漁，其性質(zhì)列于表1。實施例和對比例中所用的渣油加氫處理催化劑的 類型和體積完全相同，均是中國石油化工股份有限公司催化劑分公司生產(chǎn)的CEN、FZC、ZTN、 ZTS系列渣油加氫催化劑，具體包括保護劑，脫金屬催化劑，脫硫催化劑，脫氮催化劑等，裝 填順序一般是使原料油依次與保護劑、加氫脫金屬、加氫脫硫、加氫脫氮催化劑接觸，當然 也有將這幾種催化劑混合裝填的技術。上述催化劑裝填技術為本領域技術人員所熟知的技 術內(nèi)容。實施例和對比例中所用的催化裂化催化劑相同，均為大連石化分公司350萬噸/年重油催化裂化裝置使用的催化劑，為工業(yè)平衡催化劑。其新鮮劑組成為95wt% LB0-16 降烯烴催化劑+5wt% LB0-A提高辛烷值助劑。對比例該對比例采用常規(guī)的渣油加氫處理_催化裂化方法，即渣油在加氫處理裝置進行 加氫反應，分離反應產(chǎn)物得到氣體，加氫石腦油、加氫柴油和加氫渣油。所得的加氫渣油進 入催化裂化裝置進行裂化反應，催化裂化重循環(huán)油在催化裂化裝置內(nèi)循環(huán)處理。表2、表3、 表4分別為工藝條件、產(chǎn)品分布和主要產(chǎn)品性質(zhì)。實施例該實施例采用本發(fā)明提供的渣油加氫處理和催化裂化組合方法，加氫處理所有液 相產(chǎn)物不經(jīng)分餾直接進入催化裂化裝置，催化裂化反應流出物分餾系統(tǒng)簡化設計，僅分餾 出干氣、液化氣和汽油餾分，催化裂化柴油、催化裂化循環(huán)油和催化油漿不進行分餾直接做 為催化裂化重餾分，催化裂化重餾分經(jīng)過濾出固體雜質(zhì)后循環(huán)至加氫處理裝置中進一步加 工。表2、表3、表5分別為工藝條件、產(chǎn)品分布、和主要產(chǎn)品性質(zhì)。對比結果表明，將催化裂化重餾分油與新鮮渣油原料混合加氫處理后，催化裂化 汽油收率增加22. 49個百分點，液化氣產(chǎn)率增加了 9. 23百分點，焦炭產(chǎn)率有所下降，干氣收 率略有增加。本發(fā)明方法可以很好地滿足希望增產(chǎn)汽油的企業(yè)。表1原料油性質(zhì)
項目數(shù)據(jù)S，質(zhì)量％2. 33N, u g/g3044殘?zhí)?CCR)，質(zhì)量％11. 8密度(20°C )，kg/m3982. 0粘度(100°C )，mm2/s98. 0Ni+V, y g/g75. 62表2加氫處理和催化裂化工藝條件
名稱對比例實施例加氫處理工藝條件原料新鮮原料新鮮原料+催化裂化重餾分
7 以裝置進料量計算。實施例中新鮮原料的進料量與對比例相同。表3產(chǎn)品分布 以裝置進料量為100%計算， 以新鮮原料為100%計算。表4常規(guī)加氫處理_催化裂化主要產(chǎn)品性質(zhì) 在本發(fā)明中加氫常渣、催化裂化重循環(huán)油均為中間產(chǎn)品表5本發(fā)明主要產(chǎn)品性質(zhì)
權利要求
一種渣油加氫處理和催化裂化組合方法，其特征在于渣油原料在氫氣和加氫處理催化劑存在下進行加氫反應，加氫反應流出物氣液分離，氣相循環(huán)用于加氫反應，液相不經(jīng)分餾直接進入催化裂化裝置，催化裂化反應流出物分離出干氣、液化氣和催化裂化汽油后的催化裂化重餾分與渣油原料混合進行加氫反應。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于渣油原料包括常壓渣油或減壓渣油。
3.按照權利要求1所述的方法，其特征在于渣油原料加氫采用固定床渣油加氫處理 技術、懸浮床渣油加氫處理技術、沸騰床渣油加氫處理技術或移動床渣油加氫處理技術。
4.按照權利要求1或3所述的方法，其特征在于渣油原料加氫過程條件為絕對壓力 為5MPa-35MPa，溫度為300°C _500°C，新鮮液時體積空速為0. lh^-S. Oh—1，總氫油體積比為 100-5000。
5.按照權利要求1或3所述的方法，其特征在于渣油原料加氫過程條件為絕對壓力 為10MPa-20MPa，溫度為350°C _450°C下，新鮮液時體積空速為0. lSd Oh—1，總氫油體積 比為 300-3000。
6.按照權利要求1所述的方法，其特征在于催化裂化裝置為一套或一套以上，每套催 化裂化裝置至少應包括一個反應器和一個再生器。
7.按照權利要求6所述的方法，其特征在于催化裂化裝置設置分餾塔，催化裂化分餾 塔將催化裂化反應流出物分餾為干氣、液化氣、催化裂化汽油和催化裂化重餾分。
8.按照權利要求1或7所述的方法，其特征在于催化裂化重餾分循環(huán)回加氫處理裝 置之前先過濾出含有的微量催化裂化催化劑粉末。
9.按照權利要求1或6所述的方法，其特征在于催化裂化裝置操作條件為反應溫度 為450 600°C，再生溫度為600-800°C，劑油重量比2 30，與催化劑接觸時間0. 1 15 秒,壓力0. 1 0. 5MPa。
10.按照權利要求1所述的方法，其特征在于催化裂化裝置操作條件為反應溫度為 490 550°C，再生溫度為650-750°C，劑油重量比4 10，與催化劑接觸時間0. 5 5秒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種渣油加氫處理和催化裂化組合方法，渣油原料在氫氣和加氫處理催化劑存在下進行加氫反應，加氫反應流出物氣液分離，氣相循環(huán)用于加氫反應，液相不經(jīng)分餾直接進入催化裂化裝置，催化裂化反應流出物分離出干氣、液化氣和催化裂化汽油后的催化裂化重餾分與加氫處理原料混合進行加氫反應。與現(xiàn)有技術相比，本方法可以最大量的生產(chǎn)汽油，同時，節(jié)省設備投資，充分利用反應熱能，降低生產(chǎn)能耗。
文檔編號C10G69/04GK101875855SQ20091020737
公開日2010年11月3日 申請日期2009年10月20日 優(yōu)先權日2009年4月30日
發(fā)明者關明華, 劉鐵斌, 張學萍, 耿新國 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