专利名称:处理原油提炼中真空蒸馏残渣油的方法
本发明涉及处理原油提炼中经真空蒸馏后留下的残渣油的方法。
炼油过程中，原油经最后真空分馏后，仍有留在蒸馏残渣油中的那类物质，在高达大约550℃(常压)也不蒸发。这种蒸馏残渣油按其油源不同各有差别，但通常其含量相当于原油的25%。将其继续加工实际上是通过溶剂处理解决的，例如用丙烷进行脱沥青。因此，残渣油可以分为两部分，即第一馏分是在溶剂中溶解的润滑油和蜡，第二馏分是在溶剂中不溶解的沥青、沥青质等。第二馏分的量较大。从第一馏分溶液中可以获得有价值的非燃料物质，如润滑油和蜡，或提供给裂化设备，以得到低沸点产品。第二馏分是不溶于溶剂的残渣，既可以用于生产沥青，也可以就地作为炼油的燃料，或与轻馏分混合后液化，可用作重油燃料，例如用作电厂的发电燃料。
通过溶剂提炼真空蒸馏残渣油，本身就存在各种缺点和局限。溶剂处理后残留下含有沥青的不溶性低值部分往往超过真空蒸馏残渣油的一半(按重油占原油40%或40%以上估算)。这样大的量超过了炼油所需的燃料。关于不溶性部分的第二种用途是生产沥青，但这也存在着问题，因为溶剂处理时会沉淀出以胶态形状存在于原油中的沥青质和沥青。而生产沥青则必须再将其进行充分的分散，但这往往不可能，以致产品中含有最低值的产物。
此外，由于溶剂处理，润滑油和蜡并未充分溶于溶液，相反高分子成分却溶解在其中，并且掺入到第一馏分，由此得到的最终产品存在不足之处，例如润滑油的焦炭含量很高。
另外，采用低沸点溶剂要求特殊的安全措施，要求特别昂贵的设备。回收溶剂需要消耗能源，而且由于溶剂与残渣油之比很大，所以耗资也很大。
欧洲专利文件EP-PS0066790介绍了用短程蒸馏来处理原油提炼中得到的残渣油的方法，采用这种方法，从进油到残渣油的收取，其蒸发压力和凝聚面的温度都降低了。为了改善能量平衡，供给真空蒸馏残渣油不包括任何短程蒸馏供给能源，使供给的蒸发热(即真空蒸馏残渣油的残余温度)被排出，从而必然导致冷却，因此导致短程蒸馏时的温度低于以前的真空蒸馏的温度。
根据德国专利文件EP-OS3122650介绍了原油提炼采用短程蒸馏，从而提高了裂化部分的产率;同时可以放弃流行着的溶剂提取方法。由于工作压力的降低，蒸馏温度也大大降低，使这部分蒸馏能够在较高的常压沸点下进行。短程蒸馏的残渣油采用以前的真空蒸馏加热，除去了蒸发热，使短程蒸馏的温度低于以前的真空蒸馏。
本发明的任务在于提出一种用短程蒸馏来处理真空蒸馏原油时残留下来的残渣油的方法，这种方法比至今所介绍的各种方法具有更大的经济意义。分子蒸馏不包括在本发明之内。
令人惊奇地发现，由于能量消耗的增加，真空蒸馏残渣的液膜短程蒸馏的经济意义却显著提高，亦即能量平衡的恶化带来了经济的改善。根据本发明，能量消耗的增加是由于与以前的真空蒸馏温度相比，短程蒸馏的温度增高了。从而加油速度和蒸馏效率都有显著的提高，因此使蒸馏量同时提高到与价值不大的残渣油的重量。
根据现有技术水平的提取方法，以极性即物质的化学结构为依据，采用非极性溶剂进行分离。按所含物质的沸点温度，采用公知的短程蒸馏方法以分离真空蒸馏残渣油。本发明采用高温短程蒸馏，获得按现有技术水平仍剩留在低值残渣油中的有价值产物的馏出液。因此，本发明不仅具有数量上的优点即得到了大量有价值的产品，而且也具有许多质量上的优点即得到了其它的馏分组分。馏出液与残渣油之比有了显着改善，其起决定作用的是由于采用高温，单位时间和单位蒸发面的加料速度提高了许多倍。因此，此方法的经济意义极其明显。
馏出液和残渣油之间所谓的碳氢比(C/H)，由于采用本发明方法，所以也明显提高。
此外，本发明大大缩短了停留时间，散逸很少，保证了良好的均匀性。
同时高温把许多高分子物质进入到残渣油的问题也随之解决了。
