专利名称：用于在线分离加氢尾油中固相物质的旋流分离技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在线分离加氢尾油中固相物质的旋流分离技术，它是重油悬浮床加氢工艺(UPC-RSHC工艺)的组成部分，属于石油加工工艺中的重质油轻质化工艺过程的改进。它主要是通过采用在重油悬浮床加氢装置的产物分离系统在线耦合一级或多级液固旋流分离器分离加氢尾油中的固相物质，从而降低循环尾油及外甩尾油中的甲苯不溶物等固相生焦物质，减少反应器中生焦前驱物质，同时降低外甩尾油中的甲苯不溶物，使尾油能够更好地利用。
随着轻质原油采出量的日益减少，稠油等重质油采出量的日益增加，加上人们对于清洁燃料的需要日益增加，重油加氢技术的研究与开发工作已经成为石油加工领域最重要的研究课题。目前已经大规模工业应用的重油加氢技术主要是固定床加氢脱硫工艺(VRDS工艺)和沸腾床加氢工艺，前者只能加工金属含量和氮含量较低、硫含量较高的重油，而后者由于每天要定量排卸和补充催化剂，因而其操作成本比较高。悬浮床加氢工艺技术研究工作比较活跃，现阶段已有十多种工艺处于中试和工业示范装置阶段，如德国的VCC(VEBA-Combi-Cracking)工艺，美国Exxon公司的Micro-Cat工艺，委内瑞纳INTEVEP公司的HDH工艺，加拿大的CANMET工艺，日本旭化成工业株式会社的SOC工艺，日本出光大产公司和美国凯罗格公司的MRH工艺，美国UOP公司的Aurabon工艺，加拿大的(HC)3工艺等，中国石油天然气股份有限公司的UPC-RSHC工艺，这些工艺虽然馏分油收率均较高，有的工艺即使其＜524℃的馏分油收率高达90％以上，看上去具有很高的经济效益，但是这些工艺均未大规模工业应用，其中一个关键问题是没有较好地解决反应过程中生焦问题，尤其是反应器中焦炭的沉积问题没有很好地解决，因而影响该工艺的长周期运转。对于重油悬浮床加氢工艺而言，由于馏分油收率高达80～95％，工艺过程生焦是不可避免的，而且生成的焦粒子连同加入的金属催化剂全部浓缩至尾油中，导致尾油性质较差，甲苯不溶物与灰分的含量较高，尾油的应用比较困难，为了尽可能地降低尾油的收率，因而在工艺中要采用尾油部分循环(回炼)技术。然而，在重油悬浮床加氢工艺中，为了提高馏分油收率，减少尾油甩量，要使一部分甲苯不溶物含量较高(约为4～8％)尾油回炼，如果不将尾油中的甲苯不溶物分离出来，势必会将较多的甲苯不溶物重新带入反应器中，使反应器物流中的甲苯不溶物含量比尾油不循环时要大大增加，再加上反应器如果又不能及时将这些甲苯不溶物排出，他们就可能会沉积在反应器的底部，从而影响重油悬浮床加氢装置的长周期运转。另一方面尾油只有部分循环，而另一部分是作为产物排出装置，尾油中的甲苯不溶物主要组成是以加入的金属催化剂和原料油中原有的金属化合物为焦核，在其表面包裹着一部分氢碳原子比很低的甲苯不可溶物而形成中间相小颗粒，颗粒平均直径为10～100微米。因而重油悬浮床加氢工艺的主要特点是无论是作为循环用的尾油，还是作为产物的尾油性质均很差，主要表现在其金属及硫、氮含量高，甲苯不溶物、残炭和灰分也很高。如果不对这部分尾油进行处理，分离出其中的甲苯不溶物和灰分，一方面要影响到装置的长周期运转，另一方面也要影响这部分尾油的进一步利用。如果重油悬浮床加氢工艺不能很好地利用这部分加氢尾油，这些尾油将会成为一堆无用的废弃物，既会造成环境污染，又会影响该工艺在工业上的大规模应用。
本发明的目的就在于避免上述现有技术的不足之处而提供了一种用于在线分离加氢尾油中固相物质的旋流分离技术，该技术主要是针对重油悬浮床加氢尾油性质很差的特点，通过液固旋流分离技术在线脱除尾油中较大颗粒的固体物质(主要是甲苯不溶物)，脱除大颗粒后的尾油一部分作为循环油与新鲜原料混合后重新进入反应器，另外一部分继续进行液—固旋流分离，进一步降低外甩尾油中的金属含量和残炭值，金属含量和残炭降低到一定程度后的悬浮床加氢尾油就直接作为延迟焦化的原料或调和沥青的原料或燃料油。其主要的技术特点是在悬浮床加氢裂化工艺的产物分离系统中将液固旋流分离器逐级地设置在处理装置的下级，并将旋流分离器的顶部流出物返回到原处理装置中或进入到下一级处理装置中，其底部流出物则逐级进入下一级旋流分离器进行分离，直至分离出固相残渣。
为了更好地实现本发明的上述目的，设计者是这样将旋流分离技术在悬浮床加氢裂化工艺中的尾油处理中实现的①将第一级旋流分离器设置在悬浮床加氢裂化反应器的之后，反应器底部物流进入旋流分离器经过旋流分离后，其顶部物流与从反应器顶部物流经过热高分分离后的液体产物合并进入热低分，然后再进一步分离后进入常压闪蒸塔；②将第二级旋流分离器设置在常压塔之后，塔底物流进入经第二级旋流分离器经旋流分离后，其顶部物流一部分作为循环尾油回炼，剩余部分进入减压蒸馏塔分离出重蜡油和减压尾油，③将第三级旋流分离器则设置在第二级之后，并对由第一、二级旋流分离器的底部的合并物流合进行旋流分离，其顶部物流也作为循环尾油回炼，底部物流作为固相残渣。上述的旋流分离器可以是单级旋流分离器，也可以是多级旋流分离器；其各级旋流分离器的分离操作条件可以是分离温度250～350℃，分离压力0.1～5.0Mpa。
