一种重油加氢转化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种重油原料轻质化及改质组合方法，更确切地说，涉及一种将临氢 热裂化、加氢裂化及加氢精制工艺集成转化重油原料的方法。
【背景技术】
[0002] 随着开采原油的不断变重、市场对轻质燃料油需求不断增加以及环保要求的日益 提高，各炼厂对渣油轻质化技术越来越关注。渣油轻质化方法有热加工和催化加工两大类。
[0003] CN101463267A专利公开了一种利用减粘裂化来加工重油，实现重油轻质化的方 法，该方法是将减粘原料先进行减压蒸馏得到重馏分油和>540°C的减压渣油，接着将重循 环油先进行减粘裂化然后将其与>540°C减压渣油在分馏塔底混合，混合物料再进行减粘裂 化。该方法可以提高减粘裂化转化率，提高减粘渣油的黏度和安定性，但重油轻质转化率较 低，仅为10?30%。专利CN101724450A公开了一种供氢剂和渣油混合后在压力15?40MPa、 温度300?500°C条件下共处理0. 2?5小时的改质方法，该方法中供氢溶剂可以给重油中 结焦前身物的裂解反应提供氢，防止其结焦；可以处理劣质原料，且生焦率较低。
[0004] 热加工具有原料适应性强的优点，但其重油裂化转化率低，轻质油收率低。催化加 工利用催化剂降低裂化反应活化能，提高裂化反应速率，提高重油裂化转化率和轻质油收 率。CN101993723A公开了一种劣质重油改质方法和装置，其依托催化裂化装置，设置劣质重 油改质反应器，利用积炭待生催化剂作为热载体形成流化态的劣质重油改质工艺，该工艺 可以提高重油转化过程轻质油收率，但其只适合低重金属（Ni+V)含量的劣质重油原料的二 次加工。US5300212公开了一种劣质重油加氢改质工艺方法，该方法是重油原料、氢气及催 化剂在两个反应器内实现转化，具体方法是原料油和磷酸钥为前躯体的分散型催化剂先进 入第一个浆态床加氢反应器，在343?482°C、50?5000psi条件下进行转化反应，反应产 物经分离后进入第二个沸腾床加氢反应器，在343?399°C、800?4000psi、负载型催化剂 作用下进行转化，反应产物进入蒸馏塔，得到<524°C馏分和>524°C馏分，其中<524°C馏分 作为产品，>524°C重馏分循环回第二个反应器。该工艺方法可实现劣质重油的改质，但该方 法第一个反应器采用分散型催化剂，第二个反应器采用负载型催化剂，第一个反应器带出 的催化剂颗粒容易堵塞第二个反应器重负载型催化剂的孔道或覆盖催化剂的活性中心，弓丨 起催化剂的失活，影响整个过程的操作周期。
[0005] 重油体系结构、组成非常复杂，其不同结构单元、不同组分轻质化路径及需要的反 应条件不同，对于较易转化组分如含有长链烷基、环烷基结构的组分只发生裂化反应即可 实现轻质化；而对于芳环结构，尤其是稠环芳烃则需要芳环先饱和再裂化才可以实现芳环 数的减少、稠环芳烃的轻质化。因此，如果在相同的反应条件下进行反应，必然难以达到较 佳的改质效果。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题是针对重油各种组分转化性质不同，在现有技术的基础 上，采用双反应器重油临氢热裂化、加氢裂化和加氢精制结合增产轻质馏分油的方法。
[0007] -种重油加氢转化方法，包括，（1)存在氢气，存在或不存在临氢热裂化催化剂的 条件下，重油进入第一反应器，进行临氢热裂化反应；（2)第一反应器的反应产物分离为轻 馏分油、重馏分油和渣油；（3)渣油与临氢热裂化催化剂、氢气进入第二反应器，进行临氢 热裂化反应；（4)第二反应器反应产物分离得到轻馏分油、重馏分油和渣油；（5)所述重馏 分油和氢气进入加氢裂化反应器，与加氢裂化催化剂接触，在加氢裂化条件下进行加氢裂 化反应得到轻质油；（6)所述轻馏分油和氢气进入加氢精制反应器，与加氢精制催化剂接 触并反应得到加氢精制后的轻馏分；其中临氢热裂化第二反应器的反应温度比第一反应器 的反应温度低5?50°C。优选第二反应器的压力比第一反应器高2?13MPa。
[0008] 本发明提供的方法中，所述的第一反应器反应条件为：反应温度为400?480°C、 优选420?460°C，反应压力为0· 1?20MPa、优选5?12MPa，体积空速为0· 5?3. Oh' 优选0. 7?21Γ1，氢气对重油体积比为0?3000Nm3/m3、优选300?1500Nm 3/m3,催化剂加 入量为0?10000 μ g/g、优选100?2000 μ g/g ;所述的第二反应器反应条件为：反应温度 为380?440°C、优选400?430°C，反应压力为11?30MPa、优选12?25MPa，体积空速 为0. 1?2. Oh'优选0. 2?0. 81Γ1，氢气对渣油体积比为500?4000Nm3/m3、优选800? 2000Nm 3/m3,催化剂加入量为 1000 ?50000 μ g/g、优选 2000 ?30000 μ g/g。
[0009] 所述的加氢裂化反应器的反应条件为：反应温度为370?440°C，反应压力为7? 20MPa，空速为0. 5?2. Oh-1、氢油体积比为500?1500Nm3/m3。所述的加氢精制反应器的操 作条件为反应温度为300?350°C，压力为4?8MPa，空速为1. 2?3. OtT1，氢油体积比为 150 ?600Nm3/m3。
[0010] 本发明提供的方法中，所述的临氢热裂化催化剂为：含有金属组元和非金属组元， 以催化剂的总重量为基准，该催化剂含有2-15重量％的金属元素和85-98重量％的非金属 元素，其中，以金属元素的重量为基准，95重量％以上的所述金属元素为V、Ni以及镧系金 属元素和/或第VI B族金属元素；以非金属元素的重量为基准，95重量％以上的所述非金 属元素为C和S，还含有少量的H和N，且至少部分所述S与所述金属元素以该金属元素的 硫化物形式存在。
[0011] 与现有技术相比，本发明提供的方法的有益效果为：
[0012] 由于重油体系结构、组成非常复杂，其不同结构单元、不同组分轻质化路径及需要 的反应条件不同，对于较易转化组分如含有长链烷基、环烷基结构的组分只发生裂化反应 即可实现轻质化；而对于芳环结构，尤其是稠环芳烃则易结焦，轻质化效果较差。
[0013] 本发明提供的方法将临氢热裂化、分离单元、重馏分油加氢裂化和轻馏分油加氢 精制组合用于将重油转化为轻质馏分油，重油转化率高，操作灵活。在临氢热裂化单元采 用反应苛刻度不同的两个反应器，第一反应器实现重油中易转化组分的转化，第二反应器 实现重油中难转化组分即含有稠环芳环结构组分的轻质化，第一反应器重油轻质化率到 20?80%，第一反应器的未转化的重馏分进入第二反应器继续反应，在较低温度和较高催 化剂浓度的条件下，强化稠环芳烃的临氢热裂化，两个反应器的重油总轻质化率达到80? 100%。显著提高了重油转化率和轻质油收率。临氢热裂化过程将第一反应器反应产物分 离后渣油循环回第二反应器可增加第二反应器重馏分油浓度和临氢热裂化催化剂藏量，提 高重油的轻质化率。本发明提供的方法可实现重油高转化率、高轻质油收率,并得到性能优 良的汽柴油产品。
【附图说明】
[0014] 附图1为本发明提供的重油加氢转化方法的流程示意图；
[0015] 其中：Rl为第一反应器，HR2为第二反应器，D1、D3为分离设备，D2为渣油固液分离 器，R3为固定床加氢精制反应器，R4为固定床加氢裂化反应器；1为第一反应器原料管线， 3为第二反应器催化剂管线，4为氢气管线，12为渣油固液分离器溶剂管线，2、5?11、13? 23为物料管线。
[0016] 附图2为临氢热裂化催化剂A2的SEM照片；
[0017] 附图3为临氢热裂化催化剂A3的SEM照片；
[0018] 附图4为临氢热裂化催化剂A5的SEM照片。
【具体实施方式】
[0019] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不限制本发明。
[0020] 本发明提供的重油加氢转化方法，包括：（1)存在氢气的条件下，存在或不存在临 氢热裂化催化剂的条件下，重油原料进入第一反应器，在较高温度、较低压力下进行临氢热 裂化反应；（2)将临氢热裂化第一反应器的反应产物分离为轻馏分油、重馏分油和渣油； (3)渣油与临氢热裂化催化剂、氢气进入第二反应器，在较低温度、较高压力下进行临氢热 裂化反应；（4)第二反应器反应产物分离得到轻馏分油、重馏分油和渣油，部分渣油循环回 第二反应器，部分尾油外甩；（5)所述重馏分油和氢气进入加氢裂化反应器，与加氢裂化催 化剂接触，在加氢裂化条件下进行加氢裂化反应得到轻质油；（6)所述轻馏分油和氢气进 入加氢精制反应器，与加氢精制催化剂接触并反应得到加氢精制后的轻馏分；其中临氢热 裂化第二反应器的反应温度比第一反应器的反应温度低5?50°C。优选地，第二反应器的 压力比第一反应器高2?13MPa。
[0021] 本发明提供的方法中，所述的重油原料是指原油中馏程>500°C的馏分，或密度大 于I. Og/cm3或金属（Ni+V)含量大于200μ g/g的石油经油。原料选自重质原油、原油蒸馈 得到的残渣油、催化裂化油浆、煤焦油、乙烯焦油、页岩油、稠油、油砂浙青、固定床及沸腾床 渣油加氢尾油、煤液化尾油以及炼厂生产过程中产生的各种重质物料。
[0022] 步骤（1)中第一反应器的操作条件为：反应温度为400?480°C，优选420? 460°C，反应压力为0· 1?20MPa，优选5?12MPa，体积空速为0· 5?3· 01Γ1，优选0· 7? 2. OtT1，氢气对新鲜原料体积比为0?3000,优选300?