根据本发明得到的润滑油无须加入添加剂即可使用，并不像按常规的真空蒸馏方法得到的润滑油，需要用昂贵的添加剂调节到所需粘度。此外，馏出液实际上不含有金属成分，因此使用对杂质敏感的催化剂生产低沸点物质也不成问题。采用本发明方法，在残渣油中还留有芳烃化合物，有助于提高馏出液的质量和稳定残渣油中的胶态沥青质。
含有沥青的馏分(此处系指液膜短程蒸馏)与现有技术相比，不仅数量减少，可以完全用作炼油燃料，而且质量也有变化，在生产沥青时无须进一步重新分散。这种性质可能与极性物质成分含量较高有关。此外，含蜡量很高的原油，特别是利用沥青的情况下，其起决定作用的是残渣油中实际上已不再含有蜡的成分。
液膜短程蒸馏及其设备在方法和技术上都是众所周知的，为了避免热分解，主要是用于获得纯的热敏物质。本发明都与此相反，甚至希望有热分解，因为热分解可以得到更大量的所需的有价值的馏出液，只要能保持真空，热分解偶尔也可能出现。
在原油提炼过程中，最后不能再蒸馏的蒸馏残渣油，即在常压下超过大约550℃时才沸腾的残渣油，由于采用本发明的方法，蒸馏这类油也具有数量和质量两方面的优点。在这种情况下，含新组分的产物具有部分新的性质。
此外，根据本发明，还可从含有大约50%甚至含量更高的真空蒸馏残渣油的重油中，获得与普通原油相同量的馏出液，这种原油在工业上本来几乎是不能利用，而现在采用本发明方法却也可以予以利用。
本发明方法采用公众已知的液膜短程蒸馏设备。这种设备与原油提炼的最后一道工序即真空蒸馏相衔接。液膜短程蒸馏的温度高于以前的真空蒸馏，压力大约小于其10～10倍。根据本发明的一个特殊实施例，工作是随着温度不断升高进行的。在能产生大量蒸汽的额定真空条件下，蒸发面和凝聚面相互应尽可能靠近配置，一般是将蒸发区和凝聚区同轴配置，以满足上述要求。蒸发面与凝聚面以圆柱形垂直配置则更有利。加料均匀地分布在加热面的上部并且以涡流状态送入，这种状态一直保持到所加原料由于重力作用从加热面下部排出。因此，在整个加热面上加热的原料立即被输送到液体表面，蒸发出低沸点馏分。
有许多液膜短程装置时，可以串联配置，也可以平行配置。
实施例1由真空蒸馏阶段剩留在高至530℃(常压下的温度数据)不能再蒸馏的残渣油可采用由Buss股份公司供给的SAMVAC液膜短程蒸馏设备进行蒸馏。其工作参数为加料速度 13.1公斤/小时压力 4.5×10-2毫巴加热温度 351℃冷却温度 103℃馏出液速度 6.5公斤/小时馏出液含量 49.6%借助一个泵将残渣油连续泵入蒸发器的进料口，并由一个旋转的分配环将其均匀地分布在内表面。然后由沿着蒸发面转动的转子刮水板控制着原料，并且用涡流液膜进汽冲击加热面。在转子刮水板前形成一个波面(弓形波)。
由于加热温度的升高，渗透量和馏出液的量都显著提高，高分子物质首先化为蒸汽。
以下是其他实施例的数据，实施例1～5是关于馏出液含量的增加，实施例6～10是关于加料速度的提高。
实施例 2 3 4 5加料加料速度(公斤/小时) 21.5 26.7 15.5 13.8贮备容器的温度(℃) 201 205 206 205加料管温度(℃) 175 189 183 320蒸馏物排料速度(公斤/小时) 13.45 17.9 8.5 7.27馏出液排料速度(公斤/小时) 8.05 8.8 7.0 6.53真空度(毫巴) 4×10-24×10-23.5×10-25×10-2加热剂进口(℃) 332 329 333 350加热剂出口(℃) 312 313 319 333冷却剂进口(℃) 93 95 95 103冷却剂出口(℃) 94 96 97 105馏出液含量(%) 37.4 33.0 45.2 47.4
实施例编号 加热温度℃ 加料中馏出液的% 加料速度(公斤/小时)6 364 59 21.37 371 56 39.68 374 61 24.39 386 63 39.710 394 61.5 51.3上述试验说明，生产速度达到225公斤/小时米2没有任何困难，在炼油标准内保证了经济效益。