附图
即为本发明的工艺流程图。
附图的图面说明如下1---悬浮床加氢反应器(K-1)2---热高分(K-2)3---热低分(K-3) 4---常压闪蒸塔(K-4)5---减压蒸馏塔(K-5) 6---第一级旋流分离器(O-1)7---第二级旋流分离器(O-2)8---第三级旋流分离器(O-3)下面将结合具体的实施例来详述本发明的技术特点和效果按照附图所示工艺流程，将来源于原料油加热炉的油浆(新鲜原料+循环尾油+新鲜氢气)和来源于氢气加热炉的循环氢气进入悬浮床加氢反应器K-1，气相产物从K-1顶部排出到热高压分离器K-2并进一步分离成气相物流和液相物流，从K-1底部出来的液相产物经液位控制阀后进入第一级旋流分离器O-1，经旋分后的顶部物流与从K-2底部出来的液相物流合并进入热低分K-3并再次分离成气相物流和液相物流，从K-3出来的气相物流进入低压油气分离系统，从K-3出来的液相物流进入常压闪蒸塔K-4，从K-4塔顶出来的物流与K-2塔顶出来的气相物流一并进入在线精制反应器及其精制产物分离系统；从K-4塔底出来的物流进入第二级旋流分离器O-2，经旋分后顶部物流一部分作为循环尾油重新进入原料油加热炉，剩余部分则进入减压蒸馏塔K-5分离成重蜡油和减压尾油分别送出装置。从O-1旋分出来的底流与从O-2旋分出来的底流合并进入第三级旋液分离器O-3，从O-3出来的顶流也作为循环尾油与新鲜原料混合进入原料油加热炉，从O-3底部出来的物流作为残渣可以用溶剂进一步处理后回收催化剂的有效组分。
本发明的技术特点与常规的尾油溶剂脱沥青工艺不同，它具有如下特点①采用液固旋流分离技术在线分离尾油中的大颗粒固体物质，工艺技术与设备简单很简单，除了旋流分离器，无需其它外加设备，投资费用低。
②虽然液固旋流分离技术的分离效果不如溶剂脱沥青工艺，但是旋流分离技术不需要任何溶剂，更无需溶剂回收塔，大大地简化了工艺流程，因而旋流分离器可以连接在悬浮床加氢工艺装置的任何温度较高的部位，如热高分出口、常压或减压分馏塔底泵出口等。
③采用液固旋流分离技术可以在高压下操作，也可以在低压下操作。
权利要求
1.用于在线分离加氢尾油中固相物质的旋流分离技术，他主要是采用了在悬浮床加氢裂化的工艺过程中耦合了液固旋流分离器对产物进行分离的方法，其特征在于在产物非分离系统中将液固旋流分离器逐级地设置在处理装置的下级，并将旋流分离器的顶部流出物返回到原处理装置中或进入到下一级处理装置中，其底部流出物则逐级进入下一级旋流分离器进行分离，直至分离出固相残渣。
2.根据权利要求1所述的用于在线分离加氢尾油中固相物质的旋流分离技术，其特征在于所述旋流分离技术在悬浮床加氢裂化工艺中是按如下方法实现的第一级旋流分离器设置在悬浮床加氢裂化反应器的之后，反应器底部物流进入旋流分离器经过旋流分离后，其顶部物流与从反应器顶部物流经过热高分分离后的液体产物合并进入热低分，然后再进一步分离后进入常压闪蒸塔；第二级旋流分离器设置在常压塔之后，塔底物流进入经第二级旋流分离器经旋流分离后，其顶部物流一部分作为循环尾油回炼，剩余部分进入减压蒸馏塔分离出重蜡油和减压尾油，第三级旋流分离器则设置在第二级之后，并对由第一、二级旋流分离器的底部的合并物流合进行旋流分离，其顶部物流也作为循环尾油回炼，底部物流作为固相残渣。
3.根据权利要求1所述的用于在线分离加氢尾油中固相物质的旋流分离技术，其特征在于所述旋流分离器可以是单级旋流分离器，也可以是多级旋流分离器。
4.根据权利要求1所述的用于在线分离加氢尾油中固相物质的旋流分离技术，其特征在于所述的各级旋流分离器的分离操作条件可以是分离温度250～350℃，分离压力0.1～5.0Mpa。
全文摘要
一种用于在线分离加氢尾油中固相物质的旋流分离技术,它是重油悬浮床加氢工艺(UPC－RSHC工艺)的组成部分,它主要是通过采用在重油悬浮床加氢装置的产物分离系统在线耦合一级或多级液固旋流分离器分离加氢尾油中的固相物质,从而降低循环尾油及外甩尾油中的甲苯不溶物等固相生焦物质,减少反应器中生焦前驱物质,同时降低外甩尾油中的甲苯不溶物,使尾油能够更好地利用。
文档编号C10G49/00GK1386826SQ02117839
公开日2002年12月25日 申请日期2002年5月23日 优先权日2002年5月23日
发明者邓文安, 阙国和, 周家顺, 沐宝泉, 刘 东, 李庶峰, 文萍 申请人:中国石油天然气股份有限公司, 石油大学(华东)