一种重油加氢转化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种重质烃油原料改质方法，更确切地说，涉及一种重油在不同反应 条件下临氢热裂化实现轻质化的方法。
【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，采用双反应区的重油临氢热裂化与加氢裂化结合的方法增产轻质馏分油。
[0007] 本发明提供的重油加氢转化方法，包括以下步骤：
[0008] (1)存在氢气，存在或不存在临氢热裂化催化剂的条件下，重油原料进入第一反应 器，进行临氢热裂化反应；（2)将第一反应器的反应产物至少分离出沸点>420°C的渣油； (3)渣油和氢气进入第二反应器，与临氢热裂化催化剂接触，进行临氢热裂化反应；（4)第 二反应器反应产物至少分离出沸点>420°C的渣油，分离得到的渣油部分返回第二反应器 继续反应；（5)其余渣油进入液固分离设备，分离得到液相和富含催化剂的固相，所述的液 相循环回第二反应区；其中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，所述的第二反应器的压力比第一反应器的压力高2?13MPa。
[0009] 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。
[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] 本发明提供的方法采用反应苛刻度不同的两个反应器进行热裂化，第一反应器实 现重油中易转化组分的转化，渣油进入第二反应器继续反应，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，显著提高了重油转化率和轻质油收率。采取反 应-分离耦合方式，可减少轻组分发生二次反应几率；同时增加反应区内重组分浓度，提高 重组分轻质化率；将外甩渣油中富液体组分循环回第二反应区，可提高重油轻质化率和馏 分油收率。外甩渣油中的固相经多级筛分将粒度小于10 μ m的固体循环回反应器实现循环 使用，可降低过程催化剂的使用量、节约成本。本发明提供的方法重油转化率高，大大降低 未转化渣油外甩量，减少了环境污染。
【附图说明】
[0013] 附图1为本发明提供的重油加氢转化方法的流程示意图；
[0014] 附图2为本发明提供的重油加氢转化方法另一种实施方式的流程示意图；
[0015] 其中：HRl为第一反应器，HR2为第二反应器，D1、D2为反应产物分离设备，D3为渣 油固液分离设备，1为第一反应器原料管线，2为第一反应器催化剂管线，3为氢气管线，4? 16为物料管线。
[0016] 附图3为临氢热裂化催化剂A2的SEM照片；
[0017] 附图4为临氢热裂化催化剂A3的SEM照片；
【具体实施方式】
[0018] 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。
[0019] (1)存在氢气，存在或不存在临氢热裂化催化剂的条件下，重油原料进入第一反应 器，进行临氢热裂化反应；（2)将第一反应器的反应产物至少分离出沸点>420°C的渣油； (3)渣油和氢气进入第二反应器，与临氢热裂化催化剂接触，在较低温度下进行临氢热裂化 反应；（4)第二反应器反应产物至少分离出沸点>420°C的渣油，分离得到的渣油部分返回 第二反应器继续反应；（5)其余渣油进入液固分离设备，分离得到液相和富含催化剂的固 相，所述的液相循环回第二反应区；其中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，所述的第二反应器的压力比第一反应器的压力高2?13MPa。
[0020] 本发明提供的方法中，所述的临氢热裂化催化剂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。
[0021] 优选地，所述的临氢热裂化催化剂的平均粒径为0. 01?200微