图1和图2进一步说明本发明，上述试验是在图示装置中进行的。
如下图1将中等质量的原油1供给常压下运转的炼油设备2，蒸发后大约50%的原油分离成馏分3、4、5，残渣油6在真空条件下进入在继续工作的炼油设备7，约有25%原油蒸馏成馏分8、9、11，未被蒸馏的残渣油12按本发明继续进行处理，即进入液膜短程蒸馏，得到馏出液14和未被蒸馏的残渣油15。馏出液可以进入裂化装置，得到低分子产物，或继续分离为润滑油和蜡。残渣油15可以作为炼油燃料，或继续处理成煤焦油。
图2实施本发明方法的设备是一个带有搅拌器22的给料容器21。全图标有M的是属于各个装置的电动机。给料容器21通一个装有加料泵23的管道24与短程蒸发器25连接，其左右两侧分别与残渣油接受器26和馏出液接受器27连接。短程蒸发器25与两个前后紧接着的冷却阀28、29连接，在两个冷却阀28、29之间有一个摇杆式真空活塞泵31，并在第二个冷却阀29之后配置一个摇杆式真空活塞泵32和一个旋转滑阀真空泵33。
用泵23通过管道24将真空炼油阶段时输入给料容器21的残渣油泵入短程蒸发器25，残渣油在该蒸发器内通过蒸发分离为馏出液和残渣油，然后分别进入接受器26、27。(也可能存在少量易挥发组分，这是由于在短程蒸发器25内发生的热分解产生的，它们被收集在冷却阀28、29内。)本发明液膜短程蒸馏的加热温度已在上述实施例中给出范围，优先采用的温度为400℃或高于400℃。
权利要求
1.处理原油提炼中经真空蒸馏后剩留的残渣油的方法，其特征在于，在真空条件下，采用液膜短程蒸馏方法蒸馏残渣油，其蒸发面的温度显著高于真空蒸馏时剩留的残渣油的温度，而且馏出液和浓缩的残渣油被分别排出。
2.根据权利要求
1的方法，其特征在于，蒸发面的温度要比真空蒸馏时剩留的残渣油的温度高50℃，优先采用高于80℃，最好高于100℃。
3.根据权利要求
1的方法，其特征在于，使蒸馏原料的薄层构成涡流薄膜的形状。
4.根据权利要求
3的方法，其特征在于，采用机械方法使液膜呈涡流状。
5.根据权利要求
4的方法，其特征在于，采用刮水板使液膜呈涡流状。
6.根据上述权利要求
中一项或多项权利要求
的方法，其特征在于，被处理的真空蒸馏残渣油，在常压下其沸点高于550℃。
7.根据上述权利要求
中一项或多项权利要求
的方法，其特征在于，工作的真空范围为绝对压力10毫巴以下和10-3毫巴以上，优先采用0.01～1毫巴。
8.根据上述权利要求
中一项或多项权利要求
的方法，其特征在于，得到的馏出液实际上已不含有沥青。
9.根据上述权利要求
中一项或多项权利要求
的方法，其特征在于，工作时多个平行联接的装置各配置一个真空装置。
10.根据上述权利要求
中一项或多项权利要求
的方法，其特征在于，工作时的加热温度在350℃以上，优先采用400℃以上。
11.根据上述权利要求
中一项或多项权利要求
的方法，其特征在于，加料和加热介质是逆向流动的。
12.根据上述权利要求
中一项或多项权利要求
的方法，其特征在于，工作时的温度不断升高。
13.根据上述权利要求
中一项或多项权利要求
的方法，其特征在于，基本上是在恒压条件下工作的。
专利摘要
通过高真空条件下，采用高温液膜蒸馏方法，处理原油提炼中经真空蒸馏后剩留的残渣油的方法。由于采用高温，提高了加料速度，馏出液与残渣油的比值也得到了改善。
文档编号B01D3/12GK87105188SQ87105188
公开日1988年2月3日 申请日期1987年7月23日
发明者彼得·卡频贝格 申请人:布斯公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan